直流電動機工作原理是什麼

時間 2021-08-11 16:07:29

1樓:桓吹

直流電機是根據通電流的導體在磁場中會受力的原理來工作的。既電工基礎中的左手定則。電動機的轉子上繞有線圈,通入電流,定子作為磁場線圈也通入電流,產生定子磁場,通電流的轉子線圈在定子磁場中,就會產生電動力,推動轉子旋轉。

轉子電流是通過整流子上的碳刷連線到直流電源的。

直流電動機是將直流電能轉換為機械能的電動機。因其良好的調速效能而在電力拖動中得到廣泛應用。直流電動機按勵磁方式分為永磁、他勵和自勵3類,其中自勵又分為並勵、串勵和復勵3種。

效能相關:1.直流他勵電動機: 勵磁繞組與電樞沒有電的聯絡,勵磁電路是由另外直流電源供給的。因此勵磁電流不受電樞端電壓或電樞電流的影響。

2.直流並勵電動機: 電路並聯,分流,並勵繞組兩端電壓就是電樞兩端電壓,但是勵磁

繞組用細導線繞成,其匝數很多,因此具有較大的電阻,使得通過他的勵磁電流較小。

3.直流串勵電動機:電流串聯,分壓,勵磁繞組是和電樞串聯的,所以這種電動機內磁場隨著電樞電流的改變有顯著的變化。為了使勵磁繞組中不致引起大的損耗和電壓降,勵磁繞組的電阻越小越好,所以直流串勵電動機通常用較粗的導線繞成,他的匝數較少。

4.直流復勵電動機:電動機的磁通由兩個繞組內的勵磁電流產生。

2樓:樂暢鞏木蘭

直流電動機具有良好的啟動、制動和調速效能,一般應用於對啟動和調速效能要求較高的場合。

1.直流電動機的原理

電機具有可逆性,既可作發電機執行,又可作電動機執行,直流電動機的基本結構和發電機完全相同,只要求我們將接往發電機的負載換上電源,載流導體在磁場中受到電場力的作用(其方向用左手定則確定),將不停的旋轉,便將電能轉化為機械能,帶動負載轉動,這就是電動機。

電刷和換向器的作用在於將發電機電樞繞組內的交流電動勢變換成電刷之間的極性不變的電動勢。當電刷之間接有負載時,

在電動勢的作用下就在電路中產生一定方向的電流。負載電流在旋轉繞組上產生負載轉矩,方向與驅動轉矩相反。如上圖所示,若在a、b之間外加一個直流電壓,a接電源正極,b接負極,則線圈中有電流流過。

當線圈處於圖所示位置時,有效邊ab在n極下,cd在s極上,兩邊中的電流方向為a→b,c→d。由安培定律可知,ab邊和cd邊所受的電磁力為:f=bli

式中,i為導線中的電流,單位為安(a)。在外施電壓作用下,電流從電刷a流入,經線圈abcd後,從b刷流出,方向如圖所示。當線圈轉過180°時,cd邊處於n極下,ab邊處於s極上。

由於換向器的作用,使兩有效邊中電流的方向與原來相反,變為d→c、b→a,這就使得兩極面下的有效邊中電流的方面保持不變,因而其受力方向,電磁轉矩方向都不變。根據電磁力定律,載流導體ab受電磁力的方向施向左的,而導體cd受電磁力的方向是向右的,它們構成力矩,使轉子按逆時針方向旋轉起來。根據左手定則知,兩個f的方向相反,如圖所示,形成電磁轉矩,驅使線圈逆時針方向旋轉。

3樓:緒雁揭念

一般瞭解1、直流電動機的構造分為兩部分:定子與轉子。記住定子與轉子都是由那幾部分構成的,

注意:不要把換向極與換向器弄混淆了,記住他們兩個的作用。定子包括:

主磁極,機座,換向極,電刷裝置等。轉子包括:電樞鐵芯,電樞繞組,換向器,軸和風扇等。

2、直流電動機的勵磁方式直流電動機的效能與它的勵磁方式密切相關,通常直流電動機的勵磁方式有4種:直流他勵電動機、直流並勵電動機、直流串勵電動機和直流復勵電動機。掌握4種方式各自的特點:

直流他勵電動機:

勵磁繞組與電樞沒有電的聯絡,勵磁電路是由另外直流電源供給的。因此勵磁電流不受電樞端電壓或電樞電流的影響。直流並勵電動機:

並勵繞組兩端電壓就是電樞兩端電壓,但是勵磁繞組用細導線繞成,其匝數很多,因此具有較大的電阻,使得通過他的勵磁電流較小。直流串勵電動機:勵磁繞組是和電樞串聯的,所以這種電動機內磁場隨著電樞電流的改變有顯著的變化。

