常用电机与控制—直流电动机(二)
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直流电动机工作原理1. 概述直流电动机是一种常见的电动机类型,广泛应用于各种电动设备中。
它的工作原理是利用直流电流在电磁场中的相互作用,使得电动机产生旋转运动。
直流电动机通常由定子、转子和电刷组成。
2. 定子定子是直流电动机的固定部分,通常由铁芯和绕组组成。
绕组由导线缠绕在铁芯上,形成多个线圈,每个线圈都经过一段定子绕组。
当电流通过绕组时,会在定子中产生一个磁场。
3. 转子转子是直流电动机的旋转部分,通常由铁芯、电枢和电刷组成。
电枢由导线缠绕在铁芯上,形成多个线圈,每个线圈都经过一段转子绕组。
当电通入电枢时,电枢会在转子上产生一个磁场。
4. 电刷电刷是直流电动机中非常重要的组件,它通常由碳材料制成。
电刷与定子和转子的绕组相连,用于供应电流到转子的绕组上。
电刷通过与转子绕组接触,将电流传递到转子上,同时也负责转子绕组中电流的引导。
5. 工作原理直流电动机的工作原理可以简单描述为以下几个步骤:•步骤 1: 电流通过定子绕组,产生一个磁场。
•步骤 2: 电流通过电刷传递到转子绕组上,形成转子的磁场。
•步骤 3: 转子的磁场和定子的磁场相互作用,使得转子受到一个力的作用。
•步骤 4: 受到的力使得转子旋转。
•步骤 5: 转子旋转带动机械负载运动。
6. 工作原理详解在直流电动机中,电流在定子和转子的绕组之间形成一个相互作用的环路。
当电通入定子的绕组时,会在定子中产生一个磁场。
这个磁场通过定子的铁芯传导到外部。
同时,电刷将电流传递到转子的绕组上,形成了一个磁场。
由于转子上的磁场受到定子磁场的影响,两者之间形成了相互作用的力。
这个力被称为洛伦兹力,是由电流在磁场中的相互作用引起的。
洛伦兹力使得转子受到一个力的作用,从而产生旋转运动。
转子旋转的动力来自外部施加在转子上的机械负载。
通过调整电流的大小和方向,可以控制直流电动机的转速和转向。
电刷的设计和布局也对电机性能有一定影响。
7. 应用领域直流电动机由于其简单、可靠且易于控制的特点,在工业和家庭中得到广泛应用。
直流电机控制原理图
直流电机是一种常见的电动机,它通过直流电源驱动,能够将
电能转换为机械能,广泛应用于工业生产、交通运输、家用电器等
领域。
直流电机的控制原理图是直流电机控制系统的重要组成部分,它能够帮助我们了解直流电机的工作原理和控制方式,本文将介绍
直流电机控制原理图的相关知识。
首先,直流电机控制原理图包括直流电机、电源、控制器等组件。
直流电机通常由定子、转子、碳刷、电枢等部分组成,电源为
直流电源,控制器则是用来控制电机运行的设备。
在直流电机控制
原理图中,这些组件通过电气连线连接在一起,形成一个完整的控
制系统。
在直流电机控制原理图中,电源为直流电源,它可以是电池、
直流发电机、直流稳压电源等。
电源的电压和电流大小将直接影响
到直流电机的运行性能,因此在设计直流电机控制系统时,需要根
据实际需要选择合适的电源。
控制器是直流电机控制系统中的关键部件,它可以根据外部输
入信号控制电机的启停、正反转、速度调节等功能。
常见的直流电
机控制器有直流调速器、直流电机驱动器、直流电机控制板等,它们可以根据具体的控制要求选择使用。
在直流电机控制原理图中,还会包括一些辅助元件,如限流电阻、过载保护器、电流传感器等。
这些辅助元件能够提高电机控制系统的稳定性和安全性,保护电机免受过载、短路等异常情况的影响。
总的来说,直流电机控制原理图是直流电机控制系统的重要组成部分,它通过电气连线将直流电机、电源、控制器等组件连接在一起,形成一个完整的控制系统。
掌握直流电机控制原理图的相关知识,能够帮助我们更好地理解直流电机的工作原理和控制方式,为实际应用提供参考和指导。
最全直流电机工作原理与控制电路解析(无刷+有刷+伺服+步进)直流电动机是连续的执行器,可将电能转换为(机械)能。
