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更新時間：2025.05.11
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第 1 頁 共 41 頁 1 緒論 1.1 研究背景 一個多世紀(jì)以來，電機(jī)作為電能量轉(zhuǎn)換裝置，其應(yīng)用范圍已遍及國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng) 域以及人們的日常生活中。電機(jī)的主要類型有同步電機(jī)、異步電機(jī)與直流電機(jī)三種。直 流電機(jī)具有運行效率高和調(diào)速性能好等諸多優(yōu)點，因此被廣泛應(yīng)用于各種調(diào)速系統(tǒng)中， 但傳統(tǒng)的有刷直流電機(jī)均以機(jī)械換相方法進(jìn)行換相，存在相對的機(jī)械摩擦，因此帶來噪 聲、火花、無線電干擾及壽命等致命弱點，從而大大地限制了它的應(yīng)用范圍。而相比有 刷直流電機(jī)，無刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)是以電力電子電路取代傳統(tǒng)有刷直流電機(jī)的電刷，故 其既具有有刷直流電機(jī)運行效率高、 運行性能好等優(yōu)點， 又具有交流電機(jī)運行結(jié)構(gòu)簡單、 運行可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點。目前，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的快速進(jìn)步與永磁材料的新發(fā)現(xiàn)， 高性能、低成本的永磁無刷直流電機(jī)已成為調(diào)速領(lǐng)域的領(lǐng)軍力量，它具有巨大的開發(fā)潛 質(zhì)和廣闊的應(yīng)用前景。 1.2 無刷直流
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直流電機(jī) 基礎(chǔ) 基本配置 永磁直流有刷電機(jī)（ PMDC 電機(jī)）由位于定子的永磁體和位于轉(zhuǎn)子的繞組所組成。 繞組線圈末端與換向器片連接，與靜止電刷產(chǎn)生滑動接觸。電刷越過電機(jī)端子連接至直流供電電壓。 旋轉(zhuǎn)方向的改變可以通過電壓極性的反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)。 通過線圈的電流在轉(zhuǎn)子產(chǎn)生磁極，與永磁體的兩極相互作用。為了使產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩保持在同一方向，當(dāng)轉(zhuǎn)子 北極經(jīng)過定子南極時，電流必須換向。 由于滑動接觸分為多個片段，這些分段的滑環(huán)被稱為換向器。左圖顯示轉(zhuǎn)子繞組電流換向之前的角位置， 右圖顯示轉(zhuǎn)子繞組電流換向之后的角位置。 為了產(chǎn)生更恒定的轉(zhuǎn)矩，真正的直流電機(jī)擁有兩個以上的繞組和整流片。 下圖顯示了一個五段式設(shè)計（ HC685LG ） 永磁材料由彈簧固定（ NF213G ） 這是規(guī)格為 #200 的 JE 永磁直流電機(jī)的分解圖。 換向器 片是由銅做成的。上面這種電機(jī)有 3 個片段。 電刷是由貴金屬（金屬指型葉片電
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