直流电机的主要结构及用途电动机
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永磁直流电机的主要结构永磁直流电机是一种将直流电能转换成机械能的电动机。
它的主要结构包括永磁体、转子、定子、电刷和端子等部分。
下面将从这几个方面进行详细介绍。
一、永磁体永磁直流电机的永磁体通常采用稀土永磁材料或钴磁铁氧体材料制成。
这些材料具有高磁导率和较高的剩磁,可以提供强大的磁场,使电机具有较高的输出功率和效率。
永磁体通常呈环形,固定在电机的转子外侧,通过磁场与定子产生转矩。
二、转子转子是永磁直流电机的旋转部分,它由轴、铁芯和绕组组成。
铁芯通常由硅钢片叠压而成,以降低铁损。
绕组通常采用导线绕制在铁芯上,根据不同的电机类型和性能要求,绕组的形式和连接方式也有所不同。
转子通过与永磁体之间产生的磁场相互作用,从而实现电能到机械能的转换。
三、定子定子是永磁直流电机的静止部分,它的主要结构包括铁芯和绕组。
铁芯通常也是由硅钢片叠压而成,以降低铁损。
绕组通常采用导线绕制在铁芯上,并与电刷相连。
当电流通过定子绕组时,产生的磁场与永磁体的磁场相互作用,从而产生力矩,驱动转子旋转。
四、电刷永磁直流电机的电刷通常由碳材料制成,它们与转子的集电环相接触,传递电流到定子绕组。
由于电刷与集电环之间存在摩擦和磨损,因此电刷通常需要定期更换。
电刷的质量和接触情况直接影响永磁直流电机的性能和寿命。
五、端子永磁直流电机的端子是电机的外部引出接口,用于连接外部电源和负载。
通常有两个端子用于接入电源,两个端子用于连接负载。
端子的数量和形式根据具体的电机类型和应用需求可能会有所不同。
综上所述,永磁直流电机的主要结构包括永磁体、转子、定子、电刷和端子等部分。
这些部分相互作用,共同实现了电能到机械能的转换,并为电机的运行提供了基础。
对永磁直流电机的结构有清晰的了解可以帮助我们更好地理解其工作原理和能力,从而更好地进行选型和应用。
电机控制技术《直流无刷电机的基本结构及工作原理和应用》直流无刷电机的基本结构及工作原理和应用一、直流无刷电机的工作原理直流无刷电机是同步电机的一种,也就是说电机转子的转速受电机定子旋转磁场的速度及转子极数(P)影响: N=120.f / P。
在转子极数固定情况下,改变定子旋转磁场的频率就可以改变转子的转速。
直流无刷电机即是将同步电机加上电子式控制(驱动器),控制定子旋转磁场的频率并将电机转子的转速回授至控制中心反复校正,以期达到接近直流电机特性的方式。
也就是说直流无刷电机能够在额定负载范围内当负载变化时仍可以控制电机转子维持一定的转速。
直流无刷驱动器包括电源部及控制部如图 (1) :电源部提供三相电源给电机,控制部则依需求转换输入电源频率。
电源部可以直接以直流电输入(一般为24V)或以交流电输入(110V/220 V),如果输入是交流电就得先经转换器(converter)转成直流。
不论是直流电输入或交流电输入要转入电机线圈前须先将直流电压由换流器 (inverter)转成3相电压来驱动电机。
换流器(inverter)一般由6个功率晶体管(Q1~Q6)分为上臂(Q1、Q3、Q5)/下臂 (Q2、Q4、Q6)连接电机作为控制流经电机线圈的开关。
控制部则提供PWM(脉冲宽度调制)决定功率晶体管开关频度及换流器(inverter)换相的时机。
直流无刷电机一般希望使用在当负载变动时速度可以稳定于设定值而不会变动太大的速度控制,所以电机内部装有能感应磁场的霍尔传感器(hall- sensor),做为速度之闭回路控制,同时也做为相序控制的依据。
