无齿槽使用：FAULHABER 直流电机

DC即“直流电”直流电机将直流电转化为机械能。它最重要的部件是一个运动转子、一个固定定子和一个换向器，换向器是电流或磁极逆变器，它以不断变化的流向将电流导入转子。在传统的直流电机中，转子由一个缠绕在铁芯（电枢）上的线圈组成，铁芯外面用U形定子磁铁包围。在FAULHABER直流电机中，情况正好相反。

FAULHABER直流电机是如何设计的？

在FAULHABER直流电机中，永磁铁定子为圆柱形，位于内部，而转子在外部围绕它旋转。

转子由一个无铁芯、自承式、带斜绕组的铜线圈组成。这项技术由Fritz Faulhaber Sr.博士开发，并于1958年获得专利。这是FAULHABER直流电机的核心所在。唯一的例外是SR-Flat系列的扁平直流微电机：这里，转子和定子设置成盘形以节省长度。

得益于无铁芯自承式铜线圈，电机的总重量非常轻。此外，这种结构确保最小惯性矩和无齿槽、高精度运行。由于这些特点，FAULHABER直流电机具有特别高的动力和高功率密度。

直流电机的定子是永磁铁。直流电被导入转子。这就产生了定子磁极排斥或吸引的磁场。该力使直流电机运动起来。换向器不断地改变电流的流向，从而改变磁场的极性。这样，磁极单次相吸和相斥就能产生连续旋转。电流通过滑动触点（即所谓的电刷）传递到转子。

这种电流转移称为换向。FAULHABER提供了两种型号：

• 贵金属换向具有低电流密度和低接触电阻。这种型号特别适合低功耗、电池供电和低启动电压应用。
• 对于碳刷，弹簧加压刷由石墨与铜或银组合制成。它们具有较大的接触面积，即使在发生冲击或振动时，也能获得很强的接触力，以实现向绕组进行最佳功率传输。

基本参数有

• 额定电流和额定电压
• 速度和转矩
• 尺寸（最大长度和直径）

在FAULHABER的众多产品中，几乎总有一款驱动设备能够为您的需求提供最佳解决方案。例如，增加一个减速箱，可以显著扩大速度范围或调节转矩。FAULHABER提供与直流电机完全匹配的各种减速箱。

安装点的位置和类型以及轴直径在选择中也起着重要作用。还要看外部使用条件。对于不利环境影响，如潮湿、灰尘、负压或极端温度，可能需要一定程度的保护、真空适用性或特别大的温度范围。

可用附件也可能是一个因素。FAULHABER为其直流电机提供了业内最多最全的定制组合选项：除了我们的精密减速箱（行星减速箱、正减速箱和零回差直齿轮减速箱），我们的产品组合还包括高分辨率编码器（增量和绝对编码器）以及强大的控制装置（调速驱动器、运动控制器）。我们的Drive Calcultor帮助您快速找到最符合您要求的直流电机。我们还为客户定制采用应用特定配置的驱动设备。

我们的“Motor Calculations for Coreless Brush DC Motors”教程解释了如何为应用计算中央传动参数。它可帮助您为应用或原型选择正确的直流电机。本教程总结了最重要的方法、公式和计算细节，通过此可确定功率输出、速度-转矩特性曲线以及电流和效率特性曲线。

有刷直流电机具有设计相关优势，在选择电机时可以发挥重要作用。

• 控制简单，易于集成
  无刷电机的旋转磁场必须不断变化，无刷电机的控制需要一个反馈回路，并且相对复杂。另一方面，有刷直流电机只需要直流电压连接。这意味着它便于集成到任何控制中。
   
• 低惯性矩、高动力
  在FAULHABER的直流电机采用自承式无铁芯铜绕组，质量非常轻，转动惯量也相应最小。这为电机提供了高水平的动力：它们即使在非常低的启动电压下也能提供高性能，并且也能在低速下工作。当它们由电池供电时，这一点尤其重要。同时，它可以非常快地执行速度变化。然而，由于惯性矩低，其过载能力有限。
   
• 简单的结构，经济的解决方案
  得益于简单的设计，有刷直流电机仅需少量电子设备，而且根据型号的不同，甚至可以使用简单的部件。这意味着它可以实现非常经济的解决方案。

相比之下，无刷直流电机需要更复杂的电子设备。这也意味着它们更加昂贵，并且集成过程更加复杂。线圈是固定的，而磁铁是移动的，所以这类电机惯性矩更大。它需要更高的启动电压，但同时也能承受更大的过载。无刷直流电机在频繁过载和需要最长使用寿命的持续工作应用中发挥其优势：它们不需要易磨损的电刷。它们也有总长极短的扁平电机型号。