璀璨华夏:挽千古意难平第二艺术
第468章 无刷电动机
【因为前文提到的有刷电动机的电刷磨损大,寿命短,以及受滑动摩擦导致产生电火花和发热极大限制了其转速上限,所以一直以来科学家们都希望发明出无刷电动机。
但是早在1821年时,英国物理学家便首次发明了有刷电机。
可直到1955年时,美国科学家才发明出用晶体管换向线路来替代机械换向,无刷电动机才由此诞生。
这期间足足经历了一百三十四年之久。
中国更是要直到1993年才发明出自己的无刷电动机,让人唏嘘的是中国的这项重大发明还是一位死刑犯研制出来的。
也就意味着中国在这方面的科技发展,且在有充足经验可以借鉴的情况下,仍然晚了美西方三十八年。
可见无刷电动机的复杂与电力应用的发展需要多么坚实的基础。
说到底无刷电动机就是靠电子电路实现了电流可变且高效,没有了有刷电动机会磨损的关键缺陷。
先从基础结构说起。
无刷直流电机也是由电源、定子、转子构成,不过它多了一个控制电流的控制器。
前面已知有刷电动机是中间靠通电赋予磁场的电磁铁在转,外围两侧的弯曲永磁体是不转的。
而无刷电动机可根据结构设计需要有两种基本结构,一种是它中间的电磁铁是固定不转的,是其外围一圈的永磁体在转。
这种是外转子无刷电动机。
另一种是中间的永磁体转,而外面一圈的电磁体不转,以通电产生磁场和不断调整磁场驱动中间永磁体转。
这种就是内转子无刷电动机。
它们的区别是同等体积下,外转子的圆径大,离旋转中心圆,所以比内转子的转速要慢一些,不过它的转动惯量大,扭矩也就更大。
适用于如电动汽车、工业机械等,需要高扭矩输出的应用。
而内转子的无刷电动机圆径小,离旋转中心近,所以同等功率下转速可以更快,不过相应的扭矩也会更小。