但这只是用来做为速度控制并不能拿来做为定位控制。
图一:直流无刷驱动器包括电源部及控制部要让电机转动起来,首先控制部就必须根据hall-sensor感应到的电机转子目前所在位置,然后依照定子绕线决定开启(或关闭)换流器 (inverter)中功率晶体管的顺序,如下(图二) inverter中之AH、BH、CH(这些称为上臂功率晶体管)及AL、BL、CL(这些称为下臂功率晶体管),使电流依序流经电机线圈产生顺向(或逆向)旋转磁场,并与转子的磁铁相互作用,如此就能使电机顺时/逆时转动。
直流电动机的工作原理结构及分类直流电动机是一种将直流电能转化为机械能的设备。
其工作原理基于电磁感应和洛伦兹力。
当电流通过电动机的定子(电枢)绕组时,产生的磁场与永磁体(或励磁绕组)的磁场相互作用,产生一个力矩。
这个力矩使得转子开始旋转,将电能转化为机械能。
下面将分别介绍直流电动机的工作原理、结构和分类。
工作原理:直流电动机的工作原理基于两个物理规律:电磁感应和洛伦兹力。
在直流电动机中,电流经过电动机的定子绕组时产生一个磁场。
这个磁场与转子上的永磁体或励磁绕组的磁场相互作用,产生一个力矩。
根据洛伦兹力定律,电流在磁场中受到一个力的作用。
力的方向使得转子开始旋转,并将电能转化为机械能。
结构:直流电动机主要由定子、转子和端盖组成。
定子是装有绕组的铁芯,其绕组通常是平行于转轴方向的螺线管。
绕组上连接有电源,通过电源提供电流。
转子由永磁体或励磁绕组构成。
永磁体提供一个恒定的磁场,而励磁绕组通过外部电源提供磁场。
端盖用来保护电机内部的部件,并提供安装和轴承支撑。
分类:1.按照励磁方式分类:永磁直流电动机:转子上的永磁体产生磁场,不需要额外的励磁绕组。
电枢磁场直流电动机:通过外部提供稳定的励磁磁场。
自励直流电动机:电动机的励磁由自身电机的电源提供。
2.按照电枢绕组和永磁体的连接方式分类:并励直流电动机:电枢线圈和永磁体在电路中并联,即二者共用一个电源。
串励直流电动机:电枢线圈和永磁体在电路中串联,即电枢和永磁体分别接受不同的电源。
3.按照换向器绕组的类型分类:喷刷式直流电动机:使用机械的换向器和电刷。
无刷式直流电动机:采用电子换向器和定子通电来实现换向。
此外,直流电动机还可以根据转子类型、转子连接方式和功率等因素进行分类。
总结:直流电动机是一种将电力转化为机械能的装置,其工作原理基于电磁感应和洛伦兹力。
直流电动机的结构包括定子、转子和端盖。
根据不同的励磁方式、电枢绕组和永磁体的连接方式以及换向器绕组的类型,直流电动机可以分为不同的类型。
直流电动机直流电机直流电机是实现直流电能与机械能之间相互 转换的电力机械。
按其用途可以分为直流电 动机和直流发电机两类。
将机械能转换成直流电能的电机称为直流发电 机;将直流电能转换成机械能的电机称为直流 电动机。
直流电动机直流电动机具有优良的调速性能和启动性能 ,可实现频繁的快速启动、无级调速、制动和反 转;过载能力强;能满足自动化生产系统各种不 同的特殊运行要求。
直流电动机制造工艺复杂,生产成本高;可靠 性较差,维护比较困难。
直流电动机随着变频调速技术的迅速发展,但是在某些 要求调速范围大、快速性能高、精密度好、控 制性能优异的场合,直流电动机的应用目前仍 占有一定的比重。
直流电动机的结构国产Z2系列直流电动机直流电动机的结构国产Z4系列直流电动机直流电动机的结构直流电动机的结构直流电动机的结构组成:定子、转子。
直流电动机的结构定子作用:产生磁场和作为电动机的机械支撑。
组成:主磁极、机座、换向磁极、电刷装置、端盖和轴承。
