直流電機(jī)的工作原理和特性


直流電機(jī)將輸出或輸入定義為直流電能的旋轉(zhuǎn)電機(jī)稱為直流電機(jī),它是一種在作為電機(jī)運(yùn)行時能夠?qū)崿F(xiàn)直流電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的電機(jī),它是一種將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的直流電機(jī);當(dāng)作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行時,它是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的直流電機(jī)。
直流電機(jī)的特性:
不同勵磁方式的直流電機(jī)一般具有不同的特性,直流電機(jī)的主要勵磁方式為分勵和串勵,隨著電子工業(yè)的不斷完善,其他勵磁方式將逐步淘汰,直流發(fā)電機(jī)的主要勵磁方式包括分勵,并聯(lián)勵磁和復(fù)合勵磁。
直流電機(jī)的工作原理:
在直流電機(jī)內(nèi)部固定一個環(huán)形永磁體,當(dāng)轉(zhuǎn)子上的線圈與磁場平行時,電流通過轉(zhuǎn)子上的線圈產(chǎn)生安培力,磁場的方向?qū)⒏淖?,因此,此時轉(zhuǎn)子端部的電刷交替接觸轉(zhuǎn)換板,因此線圈上的電流方向也會改變,產(chǎn)生的洛倫茲力的方向保持不變,因此電機(jī)可以保持在一個方向上旋轉(zhuǎn)。
直流發(fā)電機(jī)的工作原理是轉(zhuǎn)換電樞線圈中感應(yīng)的交流電動勢,換向器從電刷端引出時,與電刷的換向配合,將其轉(zhuǎn)化為直流電動勢的原理。感應(yīng)電動勢的方向根據(jù)右手法則確定(磁感應(yīng)線指向手掌,拇指指向?qū)w的運(yùn)動方向,其他四個手指的方向是導(dǎo)體中感應(yīng)電動勢的方向)。
直流電機(jī)的主要類別:
直流發(fā)電機(jī):
直流發(fā)電機(jī)是一種將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為直流能的機(jī)器。它主要用作直流電機(jī)、電解、電鍍、電冶煉、充電和交流發(fā)電機(jī)的勵磁電源,但在需要直流電的地方也使用功率整流元件將交流電轉(zhuǎn)換為直流電,從工作性能的某些方面來看,交流整流電源不能完全取代直流發(fā)電機(jī)。
直流電動機(jī):
將直流電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的旋轉(zhuǎn)裝置。電機(jī)定子提供磁場,直流電源向轉(zhuǎn)子繞組提供電流,換向器保持轉(zhuǎn)子電流方向和磁場產(chǎn)生的扭矩不變。
無刷直流電動機(jī):
無刷直流電機(jī)是近年來隨著微處理器技術(shù)的發(fā)展,新型高開關(guān)頻率、低功耗電力電子器件的應(yīng)用,控制方法的優(yōu)化和低成本高磁能級永磁材料的出現(xiàn)
無刷直流電機(jī)不僅保持了傳統(tǒng)直流電機(jī)良好的調(diào)速性能,而且具有無滑動接觸、無換向火花、可靠性高、使用壽命長、噪聲低等優(yōu)點(diǎn),因此在航空航天、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、電動汽車等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備和家用電器。
直流電機(jī)的特性:
不同勵磁方式的直流電機(jī)一般具有不同的特性,直流電機(jī)的主要勵磁方式為分勵和串勵,隨著電子工業(yè)的不斷完善,其他勵磁方式將逐步淘汰,直流發(fā)電機(jī)的主要勵磁方式包括分勵,并聯(lián)勵磁和復(fù)合勵磁。
直流電機(jī)的工作原理:
在直流電機(jī)內(nèi)部固定一個環(huán)形永磁體,當(dāng)轉(zhuǎn)子上的線圈與磁場平行時,電流通過轉(zhuǎn)子上的線圈產(chǎn)生安培力,磁場的方向?qū)⒏淖?,因此,此時轉(zhuǎn)子端部的電刷交替接觸轉(zhuǎn)換板,因此線圈上的電流方向也會改變,產(chǎn)生的洛倫茲力的方向保持不變,因此電機(jī)可以保持在一個方向上旋轉(zhuǎn)。
直流發(fā)電機(jī)的工作原理是轉(zhuǎn)換電樞線圈中感應(yīng)的交流電動勢,換向器從電刷端引出時,與電刷的換向配合,將其轉(zhuǎn)化為直流電動勢的原理。感應(yīng)電動勢的方向根據(jù)右手法則確定(磁感應(yīng)線指向手掌,拇指指向?qū)w的運(yùn)動方向,其他四個手指的方向是導(dǎo)體中感應(yīng)電動勢的方向)。
導(dǎo)體的力方向由左手法則決定。這對電磁力形成作用在電樞上的扭矩。在旋轉(zhuǎn)電機(jī)中,該扭矩稱為電磁扭矩。如果該電磁扭矩可以控制,則該扭矩方向?yàn)槟鏁r針方向,以使電樞逆時針旋轉(zhuǎn)克服電樞上的電阻轉(zhuǎn)矩(如摩擦產(chǎn)生的電阻轉(zhuǎn)矩和其他負(fù)載轉(zhuǎn)矩),電樞可以逆時針旋轉(zhuǎn)。
直流電機(jī)的主要類別:
直流發(fā)電機(jī):
直流發(fā)電機(jī)是一種將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為直流能的機(jī)器。它主要用作直流電機(jī)、電解、電鍍、電冶煉、充電和交流發(fā)電機(jī)的勵磁電源,但在需要直流電的地方也使用功率整流元件將交流電轉(zhuǎn)換為直流電,從工作性能的某些方面來看,交流整流電源不能完全取代直流發(fā)電機(jī)。
直流電動機(jī):
將直流電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的旋轉(zhuǎn)裝置。電機(jī)定子提供磁場,直流電源向轉(zhuǎn)子繞組提供電流,換向器保持轉(zhuǎn)子電流方向和磁場產(chǎn)生的扭矩不變。
無刷直流電動機(jī):
無刷直流電機(jī)是近年來隨著微處理器技術(shù)的發(fā)展,新型高開關(guān)頻率、低功耗電力電子器件的應(yīng)用,控制方法的優(yōu)化和低成本高磁能級永磁材料的出現(xiàn)
無刷直流電機(jī)不僅保持了傳統(tǒng)直流電機(jī)良好的調(diào)速性能,而且具有無滑動接觸、無換向火花、可靠性高、使用壽命長、噪聲低等優(yōu)點(diǎn),因此在航空航天、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、電動汽車等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備和家用電器。