詳解直流電機的工作原理，原來定子是永磁體

讓91免费福利视频首先從最簡單的直流電機開始。它看起來如圖1所示。定子是永磁體並提供恒定的磁場。作為旋轉部件的電樞是簡單的線圈。

圖1簡化的直流電機，采用永久磁鐵運行

電樞通過一對換向器環連接到DC（直流）電源。當電流流過線圈時，根據洛倫茲定律在其上感應出電磁力，因此線圈將開始旋轉。由電磁感應引起的力使用圖2中的“紅色箭頭”顯示。

圖2線圈上感應的電磁力使電樞線圈旋轉

您會注意到，當線圈旋轉時，換向器環與相反極性的電源連接。結果，在線圈的左側，電流將始終“流走”，而在右側，電力將始終“流向”。這確保了扭矩作用在整個運動中也在相同的方向上，因此線圈將繼續旋轉。

圖3換向器環確保單向電流過線圈的左右

改善扭矩動作

但是如果仔細觀察線圈上的扭矩動作，您會注意到，當線圈幾乎垂直於磁通量時，扭矩動作接近於零。

圖4線圈接近磁通量時產生的轉矩接近零

因此，如果運行這樣的直流電機，轉子會有不規則的運動。這是克服這個問題的訣竅！再向轉子添加一個回路，並為其分別設置換向器。在這種布置中，當第一環路處於垂直位置時，第二環路將連接到電源。因此，係統中始終存在動力。

圖5對於2線圈的轉子布置

而且，這種環越多，電機旋轉就越平滑。在實際的電動機中，電樞環安裝在高滲透性鋼層的槽內。這將增強磁通量相互作用。彈簧加載的換向器刷有助於保持與電源的接觸。

圖6線圈數量越多，電機轉動越平滑

使用電磁鐵

永磁定子極僅用於非常小的直流電動機。大多數情況下使用電磁鐵; 電磁鐵的勵磁線圈由相同的直流電源供電。

圖7直流電機大部分時間都使用電磁鐵

分流器和係列電動機

勵磁線圈可以以兩種不同的方式連接到轉子繞組;平行或係列。這導致2種不同類型的直流電動機結構; 分流器和一係列電動機。

圖8在電動機中轉子線圈和定子串聯

串聯繞線電機具有良好的啟動轉矩，但其負載速度急劇下降。這種性質如圖8所示。分流電動機具有較低的啟動轉矩，但無論作用在電動機上的負載如何，它都能以幾乎恒定的速度運行。這是並聯繞組電動機的有吸引力的操作特性，速度 - 轉矩變化的性質如圖10所示。

圖9並聯電機在勵磁和定子之間並聯

圖10分流電機提供恒定的速度

反電動勢的概念

與其他電機不同，直流電機具有獨特的特性; 反電動勢的產生。磁場中的旋轉環將根據電磁感應原理產生EMF。

圖11反電動勢電流減少電樞電流

旋轉電樞環的情況也是一樣的。將引發內部EMF，其與施加的輸入電壓相反。反電動勢大幅減少了電樞電流。反電動勢與轉子速度成正比。在電動機啟動時，反電動勢太低，因此電樞電流變得太高，導致轉子燒壞。因此，在大型DC（直流）電動機中需要適當的啟動機構來控製所施加的輸入電壓。