【導(dǎo)讀】像大多數(shù)工程設(shè)計(jì)決策一樣，選擇用于驅(qū)動(dòng)家用電器機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)類(lèi)型是確定應(yīng)用要求與實(shí)際解決方案所能提供的折衷方案的問(wèn)題。對(duì)于需要電機(jī)的家用電器——洗衣機(jī)、冰箱、空調(diào)和洗碗機(jī)等無(wú)處不在的產(chǎn)品——使用逆變電路來(lái)驅(qū)動(dòng)無(wú)刷直流電機(jī)或感應(yīng)電機(jī)是節(jié)省大量電力的方式，因此減輕公用事業(yè)電網(wǎng)的負(fù)載并降低設(shè)備的運(yùn)行成本。
選擇類(lèi)型的電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)家用電器
像大多數(shù)工程設(shè)計(jì)決策一樣，選擇用于驅(qū)動(dòng)家用電器機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)類(lèi)型是確定應(yīng)用要求與實(shí)際解決方案所能提供的折衷方案的問(wèn)題。對(duì)于需要電機(jī)的家用電器——洗衣機(jī)、冰箱、空調(diào)和洗碗機(jī)等無(wú)處不在的產(chǎn)品——使用逆變電路來(lái)驅(qū)動(dòng)無(wú)刷直流電機(jī)或感應(yīng)電機(jī)是節(jié)省大量電力的方式，因此減輕公用事業(yè)電網(wǎng)的負(fù)載并降低設(shè)備的運(yùn)行成本。
選擇一種類(lèi)型而不是另一種類(lèi)型的電機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程必須考慮每種類(lèi)型的工作原理以及其操作和性能特征以及成本與特定應(yīng)用的要求的匹配程度。其他因素可能也很重要。本文首先介紹直流電機(jī)，然后討論感應(yīng)電機(jī)。
有刷和無(wú)刷直流電機(jī)的比較
有刷和無(wú)刷這兩種類(lèi)型的直流電機(jī)有著本質(zhì)上的不同。一個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，人們所熟悉的有刷直流電機(jī)一直被用作扭矩產(chǎn)生器。如今，它們?nèi)匀或?qū)動(dòng)著許多電動(dòng)產(chǎn)品。相比之下，無(wú)刷直流電機(jī)是一項(xiàng)相對(duì)較新的技術(shù)發(fā)展。由于各種原因，在新設(shè)計(jì)中，尤其是家用電器產(chǎn)品，它們比拉絲類(lèi)型越來(lái)越受到青睞。對(duì)其基本工作原理的回顧揭示了這些類(lèi)型的直流電機(jī)的不同之處。
在有刷直流電機(jī)中，轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)動(dòng)的部分）包含電磁鐵，因此被稱(chēng)為電機(jī)的。定子（保持靜止的部分）包含永磁體。直流電（通常來(lái)自整流交流電）提供給電刷，電刷與固定在轉(zhuǎn)子軸上的換向器上的分段觸點(diǎn)（電極）進(jìn)行物理摩擦（見(jiàn)圖 6）。
當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，固定電刷將它們的連接從一組換向器片轉(zhuǎn)移到另一組換向器片，以這樣的方式切換它，然后電流通過(guò)轉(zhuǎn)子的電磁體來(lái)回流動(dòng)。這會(huì)產(chǎn)生交替的磁極性，與定子中的永磁體相互作用，產(chǎn)生導(dǎo)致轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的扭矩力。
有刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理。電機(jī)的軸由于轉(zhuǎn)子中的電磁體與定子中的永磁體之間的吸引力和排斥力產(chǎn)生的扭矩而旋轉(zhuǎn)。電刷接觸換向器的各個(gè)部分，從而切換電流，導(dǎo)致定子電磁體在適當(dāng)?shù)妮S位置發(fā)生極性反轉(zhuǎn)。
相比之下，無(wú)刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子包含永磁體，無(wú)論是表面型還是內(nèi)部型，而定子包含電磁體（因此被稱(chēng)為電機(jī)的）。電磁鐵以 Y 形或三角形排列（見(jiàn)圖 7）。
無(wú)刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理。定子內(nèi)置有固定電磁體，而轉(zhuǎn)子則包含表面永磁體。電流必須以正確的方向順序和時(shí)序饋送到電磁體的線(xiàn)圈，以便正確地為它們通電以產(chǎn)生軸旋轉(zhuǎn)。需要逆變器來(lái)控制排序過(guò)程。
為了驅(qū)動(dòng)和控制無(wú)刷直流電機(jī)，需要逆變器將提供的直流電或 50/60 周期交流電轉(zhuǎn)換為具有所需電壓和頻率的交流電。直到可靠、低成本的電子逆變器電路出現(xiàn)后，無(wú)刷直流電機(jī)才變得實(shí)用。
為了運(yùn)行無(wú)刷直流電機(jī)，來(lái)自逆變器的交流電流流向定子中的電磁體。該電流在固定電磁體中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子中的永磁體相互作用，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。
逆變器對(duì)于電機(jī)的運(yùn)行至關(guān)重要，因?yàn)樗峁┍匾慕涣黩?qū)動(dòng)并實(shí)現(xiàn)速度和扭矩控制功能。
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