無刷直流電動機在電動自行車上的應用
摘要:雙層振動篩無刷直流電動機因其無電刷和機械換向器,不需要減速裝置,噪聲低等優(yōu)點,被廣泛應用于電動自行車中,本文著重分析了無刷直流電動機的工作原理及結構、控制技術,以及在電動自行車中的應用特點。
關鍵詞:無刷直流電動機;煤粉振動篩原理及結構;控制技術
隨著我國改革開放的深入和社會生產力的發(fā)展,人們生活節(jié)奏的加快,活動范圍的不斷擴大,人們希望獲得一種輕便快捷、簡單安全的交通工具。前幾年,人們選擇了燃油助動車,但由于燃油助動車采用小容量二沖程汽油發(fā)動機為動力,其廢氣排放濃度是一般轎車的3-5倍,其污染問題引起了社會各界和主管部門的高度重視。在上海、蘇州等大中城市,于1996年便開始禁止燃油助動車上牌照。而電動自行車因為輕便、快捷,適應了現代人追求環(huán)保、效率、安全的需要,所以受到了廣大消費者的普遍歡迎,得以再度興起。1998年我國電動自行車的年產量約6萬輛,1999年產量翻番,達13萬輛,主要生產集中在華東地區(qū)。進入2000年以來,不少地區(qū)的銷售情況也十分喜人,市場前景廣闊。電動自行車并不是簡單地在自行車上加上電池和電動機,而是包括電池、控制系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、電機四大塊,并且采用了很多的新技術和新材料。單從其驅動裝置———電機來看就有很高的技術含量。電動自行車的電機FU型板式輸送鏈經過十多年的發(fā)展,曾經有變頻電機、開關磁阻電機、有刷直流電機、無刷電機等多種驅動方案。經過市場驗證,目前較為成熟的有兩大類:一類是帶減速齒輪的有刷電機,有盤式結構和圓柱結構兩種;另一類是不帶減速齒輪的直接驅動的無刷直流電機。
1 工作輸送鏈條原理與結構
1.1 工作原理一般所說的直流電動機是指具有換向器和電刷的直流電動機。在這種電動機中定子側安裝固定主磁極和電刷,轉子側安放電樞繞組和換向器。直流電源的篩分電能通過電刷和換向器進入電樞繞組,產生電樞電流,電樞電流與主磁場相互作用產生轉矩,帶動負載。然而由于電刷和換向器的存在,結果產生了一系列致命的弱點:a、結構復雜,可靠性差,故障多,需要維護,維護又困難,壽命短。b、換向火花形成電磁干擾。無刷直流電動機就是在保留有刷直流電動機的優(yōu)良性能的基礎上,為去除電刷和換向器而研究開發(fā)的。由于無刷直流電動機沒有電刷和換向器,它的繞組里電流的通、斷是通過電子換向電路及功率放大器實現的。要在電動機中產生恒定方向的電磁轉矩,就應使電樞電流隨磁場位置的變化而變化。為實現這一點,就需要確認磁極與繞組之間的相對位置信息。一般采用位置傳感器來完成,由位置傳
感器將轉子磁極的位置信號轉換成電信號,然后去驅動功率器件,控制相應繞組電流的通、斷。與有刷直流電動機不同,無刷直流電動機的永久磁鋼磁極安放在轉子上,而電樞繞組安裝在定子上。位置傳感器也有相ZS直線振動篩應的兩部分,轉動部分和電動機本體中轉子同軸連接(轉動部分通常由電機轉子代替),固定部分與定子相連。
圖1 無刷直線電動機原理示意不銹鋼振動篩圖
1.2 螺旋輸送器結構電動自行車的電機受體積和成本
限制,通常制成盤式電動機,安裝在車輪制沙設備的輪轂內,輪轂由輻條與車圈連接,直接帶動車輪轉動。由工作原理可知,無刷直流電動機除電動機本體外,還包括位置傳感器和電子開關線路(即控制器)。如圖2所示。
電磁電機振動給料機圖2 無刷直流電動機基本組成框圖
2 鄂式破碎機控制技術
2.1 位置提升機械傳感器