3作用:产生磁场。
组成:主磁极铁心和主磁极绕组。
主磁极主磁极铁心作为电动机磁路的一部分,一般用1~1.5mm薄钢板冲制成型后,再用铆钉铆紧成一个整体,最后用螺钉固定在机座上。
主磁极铁心主磁极铁心极靴与极身交界的肩部,用以支撑主磁极绕组。
极身极靴极靴沿气隙表面处作成弧形,使磁通密度分布更为合理。
主磁极绕组通常用绝缘铜线制成一个集中的线圈,经过绝缘处理,套在磁极铁心外面。
主磁极绕组主磁极绕组主磁极总是N、S两极成对出现、交替排列。
作用:改善换向条件。
换向磁极组成:换向磁极铁心和换向磁极绕组。
主磁极与换向磁极的空间位置排列。
定子(机座)机座是主磁路的一部分,起支撑作用。
主磁极、换向磁极及端盖均固定在机座上,机座机座一般为铸钢件。
作用:通过电刷与换向器表面之间的滑动接触,把电枢绕组中的电流引入或引出组成:电刷、刷握、刷杆、刷杆座等。
电刷一般用石墨粉压制而成。
电刷置于电刷盒内,用弹簧把它压紧在换向器上。
直流电机的组成及工作原理一、引言直流电机是一种常见的电动机,广泛应用于工业生产和日常生活中。
它具有结构简单、运行可靠、转速调节范围广等优点。
本文将详细介绍直流电机的组成及工作原理。
二、直流电机的组成直流电机由定子和转子两部分组成。
1. 定子定子是由磁极和线圈构成的。
磁极通常是用钢铁制成,它们被安装在定子的周围,并且被分为南北两极。
线圈则是由导体制成,它们被缠绕在磁极上,并且被连接到电源上。
2. 转子转子是由导体制成,通常被称为“集电环”。
集电环被安装在轴上,并且与转子内部的线圈相连。
当定子中的线圈通电时,会产生磁场,这个磁场将影响转子中的集电环,并使其开始旋转。
三、直流电机的工作原理直流电机通过交替通断线圈来产生一个不断变化方向和大小的磁场,从而驱动转子旋转。
具体来说,其工作原理可以分为以下几个步骤:1. 初始状态在初始状态下,定子中的线圈不通电,因此没有磁场产生。
此时,转子处于静止状态。
2. 电流通过定子线圈当电源接通时,电流开始通过定子线圈。
这将在定子中产生一个磁场,该磁场将影响转子中的集电环,并使其开始旋转。
3. 磁场与集电环的相互作用当集电环旋转时,它会与定子中的磁场相互作用。
这种相互作用会导致集电环上的导体被感应出一种电动势(EMF),并且产生一个由正极到负极的电流。
4. 通过换向器改变方向随着集电环继续旋转,它会与另一个磁极相遇,并且开始受到一个相反方向的力。
为了保持转子的运动方向不变,需要通过换向器来改变定子线圈中的电流方向。
5. 重复以上步骤重复以上步骤可以使直流电机持续运行,并且控制线圈中的电流可以调节直流电机的速度和扭矩大小。
四、总结直流电机是一种常见、可靠、易于控制的电动机。
它由定子和转子两部分组成,通过交替通断线圈来产生一个不断变化方向和大小的磁场,从而驱动转子旋转。
了解直流电机的组成及工作原理对于维护和使用直流电机具有重要意义。
直流电机的主要结构及用途 - 电动机
直流电机的工作原理仅仅揭示了如何利用基本电磁规律以实现机电能量转换的道理,但是要将其付诸应用,直流电机必需具有能满足电磁和机械两方面要求的合理的结构型式。
直流电机的结构型式是多种多样的,图1是一台常用的小型直流电机的结构剖面图。
直流电机是由静止的定子部分和转动的转子部分构成的,定、转子之间有肯定大小的间隙(以后称为气隙)。
现对各主要结构部件的基本结构及其作用简述如下。
图1 电流电机的结构剖面图
1—换向器;2—电刷装置;3—机座;4—主磁极;
5—换向极;6—端盖;7—风扇;8—电枢绕组;9—电枢铁心
1.定子部分
