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直流电动机 (15832 views - Electrical Engineering)

直流电动机是依靠直流电驱动的电动机,在小型电器上应用较为广泛。
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直流电动机

直流电动机

直流电动机是依靠直流电驱动的电动机,在小型电器上应用较为广泛。

结构

直流馬達的基本構造包括电枢、「場磁鐵」、「集電環」、「電刷」。

  1. 電樞:可以繞軸心轉動的軟鐵芯纏繞多圈線圈。
  2. 場磁鐵:產生磁場的強力永久磁鐵或電磁鐵。
  3. 集電環:線圈約兩端接至兩片半圓形的集電環,隨線圈轉動,可供改變電流方向的變向器。每轉動半圈(180度),線圈上的電流方向就改變一次。
  4. 電刷:通常使用製成,集電環接觸固定位置的電刷,用以接至電源。

原理

激(励)磁方式

  • 直流他激(励)电动机:励磁绕组与电枢没有电的联系,励磁电路是由另外直流电源供给的,因此励磁电流不受电枢端电压或电枢电流的影响。
  • 直流并激(励)电动机:并励绕组两端电压就是电枢两端电压,但是励磁绕组用细导线绕成,其匝数很多,因此具有较大的电阻,使得通过他的励磁电流较小。
  • 直流串激(励)电动机:励磁绕组是和电枢串联的,所以这种电动机内磁场随着电枢电流的改变有显著的变化。为了使励磁绕组中不致引起大的损耗和电压降,励磁绕组的电阻越小越好,所以直流串励电动机通常用较粗的导线绕成,其匝数较少。
  • 直流复励电动机:电动机的磁通由两个绕组内的励磁电流产生。
  • 直流永磁电动机:磁通由永久磁铁产生。多见于小型机械,如航模、儿童电动玩具、小型机器人等。

接線方式

直流電機(發電機及電動機)的自激磁系統有三種接線方式,分別是並激式、串激式和複激式。

另外,有他勵式,勵磁系統由獨立電源供應電力。特性與並激式相同。

並激式

激磁系統及電樞並聯接駁到直流電源。負載增加時,扭力增加,轉速不太受影響。

串激式

串激式電動機,負載增大時,扭力增大但轉速減慢。

串激式直流電動機即是通用電動機,可用於交流電。但受到電抗影響,扭力和轉速會較用直流電時低。

複激式

具有並激式和複激式的特性,大起動扭力及較穩定轉速。

特性

直流电动机(DC Motor)的好处为在控速方面比较简单,只须控制电压大小即可控制转速,但此类电动机不宜在高温、易燃等环境下操作,而且由于电动机中需要以碳刷作为电流变换器(Commutator)的部件(有刷电动机),所以需要定期清理炭刷磨擦所产生的污物。无碳刷之电动机称为无刷电动机,相对于有刷,无刷电动机因为少了碳刷与轴的摩擦因此较省电也比较安静。制作难度较高、价格也较高。 交流电动机(AC Motor)则可以在高温、易燃等环境下操作,而且不用定期清理碳刷的污物,但在控速上比较困难,因为控制交流电动机转速需要控制交流电的频率(或使用感应电动机,用增加内部阻力的方式,在相同交流电的频率下降低电动机转速),控制其电压只会影响电动机的扭力。一般工业用直流电动机之电压有 DC 110V (125V) 和DC 220V两种。



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