由工作原理可知,位置傳感器在無刷直流電動機中起著測定轉子磁極位置的作用,為邏輯開關電路提供正確的換相信息。由于電動自行車的電機安裝在輪轂內,對電機的尺寸和位置傳感器體積的要求都比較高,考慮傳感器的體積和性能,通常采用的傳感器是磁敏式開關式傳感器,目前使用最廣泛的是霍爾元件集成電路?;魻栐歉鶕魻栃瞥傻模串斢须娏鞫蛇^和有磁場穿過霍爾元件時,元件內會產生霍爾電勢,在磁場位置變化時霍爾電勢會完全反映石頭粉碎機磁場的變化,這樣就可起到傳感位置的作用,根據轉子磁極的位置來產生位置信號。為提高霍爾元件的驅動功率和工作可靠性,通常將霍爾元件與其他集成電路相結合構成一個開關型霍爾集成電路,在不增加電路封裝體積的情況下,其輸出信號可直接驅動功率晶體管。目前還出現了利用電機定子繞組的反電動勢作為轉子磁鋼的位置信號,經數字電路處理,并送給邏輯開關電路去控制電機的換向,由于它省去了位置傳感器,使得電機的結構更加緊湊,近年來的應用日趨廣泛。
2.2 驅動控制電路
如圖3所示,驅動控制電路包括,位置信號處理電路,各相信號邏輯分配電路,功率放大電路,保護電路。
圖3 驅動電路示意圖
3 應用特點及常見故障
3.1 應用特點
無刷直流電動機之所以被廣泛應用于電動自行車,是因為它與傳統(tǒng)的有刷直流電動機相比具有以下二方面的優(yōu)勢。(1)壽命長、免維護、可靠性高。在有刷直流電動機中,由于電機轉速較高,電刷和換向器磨損較快,一般工作1000小時左右就需更換電刷。另外其減速齒輪箱的技術難度較大,特別是傳動齒輪的潤滑問題,是目前有刷方案中比較大的難題。所以有刷電機就存在噪聲大、效率低、易產生故障等問題。因此無刷直流電動機的優(yōu)勢很明顯。(2)效率高、節(jié)能。一般而言,因無刷直流電動機沒有機械換向的磨擦損耗及齒輪箱的消耗,以及調速電路損耗,效率通??筛哂?5%,但考慮到實際設計中的最高性價比,為減少材料消耗,一般設計為76%。而有刷直流電動機的效率由于齒輪箱和超越離合器的消耗,通常在70%左右。
3.2 常見故障
無刷直流電動機的常見故障通常從其三個組成部分來檢查。在不清楚故障部位時,首先應該檢查電動機本體,其次是位置傳感器,最后檢查驅動控制電路。在電動機本體中,可能出現的問題是:A、電動機繞組接觸不良,斷線或短路。會造成電動機不轉;電動機在某些位置能夠起動,而在某些位置不能起動;電動機運行不平衡。B、電動機主磁極退磁,會使電動機轉矩明顯小,而空載轉速高、電流大。在位置傳感器上常見問題是霍爾元件損壞、接觸不良、位置變化,都會使電動機輸出轉矩變小,嚴重時會使得電動機不動或在某一點來回振動。在驅動控制電路中最容易出現故障的是功率晶體管,即由于長期過載、過電壓或短路使功率晶體管損壞。以上是對無刷電動機的常見故障進行的簡單分析,在電動機實際運行時問題會是多種多樣的,檢查者應注意在沒有確切把握情況時,不能隨意通電,以免造成電動機的其他器件損壞。
4 結束語
我國有關政府部門為解決能源和環(huán)保問題,鼓勵電動自行車項目的開發(fā)和研制,為使電動車的開發(fā)和生產納入標準化、法制化管理,1997年6月中國輕工總會發(fā)布了《電動自行車安全通用技術條件》行業(yè)標準;1999年5月國家質量技術監(jiān)督局發(fā)布了《電動自行車通用技術條件》國家標準,這將為電機技術的進步和規(guī)?;a提供了條件。同時無刷直流電動機以其優(yōu)越的性能在電動自行車設計中被廣泛的應用,無刷直流電動機的發(fā)展也將成為一個不可逆轉的趨勢。
參考文獻
[1] 王季秩,等 電機實用技術[M]上海:上??茖W技術出版社,1997
[2] 張琛 直流無刷電動機原理及應用[M]北京:機械工業(yè)出版社,1996 (
相關資訊
- 姜的一些提取技術和特點
- 購買閥門的一些建議
- 反滲透技術在純水制取工藝中的發(fā)展及應用
- 如何將幾臺顯示儀表串聯起來使用
- 關于圓振動篩先進結構及使用與維護要點
- 無刷變阻起動器在冶金行業(yè)中的應用
- 國內鈑金加工設備的新發(fā)展
- 中國為什么造不出高檔機床?
