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詳解直流電機的工作原理,原來定子是永磁體

詳解直流電機的工作原理,原來定子是永磁體

發布日期:2019-01-30 作者:湖州勤豐電機 點擊:

詳解直流電機的工作原理,原來定子是永磁體

讓我們首先從最簡單的直流電機開始。它看起來如圖1所示。定子是永磁體并提供恒定的磁場。作為旋轉部件的電樞是簡單的線圈。

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圖1簡化的直流電機,采用永久磁鐵運行




電樞通過一對換向器環連接到DC(直流)電源。當電流流過線圈時,根據洛倫茲定律在其上感應出電磁力,因此線圈將開始旋轉。由電磁感應引起的力使用圖2中的“紅色箭頭”顯示。

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圖2線圈上感應的電磁力使電樞線圈旋轉




您會注意到,當線圈旋轉時,換向器環與相反極性的電源連接。結果,在線圈的左側,電流將始終“流走”,而在右側,電力將始終“流向”。這確保了扭矩作用在整個運動中也在相同的方向上,因此線圈將繼續旋轉。

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圖3換向器環確保單向電流過線圈的左右




改善扭矩動作


但是如果仔細觀察線圈上的扭矩動作,您會注意到,當線圈幾乎垂直于磁通量時,扭矩動作接近于零。

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圖4線圈接近磁通量時產生的轉矩接近零




因此,如果運行這樣的直流電機,轉子會有不規則的運動。這是克服這個問題的訣竅!再向轉子添加一個回路,并為其分別設置換向器。在這種布置中,當第一環路處于垂直位置時,第二環路將連接到電源。因此,系統中始終存在動力。



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圖5對于2線圈的轉子布置


而且,這種環越多,電機旋轉就越平滑。在實際的電動機中,電樞環安裝在高滲透性鋼層的槽內。這將增強磁通量相互作用。彈簧加載的換向器刷有助于保持與電源的接觸。

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圖6線圈數量越多,電機轉動越平滑


使用電磁鐵




永磁定子極僅用于非常小的直流電動機。大多數情況下使用電磁鐵; 電磁鐵的勵磁線圈由相同的直流電源供電。

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圖7直流電機大部分時間都使用電磁鐵


分流器和系列電動機


勵磁線圈可以以兩種不同的方式連接到轉子繞組;平行或系列。這導致2種不同類型的直流電動機結構; 分流器和一系列電動機。

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圖8在電動機中轉子線圈和定子串聯




串聯繞線電機具有良好的啟動轉矩,但其負載速度急劇下降。這種性質如圖8所示。分流電動機具有較低的啟動轉矩,但無論作用在電動機上的負載如何,它都能以幾乎恒定的速度運行。這是并聯繞組電動機的有吸引力的操作特性,速度 - 轉矩變化的性質如圖10所示。



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圖9并聯電機在勵磁和定子之間并聯


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圖10分流電機提供恒定的速度


反電動勢的概念




與其他電機不同,直流電機具有獨特的特性; 反電動勢的產生。磁場中的旋轉環將根據電磁感應原理產生EMF。



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圖11反電動勢電流減少電樞電流


旋轉電樞環的情況也是一樣的。將引發內部EMF,其與施加的輸入電壓相反。反電動勢大幅減少了電樞電流。反電動勢與轉子速度成正比。在電動機啟動時ag网上娱乐平台官网,反電動勢太低,因此電樞電流變得太高,導致轉子燒壞。因此,在大型DC(直流)電動機中需要適當的啟動機構來控制所施加的輸入電壓。


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