為了使勵磁繞組中不致引起大的損耗和電壓降,勵磁繞組的電阻越小越好,所以直流串勵電動機通常用較粗的導線繞成,他的匝數較少。直流復勵電動機:電動機的磁通由兩個繞組內的勵磁電流產生。

4樓:匿名使用者

教科書的描述是模型直流電動機的原理,就是通電的導體在磁場中受力而運動,是空心的,沒有轉子鐵心。

實際的直流電動機為了達到最高的效率,就是利用磁場的作用了,而且要儘量減小氣隙,以達到最強的磁場,由通電導體形成繞組,有轉子鐵心和定子磁極的極靴形成磁場,通過換向器使轉子的磁極的極性始終保持和定子極靴的極性相反,從而形成旋轉的力矩。

真正的直流電動機的繞組是不受力的(有少許雜散磁場可以忽略),也不切割磁力線,否則如此細的漆包線會互相摩擦導致破損的。繞組收到最大的力就是高速旋轉的離心力,當轉速太高就會散架了,所以繞組要浸漆、端部纏繞高強度的尼龍繩。

5樓:壽向摩宜然

直流電機分很多種,總的原理都是通電線圈在磁場中受到力的作用

6樓:匿名使用者

通電導體在磁場中受力運動.

7樓:匿名使用者

直流電機的基本工作原理 直流勵磁的磁路在電工裝置中的應用,除了直流電磁鐵(直流繼電器、直流接觸器等)外,最重要的就是應用在直流旋轉電機中。在發電廠裡,同步發電機的勵磁機、蓄電池的充電機等,都是直流發電機;鍋爐給粉機的原動機是直流電動機。此外,在許多工業部門,例如大型軋鋼裝置、大型精密機床、礦井捲揚機、市內電車、電纜裝置要求嚴格線速度一致的地方等,通常都採用直流電動機作為原動機來拖動工作機械的。

直流發電機通常是作為直流電源,向負載輸出電能;直流電動機則是作為原動機帶動各種生產機械工作,向負載輸出機械能。在控制系統中,直流電機還有其它的用途,例如測速電機、伺服電機等。雖然直流發電機和直流電動機的用途各不同,但是它們的結構基本上一樣,都是利用電和磁的相互作用來實現機械能與電能的相互轉換。

直流電機的最大弱點就是有電流的換向問題,消耗有色金屬較多,成本高,執行中的維護檢修也比較麻煩。因此,電機製造業中正在努力改善交流電動機的調速效能,並且大量代替直流電動機。不過,近年來在利用可控矽整流裝置代替直流發電機方面,已經取得了很大進展。

包括直流電機在內的一切旋轉電機,實際上都是依據我們所知道的兩條基本原則製造的。一條是:導線切割磁通產生感應電動勢;另一條是:

載流導體在磁場中受到電磁力的作用。因此,從結構上來看,任何電機都包括磁場部分和電路部分。從上述原理可見,任何電機都體現著電和磁的相互作用,是電、磁這兩個矛盾著的對立面的統一。

我們在這一章裡討論直流電機的結構和工作原理,就是討論直流電機中的“磁”和“電”如何相互作用,相互制約,以及體現兩者之間相互關係的物理量和現象(電樞電動勢、電磁轉矩、電磁功率、電樞反應等)。 一、 直流發電機的基本工作原理 直流發電機和直流電動機具有相同的結構,只是直流發電機是由原動機(一般是交流電動機)拖動旋轉而發電。可見,它是把機械能變為電能的裝置。

直流電動機則接在直流電源上,拖動各種工作機械(機床、泵、電車、電纜裝置等)工作,它是把電能變為機械能的裝置。但是,當前已經有可控矽整流裝置替代了直流發電機,為了能使大家更好的理解直流電動機,有必要同時講述一下直流發電機的原理。 我們首先來觀察直流發電機是怎樣工作的。

如圖1所示,電刷a、b分別與兩個半園環接觸,這時a、b兩電刷之間輸出的是直流電。我們再來看看這時線圈在磁極之間運動的情況。從圖1(a)可以看出,當線圈的ab邊在n極範圍內按逆時針方向運動時,應用發電機右手定則,這時所產生的電動勢是從b指向a。

這時線圈的cd邊則是在s極範圍內按逆時針方向運動,依據發電機右手定則可以判斷,cd邊中的感應電動勢方向是從d指向c。從整個線圈來看,感應電動勢的方向是d-c-b-a。因此,和線圈a端連線的銅片1和電刷a是處於正電位;而和線圈的d端連線的銅片2和電刷b是處於負電位。