直流电动机通过产生连续的角旋转来实现此目的,该角旋转可用于旋转泵,风扇,压缩机,车轮等。
与传统的旋转直流电动机一样,也可以使用线性电动机,它们能够产生连续的衬套运动。
基本上有三种类型的常规电动机可用:AC 型电动机,(DC)型电动机和步进电动机。
典型的小型直流电动机交流电动机通常用于高功率的单相或多相(工业)应用中,需要恒定的旋转扭矩和速度来控制大负载,例如风扇或泵。
在本(教程)中,我们仅介绍简单的轻型直流电动机和步进电动机,这些电动机用于许多不同类型的(电子),位置控制,微处理器,(PI)C和(机器人)类型的电路中。
基本直流电动机该直流电动机或直流电动机,以给它的完整的标题,是用于产生连续运动和旋转,其速度可以容易地控制,从而使它们适合于应用中使用是速度控制,伺服控制类型的最常用的致动器,和/或需要定位。
直流电动机由两部分组成,“定子”是固定部分,而“转子”是旋转部分。
结果是基本上可以使用三种类型的直流电动机。
有刷(电机)–这种类型的电机通过使(电流)流经换向器和碳刷组件而在绕线转子(旋转的零件)中产生磁场,因此称为“有刷”。
定子(静止部分)的磁场是通过使用绕制的定子励磁绕组或永磁体产生的。
通常,有刷直流电动机便宜,体积小且易于控制。
无刷电动机–这种电动机通过使用附着在其上的永磁体在转子中产生磁场,并通过电子方式实现换向。
它们通常比常规的有刷型直流电动机更小,但价格更高,因为它们在定子中使用“霍尔效应”开关来产生所需的定子磁场旋转顺序,但是它们具有更好的转矩/速度特性,效率更高且使用寿命更长比同等拉丝类型。
伺服电动机–这种电动机基本上是一种有刷直流电动机,带有某种形式的位置反馈控制连接到转子轴。
它们连接到PWM型控制器并由其控制,主要用于位置(控制系统)和无线电控制模型。
普通的直流电动机具有几乎线性的特性,其旋转速度取决于所施加的直流电压,输出转矩则取决于流经电动机绕组的电流。
直流电动机与交流电动机直流电动机与交流电动机是常见的电动机类型,它们在我们的日常生活和工业生产中都占据了重要地位。
本文将介绍直流电动机和交流电动机的工作原理、特点以及应用领域。
直流电动机是利用直流电源供电的电动机。
它的工作原理基于电荷在磁场中受到力的作用而产生转动。
直流电动机通常由一个转子和一个固定在轴上的永磁体构成。
当通电时,通过电磁感应作用,电流在转子上产生磁场,这个磁场会与永磁体的磁场相互作用,使得转子开始旋转。
直流电动机的转速与输入电压和电流成正比,因此它可以通过调节电源电压或者外加电阻来实现转速的调节。
直流电动机具有启动扭矩大、转速调节范围宽、反转性能好的特点。
直流电动机广泛应用于各个领域。
在家庭和商业领域,直流电动机被用于风扇、洗衣机、冰箱等家电产品中。
在工业生产中,直流电动机被广泛应用于机械、造纸、化工、纺织等行业。
此外,直流电动机还被应用于电动车辆和无人机等先进技术领域。
交流电动机是利用交流电源供电的电动机。
它的工作原理基于电流在交变电场中产生力矩而产生转动。
交流电动机分为异步电动机和同步电动机两种类型。
异步电动机是最常见的交流电动机类型,它通过感应转子上的涡流而实现转动。
异步电动机通常由一个转子和一个固定在轴上的定子构成。
当定子通电时,产生的磁场会导致转子中感应出涡流,涡流与定子的磁场相互作用产生力矩,使得转子开始旋转。
同步电动机则是通过与电源提供的交流电同步运行的。
交流电动机具有启动扭矩小、结构简单、维护成本低等特点。
它们广泛应用于工业生产、交通运输以及可再生能源等领域。
在工业生产中,交流电动机被用于泵、风机、压缩机、传送带等机械设备上。
在交通运输中,交流电动机被用于电动火车、电动汽车等交通工具的驱动系统。
此外,随着可再生能源的发展,交流电动机也被广泛应用于风力发电和太阳能光伏领域。
综上所述,直流电动机和交流电动机是两种常用的电动机类型。
直流电动机适用于需要启动扭矩大、转速范围宽的场合,而交流电动机适用于结构简单、维护成本低的场合。
