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刷式直流电机

刷式直流电机概述

 

刷式直流电机是现有历史最久的电机拓扑之一。它们将固定刷子安装在定子机座上,摩擦转子上的换向片,而后者又连接至旋转的线圈段。随着电机旋转,不同转子线圈不断连接和断开,这样转子产生的净磁场相对于定子机座就是固定的,且通过定子磁场正确定向,从而产生扭矩。当换向片旋转过刷子时,这些特定转子线圈段的电触头将会断开。由于转子线圈是电感的,而电感器生成高回扫电压来抵抗电流变化,因此刷子和断开的换向片之间会产生火花。这些火花会导致很多负面结果,如电噪声、效率降低,以及某些情况下的危险操作。此外,刷子必须安装弹簧来抵抗换向片,以确保电接触良好。这进一步降低了效率,需要定期维护更换刷子。

尽管有诸多劣势,但刷式直流电机有一显著优势:成本。由于控制刷式直流电机相对简单,因此还广泛用于系统成本是主要驱动因素的应用中。在使用永久磁性生成定子磁通的拓扑中,产生的速度/扭矩曲线非常有线性特征。因此,刷式直流电机历来常用于工业伺服应用,速度和扭矩分别与所应用的电压和电流成正比。但是,半导体器件的跌价使得电源转换和控制的成本降低。因此,许多直流电机被交流电机所取代,后者带来了效率和可靠性提高等优势。

刷式直流电机的主题多种多样,如直流并联电机和通用电机,两者都使用定子线圈代替永久磁性。在直流并联电机中,定子线圈与转子电路并联;而在通用电机中,定子线圈与转子串联。通用电机在家电应用中尤其常用,因为它具有高启动扭矩,可以高速运行。只需添加串联晶闸管并进行交流相位控制,便可轻松对通用电机进行速度控制。但是,刷子/换向器结构常见于这些电机类型,因此它们具有标准 PM 刷式直流电机相同的劣势

选型表

品牌 芯片型号 控制方式 I有效值 I峰值 V最小值 V最大值 可驱动电机个数 封装形式 状态
TI DRV8830 I2C 1 1 2.75 6 1 10MSOP-PowerPAD 量产
TI DRV8832 IN1/IN2 1 1 2.75 6 1 10MSOP-PowerPAD 量产
TI DRV8833 IN1/IN2 1 2 2.7 10.8 2 16HTSSOP, 16QFN 预产
TI DRV8823 Serial 1 1.5 8 32 4 48HTSSOP 量产
TI DRV8800 PH/EN 2 2.8 8 36 1 16HTSSOP, 16QFN 量产
TI DRV8801 PH/EN 2 2.8 8 36 1 16HTSSOP, 16QFN 量产
TI DRV8801-Q1 PH/EN 2 2.8 8 36 1 16QFN 量产
TI DRV8802 PH/EN 1.1 1.6 8 45 2 28HTSSOP 预产
TI DRV8814 PH/EN 1.7 2.5 8 45 2 28HTSSOP 量产
TI DRV8840 PH/EN 3.5 5 8 45 1 28HTSSOP 量产
TI DRV8841 IN1/IN2 1.75 2.5 8 45 2 28HTSSOP 量产
TI DRV8842 IN1/IN2 3.5 5 8 45 1 28HTSSOP 量产
TI DRV8843 IN1/IN2 1.75 2.5 8 45 2 28HTSSOP 量产
TI DRV8812 PH/EN 1.1 1.6 8 45 2 28HTSSOP 量产
TI DRV8813 PH/EN 1.75 2.5 8 45 2 28HTSSOP 量产
TI DRV8828 PH/EN 2.1 3 8 45 1 28HTSSOP 量产
TI DRV8829 PH/EN 3.5 5 8 45 1 28HTSSOP 量产
TI DRV8412 PWM 3 6 0 52.5 2 44HTSSOP 量产
TI DRV8432 PWM 7 12 0 52.5 2 36HSSOP 量产

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