直流电机的工作原理

直流电动机是将直流电转化为机械功的装置。它遵循洛伦兹定律,洛伦兹定律说载流导体置于磁场和电场中受到一种力”。所受的力称为洛伦兹力。弗莱明左手法则给出了力的方向。

弗莱明左手定则

若拇指、中指、左手食指相互移位90°,中指表示磁场方向。食指表示电流的方向,拇指表示作用在导体上的力的方向。

Fleming-left-hand-rule

这个公式计算力的大小,

工作原理 - 直流电机-SQ

在理解DC电机的工作之前,首先,我们必须了解其建筑。电枢和定子是DC电动机的两个主要部分。电枢是旋转部分,并且定子是它们的固定部分。电枢线圈连接到直流电源。

电枢线圈由换向器和刷子组成。换向器将在电枢中感应的AC转换为DC,并且刷子将电流从电动机的旋转部分转移到固定的外部负载。将电枢放置在永久或电磁铁的北极和南极之间。

为简单起见,考虑电枢只有一个线圈,线圈位于下图a所示的磁场之间。当直流电源给电枢线圈时,电流开始流过它。这种电流在线圈周围形成自己的磁场。

图B显示了线圈周围的磁场:

WORKING-PRINCIPLE-OF-DC-MOTOR-FIG-1

由于磁场(由线圈和磁铁产生)的相互作用,整个导体形成了合成磁场。合成场趋向于恢复它原来的位置,即在主场的轴线上。磁场在导线两端施加力,因此线圈开始旋转。

WORKING-PRINCIPLE-OF-DC-MOTOR-FIG-2

设主场产生的场为F,此场沿顺时针方向旋转。当电流在线圈中流动时,它们会产生自己的磁场Fr.场Fr试图从主场的方向来。因此,扭矩作用在电枢线圈上。

WORKING-PRINCIPLE-OF-DC-MOTOR-FIG-3

实际的直流电机由大量的电枢线圈组成。电机的速度与电机中使用的线圈的数量成正比。这些线圈保持在磁场的影响下。

导体的一端保持在北极的影响下,另一端保持在南极的影响下。电流通过北极进入电枢线圈,并通过南极向外移动。

当线圈从一个电刷移动到另一个时,同时线圈的极性也发生了变化。因此,作用在线圈上的力或扭矩的方向保持不变。

当电枢线圈垂直于主磁场时,线圈中感应到的转矩为零。零转矩表示电机停止转动。为了解决这个问题,在转子中使用了电枢线圈的数量。所以,如果其中一个线圈垂直于磁场,那么其他线圈就会产生力矩。转子连续运动。

工作原理 - 直流电机 - 图4

此外,为了获得连续的转矩,这种安排是这样保持的:每当线圈切断磁铁的磁中性轴时,线圈中的电流方向就会发生逆转。这可以在换向器的帮助下完成。

关于“直流电机工作原理”的12种思考

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