直流电机定子部分主要由主磁极、换向极、机座和电刷装置等组成。
(1)主磁极又称主极。
在一般大中型直流电机中,主磁极是一种电磁铁。
只有个别类型的小型直流电机的主磁极才用永久磁铁,这种电机叫永磁直流电机。
主磁极的作用是能够在电枢表面外的气隙空间里产生肯定外形分布的气隙磁密。
图2是主磁极的装配图。
主磁极的铁心用1~1.5mm厚的低碳钢板冲
片叠压紧固而成。
把事先绕制好的励磁绕组套在主极铁心外面,整个主磁极再用螺钉固定在机座的内表面上。
各主磁极上的励磁绕组联接必需使通过励磁电流时,相邻磁极的极性呈极和极交替的排列,为了让气隙磁密沿电枢圆周方向的气隙空间里分布得更加合理一些,铁心下部(称为极靴)比套绕组的部分(称为极身)宽。
这样也可使励磁绕组坚固地套在铁心上。
图2 直流电机的主磁极
1—主极铁心;2—励磁绕组;3—机座;4—电枢
(2)换向极容量在1kw以上的直流电机,在相邻两主磁极之间要装上换向极。
换向极又称附加极或间极,其作用为了改善直流电机的换向,至于如何改善换向的,将在后面介绍。
换向极的外形比主磁极简洁,也是由铁心和绕组构成。
铁心一般用整块钢或钢板加工而成。
换向极绕组与电枢绕组串联。
(3)机座一般直流电机都用整体机座。
所谓整体机座,就是一个机座同时起两方面的作用:一方面起导磁的作用,一方面起机械支撑的作用。
由于机座要起导磁的作用,所以它是主磁路的一部分,叫定子磁轭,一般多用导磁效果较好的铸钢制成,小型直流电机也有用厚钢板的。
主磁极、换向极和端盖都固定在电机的机座上,所以机座又起了机械支撑的作用。
(4)电刷装置电刷装置是把直流电压、直流电流引入或引出的装置。
电刷放在电刷盒里,用弹簧压紧在换向器上,电刷上有个铜丝辫,
可以引出、引入电流。
直流电机里,经常把若干个电刷盒装在同一个绝缘的刷杆上,在电路连接上,把同一个绝缘刷杆上的电刷盒并联起来,成为一组电刷。
一般直流电机中,电刷组的数目可以用电刷杆数表示,刷杆数与电机的主磁极数相等。
各电刷杆在换向器外表面上沿圆周方向均匀分布,正常运行时,电刷杆相对于换向器表面有一个正确的位置,假如电刷杆的位置放得不合理,将直接影响电机的性能。
电刷杆装在端盖或轴承内盖上,调整位置后,将它固定。
2.转子部分
直流电机转子部分主要由电枢铁心和电枢绕组、换向器、转轴和风扇等组成。
图3为直流电机电枢装配示意图。
图3 直流电机的电枢
1—转轴;2—轴承;3—换向器;4—电枢铁心;5—电枢绕组;6—风扇;7—轴承
(1)电枢铁心电枢铁心作用有二,一个是作为主磁路的主要部分;另一个是嵌放电枢绕组。
由于电枢铁心和主磁场之间的相对运动,会在铁心中引起涡流损耗和磁滞损耗(这两部分损耗合在一起称为铁心损耗,简称铁耗),为了削减铁耗,通常用0.5mm厚的涂有绝缘漆的硅钢片的冲片叠压而成,固定在转轴上。
电枢铁心沿圆周上有均匀分布的槽,里面可嵌入电枢绕组。
(2)电枢绕组电枢绕组是由很多按肯定规律排列和联接的线圈组成,它是直流电机的主要电路部分,是通过电流和感应产生电动势以
实现机电能量转换的关键性部件。
线圈用包有绝缘的圆形和矩形截面导线绕制而成,线圈亦称为元件,每个元件有两个出线端。
电枢线圈嵌放在电枢铁心的槽中,每个元件的两个出线端以肯定规律与换向器的换向片相连,构成电枢绕组。
(3)换向器换向器也是直流电机的重要部件。
在直流发电机中,它的作用是将绕组内的交变电动势转换为电刷端上的直流电动势;在直流电动机中,它将电刷上所通过的直流电流转换为绕组内的交变电流。
换向器安装在转轴上,主要由很多换向片组成,片与片之间用云母绝缘,换向片数与元件数相等。