- 原材料價格高位回落 電網設備前景樂觀
- 無刷直流電動機電流型逆變系統(tǒng)的仿真
相關產品
- kzs礦用振動篩
- 礦用振動篩具有壽命長、噪音低、篩分效率高、體積小、重量輕、耗能少。
- 冷礦振動篩
- ZSL系列大型冷礦振動篩廣泛用于冶金、礦山、煤炭、港口等工業(yè)部門。
- 礦篩
- SZR系列熱礦振動篩(熱礦篩)專供燒結廠完成熱燒結礦的分級和向冷卻設備均勻給料作業(yè)。
- 機械振動,機械振動篩
- 圓振動篩做圓形運動,是一種多層數、高效新型機械振動篩。廣泛應用于礦山、建材、交通、能源、化工等行業(yè)的產品分級。
- 重型振動篩
- ZSG系列高效重型振動篩廣泛應用于礦山、煤炭、電力、冶金、建材、耐火等各行各業(yè)對大塊狀物料及中、小顆粒狀物料的分級作業(yè)。
- 化工振動篩
- 化工振動篩是特殊性、高粘度、細粒物料篩分過濾設備。主要用于篩分各種化工物料,細粉、微粉、及干、濕物料等,適用于酸性、堿性、油性等化工生產。
- 振動篩機
- ZSL系列大型冷礦振動篩機(冷礦篩)廣泛用于冶金、礦山、煤炭、港口等工業(yè)部門。
- 弧形篩
- 弧形振動篩(弧形篩)主要用于選煤廠及選礦廠對物料進行予先脫水,脫泥,脫介作業(yè),分級煤泥回收。也可與水旋流器配套使用,對細粒物料進行有效的分級、脫水、脫泥、脫介。
- 振動篩分機
- YK系列圓振動篩分機(振動篩選機)是固體物料分級的重要設備,廣泛應用于礦山、建材、選煤、能源、化工等行業(yè)。
- 振動篩電機
- 振動篩電機是各類振動機械的激振源。廣泛應用于電力、建材、糧食、煤炭、礦山、冶金、化工、輕工、鑄造、水泥等行業(yè)中。
- 振動篩分機械
- 震動篩分機(振動篩分機)廣泛應用于礦山、建材、交通、能源、化工等行業(yè)的產品分級。
- 圓形振動篩
- YK型圓形振動篩(圓振篩、圓震動篩)是近年發(fā)展較快的一種機型,主要應用于采石、采礦的分級。
- 園振動篩
- YZS圓振動篩是一種新型篩分設備,振動軌跡為圓,是專為采石場篩分料石設計的,也可供選煤、選礦、建材、電力及化工等部門作產品分級用。
- 冶金振動篩
- 冶金振動篩篩分效率高,既可概略分級,又可進行精細篩分或過濾,主要用于篩分各種冶金物料,細粉、微粉、及干、濕物料等。
- 旋振篩
- XZS系列旋振篩又稱三次元振動篩,適用化工、磨料陶瓷、食品、造紙、冶金、制藥等行業(yè)。
- 高頻振動篩
- 高頻振動篩是一種廣泛用于選煤、選礦、建材、電力、化工、制藥、食品等行業(yè)的各類物料篩分、分離、分選、分級機械設備,可有效的篩分、分離、分選、分級不同粒度或狀態(tài)的產品。
- 變頻振動篩工作原理
- 變頻振動篩由兩臺不對稱布置的不同頻率的振動電機驅動,物料從大振幅低頻率的入料端逐漸過渡到小振幅高頻率的排料端,充分顯示了直線性不平衡振動的優(yōu)勢。與一般篩機相比,變頻振動篩具有顯著特點:變頻振動篩無效參振質量小,節(jié)省動力且篩分效率高;整機所配專用變頻調速器可隨機調整激振力,振幅和振動頻率,滿足不同工況需求;篩面傾角大,適于頻率漸變,篩面不易堵孔。
- 圓振動篩
- 圓振動篩做圓形運動,是一種多層數、高效新型振動篩。圓振動篩采用筒體式偏心軸激振器及偏塊調節(jié)振幅,物料篩淌線長,篩分規(guī)格多,具有結構可靠、激振力強、篩分效率高、振動噪音小、堅固耐用、維修方便、使用安全等特點
- 雙層振動篩
- ZSK型直線雙層振動篩為直線運動,可供選煤、選礦、發(fā)電、制糖、制鹽等工業(yè)部門,對中細粒度物料進行干濕式篩分、脫水、脫介、脫泥。
- 方形振動篩
