永磁小電機基本原理有哪些及哪些種類

　　有刷電機的定子上裝置有固定的主磁極和電刷，轉子上裝置有電樞繞組和換向器。直流電源的電能經過電刷和換向器進入電樞繞組，發生電樞電流，電樞電流發生的磁場與主磁場相互作用發生電磁轉矩，使電機旋轉帶動負載。因為電刷和換向器的存在，有刷電機的結構復雜，可靠性差，毛病多，保護作業量大，壽數短，換向火花易發生電磁攪擾。

　　永磁小電機的作業原理圖如圖2-1所示。在永磁小電機的固定部分有磁鐵，這里稱作主磁極;固定部分還有電刷。滾動部分有環形鐵芯和繞在環形鐵芯上的繞組。

　　圖2-1所示的兩極永磁小電機的固定部分(定子)上裝設了一對直流勵磁的停止的主磁極N和S，在旋轉部分(轉子)上裝設電樞鐵芯。定子與轉子之間有一氣隙。在電樞鐵芯上放置了由A和X兩根導體連成的電樞線圈，線圈的首端和末端別離連到兩個圓弧形的銅片上，此銅片稱為換向片。換向片之間相互絕緣，由換向片構成的整體稱為換向器。換向器固定在轉軸上，換向片與轉軸之間亦相互絕緣。在換向片上放置著一對固定不動的電刷B1和B2，當電樞旋轉時，電樞線圈經過換向片和電刷與外電路接通。

　　品種

　　①有刷盤式繞組電機。有刷盤式繞組電機以稀土材料粘結在一缸體上，漆包銅線繞成的盤式繞組置于缸體之內，構成轉子。電機相位靠機械式換相器調整。機械式換相器是靠固定的炭制電刷與滾動的銅制換相面摩擦來調整電壓相位的。這種電機在運用中電刷一直在磨損，電機的壽數很難超越2000h。一起，因為電機的轉速較高，必須采納兩級齒輪減速，這就帶來了兩個問題，一是噪聲較大，二是功率丟失大，經減速后的電機額外功率往往只能達到68%～72%。而電動自行車所用的蓄電池的容量是有限的，一般就是36V/12Ah的容量，如電機功率不高，將使電耗添加，影響續行路程。

　?、谟兴⒂≈评@組電機。有刷印制繞組電機以印制銅箔板作為繞組，電機重量減輕了。因為這種電機全部是在自動出產線上出產的，工藝有可靠保證，從而使電機的壽數提高到3000h，噪聲大幅度下降，功率提高到72%～76%。但這種電機有“嗡嗡”的高頻噪聲，靠齒輪減速后功率仍不理想，有刷換相器的運用使電機壽數無法再提高。

　?、塾兴褐评@組電機。這種電機經過將繞制好的銅線壓制成一種新型繞組，其功率可提高到74%～78%。這種電機仍然被較多電動自行車廠家選用，但其存在的功率、噪聲、壽數缺陷仍然是必須改善的問題。

　　輪轂式有齒輪傳動的永磁小電機，由盤形電樞有刷電機和齒輪減速兼傳動系統兩部分構成。盤形電樞是高速滾動的轉子。輪毅式有齒輪傳動的永磁小電機的結構如圖2-2所示。電機的轉矩經過軸傳遞給榜首級齒輪，經齒輪減速帶動輪轂外殼滾動。

　　有刷有齒輪轂電機的盤形電樞是薄片形，體積很小，重量特輕，裝置便利。繞組編制好之后，用樹脂加玻璃纖維放進模內熱壓成型，在運轉中因為電刷和換向器摩擦，又有齒輪嚙合減速，所以有刷電機的運轉聲響比無刷電機聲響要大。

　　為了習慣輪轂結構，將有刷電機規劃成電樞放在外邊作為轉子，磁鋼放在電機之內作為定子，多塊磁鋼配多個繞組，規劃轉速為180r/min左右的低速電機。圖2-3(a)所示為電機外轉子中尚未經過壓力整形的電樞繞組，，在繞組以內是呈平面環狀規整擺放的換向片。圖2-3(b)所示的是放在外轉子內的距離擺放著10塊磁鋼的定子，在中心的轂板上開有兩個孔，電刷的刷握就設在孔的背側，電刷帶著導線被繃簧從刷握中彈出。

　　有刷電機的定子軸端套有一個螺母，其作用是防止在加工中損傷軸上的螺紋。把電刷整理好裝入刷握中，然后將這一端送進圖2-3(a)所示的孔中，電刷就可以觸摸換向器平面，憑借繃簧的彈力對換向器壓緊，而磁鋼正好進入外轉子繞組中，只留一個很小的環形氣隙。這個環形氣隙的直徑越大，電機發生的轉矩也越大。

　　因為有刷電機在規劃中的改善，無須齒輪減速，可完成低噪聲、低成本。許多低價位的電動自行車廣泛選用了這種電機。但這種電機扭矩小，載重負荷小，爬坡才能不佳，運用時耗電較多，仍然選用機械式的電刷換相器，電機壽數問題尚未得到解決，因此中高檔電動自行車均未選用這種電機。