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直流电机和交换电机的道理和区别是什么?

来源:鸿运,鸿运游戏,鸿运电子游戏发布时间:2020/01/02点击数:

  1. 直流电源电流顺着电源正极流到了左边的电刷上面,电刷和换向器相互摩擦,电流经过左边的换向器(也叫换向片,这个电机有左右两个换向片)流进线圈,从线圈的右边流出来,经过右边的换向片和右边的电刷流回到电源的负极,形成了闭合回路。

  2. 由于线圈处在主磁极(图中的N和S)的磁场中,线圈会受到电磁力的作用,线圈的两个边由于电流的方向不同(左边的电流向里流,右边的向外流),所以两个线圈边受到大小相同方向相反的电磁力,这两个电磁力刚好形成了电磁转矩,在电磁转矩的拉动下,线圈开始转动了。直流电机中线圈嵌放在转子槽中,电动机就开始转动了。

  3. 左右换向片跟着转轴转动,而电刷固定不动,转动一圈以后,右边的线圈到了左边,左边的线圈到了右边,但是由于换向片的存在,现在处在左边的线圈内的电流方向和原来处在左边的线圈变的电流的方向一样流向里,所以受到的电磁力方向不变,右边也一样。所以从空间上看,在相同位置的线圈边受的电磁力方向是一直不变的,这就保证了电机的循环转动。

  4. 但是一个线圈,由于这个线圈转到不同位置时磁场是不相同的,导致了线圈所受的电磁力也一直在变,所以线圈转起来不稳定,忽快忽慢。所以可以通过多安装几个线圈来保证线圈受力均匀和稳定。

  再说外面的两个磁极,其实是有励磁线圈产生的电磁铁,小电机中有永磁铁,稍微大一点的都会用电磁铁。

  交流电机分同步和异步电机,同步主要用作发电机,异步主要是电动机。我主要说一下异步电动机吧,由于异步电动机结构简单,价格便宜,维护方便,运行可靠等特点得到了广泛的应用。

  交流电机虽然结构简单,但是工作原理其实比直流电机要复杂一点,如果要理解清楚也更加费劲。

  在交流电机的定子上通上三相对称交流电,如上图所示,定子不动,仅仅通过电流的变化就能产生旋转的合成磁场,这个磁场像一个绕着定子旋转的磁铁。

  有了这个旋转的磁铁,一切就都好办了,在定子内部随便放一个闭合的线圈,在这个闭合线圈里就会感应出电动势和电流,就会产生电磁力,闭合线圈就会转动起来。

  也可以这么理解,定子上有一个旋转的磁铁,转子闭合线圈由于感应带电,其实也变成了一个电磁铁,外面的电磁铁在转,就会带着里面的电磁铁转,于是交流电机的转子就转起来了。

  定子磁场的旋转速度叫同步转速,里面转子其实是被定子磁场牵引着在转动,所以它的转速会比定子磁场的转速慢,所以叫异步转速。所以有了异步电动机的名称。

  交流电机的转子就是这么简单的几个闭合线圈,或者说闭合导体,像一个鼠笼子一样,所以又叫鼠笼式异步电动机。

  另外,由于转子内部的电动势和电流是由于定子磁场感应出来的,所以又把异步电动机叫做感应电动机。所以三相交流异步电动机的名字比较多:交流电机,异步电机,感应电机,都是在说它,是从不同的角度给它起的名字而已。

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  直流电动机的原理大家都知道,不过是通电导体在磁场中受力,为了让导体转起来,需要不断的改变电流方向,因为如果不改变电流方向,导体只能转半圈,所以,对于直流电动机来讲,换向器是极为重要的。

  因为有换向器,在结构确定的情况下,直流电动机转子的受力就是由电流和磁场强度决定的。磁场强度与励磁有关,励磁可以单独控制,所以直流电动机的转矩就直接与电流相关了

  有换向器就有电刷,电刷和换向器是直接接触的,长期磨损,同时在换向的时候有巨大的电流变化,非常容易产生火花,然后电刷和换向器就在火花中倍受煎熬,煎的轻点还可以,重了就完蛋了。所以,换向器和电刷限制了直流电动机的容量和速度,使得直流电动机的调速遇到了瓶颈。

  目前我们使用的电能绝大部分是交流电,而发电机几乎都是交流发电机,发电机和电动机本质上其实是一个东西,因为电场和磁场本来就有相互作用,变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场,描述此关系的就是麦克斯韦方程组。

  所以,对于交流发电机来讲,导体在磁场旋转(或者说磁场在导体中旋转),获得交流电,而如果把交流电通入线圈,获得的就是一个旋转的磁场。

  假如我在这个旋转磁场中放入一个闭合导体,那么此导体就因为切割磁感线会产生电流,而有了电流,此导体就会在旋转磁场中受力运动,楞次定律说的就是这回事。

  如果此闭合导体可以自由运动,那么他就会跟着此旋转磁场运动,根据楞次定律很容易理解,闭合导体虽然跟着磁场旋转,但是总归不如磁场旋转的快。如果不理解楞次定律的话,可以这么理解:如果两者转的速度一样快了,那么此闭合导体就不会切割磁感线了,也就没有电流了,没有电流就无法受力旋转了。所以,要想受力,就必须转的比磁场慢那么一点点。

  就这慢的一点点,说明转的速度比磁场慢,也就是和磁场不同步,不同步就是异步了,没错,这就是异步电动机的基本原理。

  如果旋转磁场中放置一块永磁体或者电磁铁,那情况就不一样了。磁体或者电磁铁会跟着旋转磁场运动,如果自由运动的话,那么磁体或者电磁铁会与旋转磁场相同的速度旋转,也就是同步旋转。没错,这就是交流同步电动机。

  直流电机是电机的主要类型之一。直流电机可作为发电机使用,也可作为电动机使用。 用作发电机可以获得直流电源,用作电动机,由于其具有良好的调速性能,在许多调速性能要求较高的场合,得到广泛使用。 直流电机的用途:作电源用:发电机;作动力用:电动机;信号的传递:测速发电机,伺服电机。

  电枢铁心——电枢铁心既是主磁路的组成部分,又是电枢绕组支撑部分;电枢绕组就嵌放在电枢铁心的槽内。为减少电枢铁心内的涡流损耗,铁心一般用厚0.5mm且冲有齿、槽的型号为DR530或DR510的硅钢片叠压夹紧而成,如左图所示。小型电机的电枢铁心冲片直接压装在轴上,大型电机的电枢铁心冲片先压装在转子支架上,然后再将支架固定在轴上。为改善通风,冲片可沿轴向分成几段,以构成径向通风道。

  ★用途:异步电机主要用作电动机,应用最广泛的一种电动机,厂矿企业,交通工具,娱乐,科研,农业生产,日常生活都离不开异步电动机。 ★类型:异步电机主要分为:鼠笼式异步电动机,绕线式异步电动机和各种控制用电动机三大类。

  鼠笼式异步电动机:若电源供电变压器的容量不够大时,就采取降压启动。由于转矩是按照电压平方的规率而下降的,所以这种方法适合于对转矩要求不高的场合。

  绕线式异步电动机:降压启动在限制启动电流的同时,大大降低了启动转矩。在需要较大启动转矩的应用场合,人们不得不选择价格昂贵的绕线式异步电动机。绕线式异步电动机的特点是可以在转子回路中接入附加电。