专题1-直流有刷电机控制培训讲学

直流有刷馬達內容•簡介•直流馬達的起源•直流馬達的運轉原理•直流馬達的種類及構造•各種直流馬達的特性國立成功大學馬達科技研究中心2簡介簡介直流馬達起源直流馬達起源基本運轉原理基本運轉原理磁場方向＝磁力線切線方向∝磁場大小單位面積通過之磁力線數磁力線從N極出發，經外部回到依照磁場與電流的作用，力作用此時導體切割磁場產生電動勢。

安培右手定則導線安培右手定則螺管國立成功大學馬達科技研究中心10基本運轉原理導線型轉子運轉原理及整流國立成功大學馬達科技研究中心 NCKU Electric Motor Technology Research Center11基本運轉原理A-起始位置，因同極相斥，異極相吸，電樞轉子開始轉動 B-因異極相吸，電樞繼續轉動 C-當異名極相遇瞬間，整流子改變電流方向，使電樞極性 改變，故再一次的，同名極又互相排斥，使得電樞繼續 旋轉，如此週而復始地動作電磁鐵型轉子 BAC國立成功大學馬達科技研究中心 NCKU Electric Motor Technology Research Center12基本運轉原理發電機原理整流子國立成功大學馬達科技研究中心 NCKU Electric Motor Technology Research Center13基本運轉原理• • • • 左手定則 轉矩常數 右手定則 反電動勢常數 F= ILB KT (T=KT ·I) E= vBL KE (E=KE·N)v: 導線速度 N: 轉速電氣方程式 機械方程式V(端電壓)=IR+E 及 E=KE·N T=KT ·I推出永磁式直流馬達之轉矩 T=KT·I= KT *(V- KE.N) /R國立成功大學馬達科技研究中心 NCKU Electric Motor Technology Research Center14直流馬達的種類及構造 直流馬達的種類及構造國立成功大學馬達科技研究中心 NCKU Electric Motor Technology Research Center15直流馬達種類 直流馬達種類依磁場的形成方式分類串激式 並激式激磁式 (繞線磁場) 直流馬達他激式 複激式永磁式國立成功大學馬達科技研究中心 NCKU Electric Motor Technology Research Center16直流馬達種類 直流馬達種類永磁式直流有刷馬達永磁式馬達顧名思義即馬達的磁場是 由一永久磁鐵所提供（如右圖），此 種馬達的優點在於： 永久磁鐵產生的磁場並不會因為 外在磁場變化而改變，因此所提 供的磁場是一固定磁場 馬達的扭力常數和此磁場一般呈 正比關係，所以永磁式直流馬達 產生的扭力不會有飽和現象。

直流电机工作原理和有刷直流电机的模型建立一、直流电机的基本结构直流电机可概括地分为静止和转动两大部分。

静止部分称为定子；转动部分称为转子。

定、转子之间由空气隙分开，如图。

图a所示为直流电机结构，图b所示为直流电机剖面图。

1. 定子部分定子由主磁极、换向极、机座和电刷装置等组成。

(1)主磁极它的作用是产生恒定的主极磁场，由主磁极铁心和套在铁心上的励磁绕组组成。

(2)换向极换向极的作用是消除电机带负载时换向器产生的有害火花，以改善换向。

(3)机座机座的作用有两个，一是作为各磁极间的磁路，这部分称为定子磁轭；二是作为电机的机械支撑。

(4)电刷装置其作用，一是使转子绕组能与外电路接通，使电流经电刷输入电枢或从电枢输出；二是与换向器相配合，获得直流电压。

2. 转子部分转子是直流电机的重要部件。

由于感应电势和电磁转矩都在转子绕组中产生．是机械能与电能相互转换的枢纽，因此称作电枢。

电枢主要包括电枢铁心、电枢绕组、换向器等。

另外转子上还有风扇、转轴和绕组支架等部件。

（1）电枢：铁心电枢铁心的作用有两个，一是作为磁路的一部分，二是将电枢绕组安放在铁心的槽内。

（2）电枢绕组：电枢绕组的作用是产生感应电势和通过电流，使电机实现机电．能量转换它由许多形状完全相同的线圈按一定规律连接而成。

每一线圈的两个边分别嵌在包枢铁心的槽里，线圈的这两个边也称为有效线圈边。

（3）换向器：换向器又称整流子，在直流电动机中，是将电刷上的直流电流转换为绕组内的交变电流，以保证同一磁极下电枢导体的电流方向不变，使产生的电磁转矩恒定；在直流发电机中，是将绕组中的交流感应电势转换为电刷上的直流电势，所以换向器是直流电机中的关键部件。

