DC汽车的发展历程

如今,DC电机技术是一项相当成熟的技术,实用、高效、控制方便,应用广泛。

之所以称之为“成熟”,是因为电机的历史可以追溯到1821年,英国著名科学家、发明家迈克尔·法拉第发明的世界上第一台电机。

1832年,另一位英国发明家威廉·斯特格(William Steg),电磁铁的发明者,制造了世界上第一台四核电机,并用它来驱动一个烤肉架,这可能是人类第一个电动厨具。更令人难忘的是,他发明了电机电刷,至今仍是DC电机不可或缺的一部分。

几乎与此同时,在大洋彼岸的美国,托马斯·达文波特(Thomas Davenport)用自制电机驱动模型电动火车和各种模型车辆,并在1837申请了专利。由于缺乏电能,电机的发展一度停滞不前。那时,唯一的电能来源是酸性电池。直到商业发电站的建立和供电网络的形成,电动机才得到迅速发展。即使在今天,使用非网络供电(如电池)的电机仍然存在上述问题。

DC电机包括以下主要部件:

(1)转子:其结构是在中心轴上固定一匝或多匝的线圈,通过换向器的电流在线圈中保持交变方向。在洛伦兹力的作用下,线圈受到旋转力,形成扭矩,通过轴输出。

(2)换向器:换向器的结构是固定在电机轴上的两块独立的金属板,用来交替给线圈供电。它们随电机轴旋转,并交替接触两个换向电刷以交换极性。

(3)定子:定子是放置在电机轴(转子)周围的永久磁铁,产生磁场。一些电机,尤其是大功率电机,使用电磁铁作为定子。电磁铁一直被广泛使用,直到大功率永磁体被广泛使用。

当然,还有其他形式的电机。使用交流电源的电机结构中没有换向器和电刷,因为它们根本不需要使用单独的结构来改变线圈中电流的极性。

在无刷电机中,有一个传感器来确定转子的位置。一旦转子处于合适的位置,传感器立即输出信号,触发外部电路,使供给线圈的电流反向。这种电机有许多优点,包括寿命长、噪音低、效率高等。将交流电源应用于移动机器人存在一些困难,而且并不总是能够找到合适的无刷DC电机。此外,无刷电机相对昂贵。