《电机与控制》作业二(含习题解答)1.一般单相异步电动机若无起动绕组时,能否自行起动?一般单相异步电动机无起动绕组时,是不能自行起动的。
因为单相绕组通入正弦交流电,只能建立随电源频率交变的脉振磁场,而不是旋转磁场,不可能使转子产生转矩。
2.一台定子绕组Y接的三相鼠笼式异步电动机轻载运行,若一相引出线突然断线,电动机还能否继续运行?停下来后能否重新起动?为什么?一台定子绕组Y接的三相鼠笼式异步电动机轻载运行,若一相引出线突然断线,电动机会继续运行,但此时旋转磁场已由园形旋转磁场变成椭园形旋转磁场,转子的转矩变小,轻载可能继续运行,重载就可能带不动了。
同样道理,若电动机停下来再重新起动,也要看轴上负载的大小,起动转矩若大于负载转矩电动机可以转起来,如果起动转矩小于负载转矩电动机就可能转不起来。
3.简述罩极式单相异步电动机的工作原理。
罩极式单相异步电动机的转向如何确定?若不拆卸重新装配转子,是否可以使其反转?这种电动机的主要优缺点是什么?罩极式异步电动机的罩极部分与未罩部分产生的磁通之间,在空间相差一个电角度,在时间上也差一个电角度,会在气隙中产生椭园形旋转磁场,切割转子导条建立转矩,而使电动机运转。
电动机的旋转方向总是从超前相绕组的轴线,转向滞后相绕组的轴线,若不拆卸重新装配转子,电动机是不可能反转的。
这种罩极式异步电动机的优点是结构简单、制造方便、价格便宜,常用于小风扇、电唱机等起动转矩要求不大的场合;其缺点是只能单方向运转。
4.电容分相式单相异步电动机有哪几种不同型式,各有什么优缺点?如何改变电容分相式单相异步电动机的转向?电容分相式单相异步电动机分为电容起动异步电动机、电容运转异步电动机和电容起动与运转异步电动机三种。
电容起动异步电动机所配电容使电动机在起动时旋转磁场是园形的,可产生较大的起动转矩。
电容运转异步电动机所配电容使电动机在运转时旋转磁场是园形的,在运转时可产生较大的拖动转矩。
电容起动与运转异步电动机配两个电容,使电动机在起动和运转时都可得到比较好的性能。
作动力用:直流电动机将直流电能转化为机械能直流测速发电机将机械信号转换为电信信号传递-直流伺服电动机将控制电信号转换为机械信号1-1 直流电机工作原理一、原理图(物理模型图)磁极对N、S不动, 线圈(绕组)abcd 旋转, 换向片1、2旋转, 电刷及出线A、B不动二、直流发电机原理(机械能--->直流电能)( Principles of DC Generator)1.原动机拖动电枢以转速n(r/min)旋转;2.电机内部有磁场存在;或定子(不动部件)上的励磁绕组通过直流电流(称为励磁电流I f)时产生恒定磁场(励磁磁场,主磁场) (magnetic field, field pole)3.电枢线圈的导体中将产生感应电势 e = B l v ,但导体电势为交流电,而经过换向器与电刷的作用可以引出直流电势E AB,以便输出直流电能。
(看原理图1,看原理图2)(commutator and brush)1.问题1-1:直流电机电枢单个导体中感应电势的性质?2.问题1-2:直流电机通过电刷引出的感应电势的性质?3.看直流发电机原理动画4.问题1-3:直流发电机如何得到幅值较为恒定的直流电势?5.为了得到稳定的直流电势,直流电机的电枢圆周上一般有多个线圈分布在不同的位置,并通过多个换向片联接成电枢绕组。
以前曾使用环形绕组.6.问题1-4:环形绕组的缺点是什么?三. 直流电动机的原理 ( Principies of DC Motor)1.将直流电源通过电刷和换向器接入电枢绕组,使电枢导体有电流i a通过。
2.电机内部有磁场存在。
3.载流的转子(即电枢)导体将受到电磁力 f 的作用 f = B l i a(左手定则)4.所有导体产生的电磁力作用于转子可产生电磁转矩,以便拖动机械负载以n(r/min)旋转。
5.结论:直流电机的可逆性原理:同一台电机,结构上不作任何改变,可以作发电机运行,也可以作电动机运行。