换向器由许多鸽尾形铜片（换向片）组成。

换向片之间用云母片绝缘，电枢绕组每一个线圈的两端分别接在两个换向片上，换向器的结构如图1-2所示。

直流电机运行时在电刷与换向器之间往往会产生火花。

微弱的火花对电机运行并无危害，若换向不良，火花超过一定程度，电刷和换向器就会烧坏，使电机不能继续运行。

七、直流电动机----------------------------------------------------261、永磁直流电动机-----------------------------------------------262、无刷直流电动机-----------------------------------------------271）无刷直流电机的组成-----------------------------------------272）工作原理--------------------------------------------------------283）电机调速--------------------------------------------------------314）PWM 调速的实现---------------------------------------------325）应用--------------------------------------------------------------33电流随时间变化，产生磁势和磁场在空间旋转，旋转速度由电源频率f 和电机极数P 决定。

f pn 602⨯= 式中n ——旋转磁转速（r/min ）P ——电机极数f ——电源频率（Hz ）在单相电机中，由于单相绕组产生的使脉振磁场，电机没有起动一、 直流电动机直流电动机分有刷直流电动机和无刷直流电动机，有刷直流电动机又分为励磁式直流电动机和永磁直流电动机。

在工作原理上永磁直流电机与励磁式直流电动机是相同的。

下面主要以永磁式直流电动机与无刷直流电动机进行简要介绍。

1. 永磁直流电动机高、噪音低、调速范围宽、调速精度高、振动小、寿命长等优点。

下面就空调用无刷直流电机的组成及工作原理作简要介绍：（1）无刷直流电机的组成：直流电机本体：定子部分主要采用集中式绕组，根据控制方式的不同，绕组相数有单相、二相、三相、四相等结构，用得最多的是三相绕组结构，绕组的接法有星形接法和环形接法两种，绝大部分绕组采用星形接法。

电机培训讲义第一部分：电机基础知识一、电机的定义和分类1. 电机是将电能转换为机械能的装置，是电气设备中最常用的一种。

2. 根据工作原理和结构特点，电机通常分为直流电机和交流电机两大类。

二、电机的工作原理1. 电机的工作原理是利用电流在磁场中产生力矩，从而使电机运转。

2. 直流电机是利用直流电流在磁场中的作用力使电机转动；而交流电机则是通过电流的交变产生旋转磁场来使电机转动。

三、电机的结构和组成1. 电机的主要结构包括定子、转子和机壳三个部分。

2. 定子是电机的固定部分，通常由铁芯和绕组组成，用来产生磁场；转子则是电机的旋转部分，也是传递机械能的关键部件；机壳则是保护电机内部零部件的外壳。

第二部分：电机的选型和安装一、电机选型的基本原则1. 根据使用场合和工作要求选择合适的电机类型和规格。

2. 要考虑电机的额定功率、额定转速、额定电压等参数。

二、电机安装要点1. 安装位置要保证通风良好，避免积水和潮气。

2. 安装时要注意保持电机与传动装置的垂直和同轴位置。

第三部分：电机的运行和维护一、电机的运行和调试1. 在电机运行前要确保电机和传动装置运转灵活、无卡滞。

2. 电机首次运行时要逐步加速，检查运行是否正常。

二、电机的日常维护1. 定期检查电机的绝缘电阻和接地电阻。

2. 检查电机的轴承和润滑油脂是否正常。

第四部分：电机故障的检修和排除一、电机常见故障及排除方法1. 电机温度过高：检查是否有通风不畅或电机负载过大。

2. 电机启动困难：检查电机的供电电源和起动器。

二、电机故障排除注意事项1. 排除故障时要切断电源，避免触电危险。

2. 严格按照操作规程和安全操作规范进行。

第五部分：电机安全知识一、电机使用安全注意事项1. 电机运行中要避免触摸电机或传动装置。

2. 不得私自改动电机的接线和安装位置。

二、电机维修保养的安全措施1. 维修时要切断电源，确认电机已停止运行。

2. 使用绝缘工具和穿戴绝缘手套等安全防护用品。