如果接通外電路,那麼電流就從電刷a經負載流入電刷b,與線圈一起構成閉合的電流通路。 當線圈的ab邊轉到s極範圍內時,cd邊就轉到n極範圍內(圖1,b),用右手定則判斷可以知道,這時線圈cd邊中產生的電動勢方向是從c到d,而ab邊轉到了s極範圍內,其中電動勢的方向則是有a到b。由於電刷在空間是不動的,因此和線圈d端連線的銅片2和電刷a接觸,它的電位仍然是正。

而與線圈a端連線的銅片1則和電刷b接觸,它的電位仍然是負。接通外電路時,電流仍然是從電刷a經負載流入電刷b,與線圈一起構成閉合的電流通路。不過,要注意到這時線圈內的電流已經反向了。

由此可知,當線圈不停地旋轉時,雖然與兩個電刷接觸的線圈邊不停的變化,但是,電刷a始終是正電位,電刷b始終是負電位。因此,有兩電刷引出的是具有恆定方向的電動勢,負載上得到的是恆定方向的電壓和電流。也就是說,儘管線圈abcd中感應電動勢的方向不斷交變,但是電刷a總是和處在n極範圍內的線圈邊接觸,電刷b總是和處在s極範圍內的線圈邊相接觸,它們的極性始終不變。

於是,線圈中的交流電經過銅片和電刷整流後,便成為外電路中的直流電了。這兩個半圓形的銅片就叫做換向片,它們合在一起叫做換向器。 二、 直流電動機的基本工作原理 上面已經討論了直流發電機的工作原理,現在再來討論直流電動機是怎樣工作的。

如果直流電機的轉子不用原動機拖動,而把它的電刷a、b接在電壓為u的直流電源上(如圖2所示),那麼會發生什麼樣的情況呢?從圖上可以看出,電刷a是正電位,b是負電位,在n極範圍內的導體ab中的電流是從a流向b,在s極範圍內的導體cd中的電流是從c流向d。前面已經說過,載流導體在磁場中要受到電磁力的作用,因此,ab和cd兩導體都要受到電磁力fde的作用。

根據磁場方向和導體中的電流方向,利用電動機左手定則判斷,ab邊受力的方向是向左,而cd邊則是向右。由於磁場是均勻的,導體中流過的又是相同的電流,所以,ab邊和cd邊所受電磁力的大小相等。這樣,線圈上就受到了電磁力的作用而按逆時針方向轉動了。

當線圈轉到磁極的中性面上時,線圈中的電流等於零,電磁力等於零,但是由於慣性的作用,線圈繼續轉動。線圈轉過半州之後,雖然ab與cd的位置調換了,ab邊轉到s極範圍內,cd邊轉到n極範圍內,但是,由於換向片和電刷的作用,轉到n極下的cd邊中電流方向也變了,是從d流向c,在s極下的ab邊中的電流則是從b流向a。因此,電磁力fdc的方向仍然不變,線圈仍然受力按逆時針方向轉動。

可見,分別處在n、s極範圍內的導體中的電流方向總是不變的,因此,線圈兩個邊的受力方向也不變,這樣,線圈就可以按照受力方向不停的旋轉了,通過齒輪或皮帶等機構的傳動,便可以帶動其它工作機械。 從以上的分析可以看到,要使線圈按照一定的方向旋轉,關鍵問題是當導體從一個磁極範圍內轉到另一個異性磁極範圍內時(也就是導體經過中性面後),導體中電流的方向也要同時改變。換向器和電刷就是完成這個任務的裝置。

在直流發電機中,換向器和電刷的任務是把線圈中的交流電變為直流電向外輸出;而在直流電動機中,則用換向器和電刷把輸入的直流電變為線圈中的交流電。可見,換向器和電刷是直流電機中不可缺少的關鍵性部件。 當然,在實際的直流電動機中,也不只有一個線圈,而是有許多個線圈牢固地嵌在轉子鐵芯槽中,當導體中通過電流、在磁場中因受力而轉動,就帶動整個轉子旋轉。

這就是直流電動機的基本工作原理。 比較直流發電機和直流電動機的工作原理可以看出,它們的輸入和輸出的能量形式不同的。正如前面已經說過,直流發電機由原動機拖動,輸入的是機械能,輸出的是電能;直流電動機則是由直流電源供電,輸入的是電能,輸出的是機械能。

參考資料: http://www.

直流電動機和交流電動機工作原理各是什麼?兩者有啥區別

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