电机与控制考试纲要一、考试的基本要求要求考生理解电子电器设备(产品)中常用电动机(单相异步电动机、直流电动机、单相串励电动机和三相异步电动机)的基本结构、原理及应用,掌握电动类、制冷空调类电器中使用的电动机的结构控制原理及典型应用,了解电热、音响等电器和办公设备中的电动机及其典型应用。
要求考生具有对常用电动机进行安装和对常见故障进行检修的能力。
二、具体考试内容、考试要求(一)单相异步电动机考试内容:单相异步电动机的基本结构、工作原理及机械特性,单相异步电动机启动、反转、调速的方法。
考试要求:1、理解单相异步电动机的基本结构、工作原理及机械特性。
2、掌握磁场转速与电流的频率和定子磁场对数的关系。
3、掌握单相异步电动机启动、反转、调速的方法。
4、了解单相异步电动机常见故障的检修方法。
(二)直流电动机考试内容:直流电动机的基本结构和分类,直流电动机的基本工作原理,直流电动机启动、反转和调速的基本方法。
考试要求:1、了解直流电动机的基本结构与分类。
2、理解直流电动机的基本工作原理。
3、掌握直流电动机启动、反转和调速的基本方法。
4、了解直流电动机常见故障的检修方法。
(三)单相串励电动机考试内容:单相串励电动机的基本结构及工作原理。
考试要求:理解单相串励电动机的基本结构及工作原理。
(四)三相异步电动机考试内容:三相异步电动机的基本结构及工作原理,三相异步电动机的运行状态,定子绕组星形和三角形的连接方法,三相异步电动机启动、反转、调速和制动的方法。
考试要求:1、理解三相异步电动机的基本结构及工作原理。
2、掌握笼形异步电动机与绕线形异步电动机的区别、优缺点,掌握转差率s的基本概念及计算公式:3、理解三相异步电动机的运行状态。
4、掌握定子绕组星形和三角形的连接方法。
5、掌握三相异步电动机启动、反转、调速和制动的方法。
6、了解三相异步电动机常见故障的检修方法。
7、了解步进电动机、同步电动机、直流无刷电动机的基本原理。
直流电机控制的常用操作技巧与方法作者:杨贤军来源:《电子技术与软件工程》2015年第22期摘要本文通过对直流电机的基本工作原理、直流电机的结构的分析,阐述了直流电机控制的常用操作技巧与方法。
【关键词】直流电机控制操作技巧方法1 直流电机的基本工作原理直流电机就是采用直流电流来转动的电动机。
因为电枢电路连结方式和磁场电路不一样,所以可以分为复激电动机、串激电动机、分激电动机,在实际的直流电机中,也不只有一个线圈,而是有许多个线圈牢固地嵌在转子铁芯槽中,当导体中通过电流在磁场中因受力而转动,就带动整个转子旋转,这就是直流电动机的基本工作原理。
直流电机是由直流电源供电,输入的是电能,输出的是机械能。
直流电动机与发电机的结构相同,当给电刷AB旋加一直流电压,导体中就会有电流流过,由电磁力定律可知导体会受到电磁力作用,因此,导体处于电刷A与N极下接触电流向里流,产生电磁力矩为逆时针;导体处于电刷B与S极下接触电流向外流,产生电磁力矩依旧为逆时针,转子在该电磁力矩作用下开始旋转向外输出机械功率。
2 直流电机的结构直流电机和直流发电机的结构基本是相同的,它们都有可旋转部分和静止部分。
可旋转部分称为转子,静止部分称为定子,在转子和定子之间存在着空气隙。
中小型直流电机结构如图1所示。
图13 直流电机控制的常用操作技巧与方法3.1 直流电机调速的控制现在一般都是直流控制器调速,直流控制器调试可以分为弱磁及调压两部分。
以西威TPD32直流控制器为例来说。
电机升压至440v,485rpm左右,电压与磁场协调控制弱磁后最大转速可以达到1450rpm。
通常会把485rpm称之为基速,1450rpm是最高转速。
0-485rpm采用调压升至电机额定电压,转速随之上升至485rpm,速度再往上调就要弱磁了(减小磁通)。
原理见直流电机转速公式:U=CeΦn+IaRa+2ΔUs n=(U-2ΔUs-IaRa)/(CeΦ)其中n为转速,U为电机端电压,ΔUs为电刷压降,Ia为电枢电流,Ra为电机电枢绕组电阻Ce为电机常数,Φ为电机气隙磁通。