- FS系列方形振動篩具有結構簡單、操作方便、體積小、處理量大、噪音低、抗腐蝕、低故障、壽命長、生產率高、振幅可調、耗能低、拆裝方便、清洗無死角、無粉塵飛揚等優(yōu)點。廣泛適用于醫(yī)藥、化工、食品等行業(yè)各種物料的連續(xù)過篩。
- 礦用振動篩
- 礦用振動篩是一種應用于礦山、冶金、煤炭、電力、建材、耐火材料等行業(yè)大塊狀物料及中小顆粒物料 的篩分設備。
- 多層直線振動篩
- 多層直線振動篩通常用于磨料磨具原料、化工、塑料、醫(yī)藥、樹脂粉、陶瓷原料、冶金、建材、糧食、化肥等行業(yè)中的干式粉狀、細顆粒狀或細微粉物料的篩分。
- 多層振動篩
- 直線多層振動篩俗稱直線篩,是一種常用的多層振動篩分設備。通常用于磨料磨具原料、化工、塑料、醫(yī)藥、樹脂粉、陶瓷原料、冶金、建材、糧食、化肥等行業(yè)中的干式粉狀、細顆粒狀或細微粉物料的篩分。
- 電磁振動篩,電磁振動篩機
- 電磁振動篩機主要用于包裝工藝流程中,將水泥中的粗顆粒進行分離,以得到合格的水泥粉料。
- 圓振動篩(YZDS)
- YZDS系列振動篩廣泛適用于冶金、礦山、煤炭、建材、化工、電力、交通、輕工等部門進行各種物料的分級。
- 圓振動篩(YK、YZ)
- 圓振動篩(YK、YZ)系引進德國技術制造的高效振動篩。適宜采石場篩分砂石料,也可用于選煤、選礦、建材、電力及化工等行業(yè)。
- 不銹鋼振動篩
- 不銹鋼系列振動篩具有特殊性、高粘度、細粒物料篩分設備,主要用于篩分細粉、微粉、及干、濕物料等。
- 圓振動篩(YA)
- YA型圓振動篩運動軌跡為圓,全系列共有四十種規(guī)格,可供選煤、選礦、建材、電力及化工等部門作物料分級用
- 振動篩粉機
- 振動篩粉機主要由篩箱、激振器、懸掛(或支承)裝置及電動機等組成。 主要用于礦山、煤炭、冶煉、建材、耐火材料、輕工、化工、醫(yī)藥、食品等行業(yè)。
- 篩料機
- RCZ系列輕型直線振動篩是一種傳統(tǒng)、經典、通用的篩料機,廣泛應用于塑料、磨料、化工、醫(yī)藥、建材、糧食、炭素、化肥等行業(yè)。
- 輕型直線篩
- DZSF系列直線振動篩廣泛用于礦山、煤炭、冶煉、建材、耐火材料、輕工、化工等行業(yè)。
- 自定中心振動篩(SZZ)
- SZZ型自定中心振動篩運動軌跡為圓,全系列共有十種規(guī)格,可供煤炭、冶金、建材、化工等部門,對中小粒度的物料進行干式分級。篩機結構簡單,堅固可靠,維修方便,效率高。
- 高效重型篩(ZSG)
- ZSG高效重型振動篩是一種新型的篩分設備,它廣泛應用于礦山、煤炭、電力、冶金、建材、耐火等各行各業(yè)對大塊狀物料及中、小顆粒狀物料的分級作業(yè)。
- 直線振動篩(ZS)
- ZS直線振動篩適用于燒結礦、自然礦、焦炭及其它粉狀物料的高效篩分,廣泛應用于冶金、礦山、煤炭、建材等行業(yè)。
- 大型圓振動篩(DYKS型)
- 大型圓振動篩(DYKS型)振動器安裝在側板上,篩機受力情況好。
- 直線振動篩(ZKX型)
- 直線振動篩ZKX型廣泛應用在選煤、選礦、電力、輕工、化工、有色金屬等工業(yè)部門,對中、細粒度物料進行干濕式篩分、脫水、脫介、脫泥。
- 煤粉篩
- TZSM系列煤粉篩具有篩分效果好,工作安全可靠、密封性能好、對基礎的動負小等特點,已在冶金企業(yè)廣為推廣。
最新產品
最新資訊
- 關于網站內容違禁詞、極限詞失效說明
- 振動輸送機的六大選型步驟及四大注意點
- 慣性振動輸送機運行期間會出現哪些故障呢
- 刮板輸送機的特點表現
- 螺旋輸送機的六點操作注意事項
- 中型板式給料機有什么結構特點,怎樣維護保養(yǎng)
- 怎樣調節(jié)慣性振動給料斗出料量大小
- 操作振動給煤機的工作原理是什么,又有哪些操作注意點
- 關于圓振動篩先進結構及使用與維護要點
- 如何維護檢修,才能延長電機振動給料機的使用壽命