【圖】圖解直流電動機原理
(2023/11/19 7:00:00)
圖解直流電動機原理
圖解直流電動機原理
最早的直流電動機是在，1820 年由實驗階段發明出來的。作為直流電源．當時是只有電池的時代，因而功率很小。現在由于直流發電機和整流器的發展．用于電車、卷揚機、起重機和離速電梯等中的大功率電動機都創造出來了。直流電動機的結構原理與直流發電機相同。根據用途和功率的不同．形狀上有些差別。這樣，直流電機可以作為直流發電機用．反之也可作直流電動機用。因此，本章關于結構方面的內容將省略，請參考前一章(直流發電機原理)。
直流電動機的原理
電動機（馬達)靠電磁力旋轉。
磁場中放人導體，給導體通人電流，導體就受到磁場力。
此力即為電磁力．馬達旋轉是以此電磁力作為原理。
旋轉方向根據弗萊明左手定則而定。
圖解直流電動機原理
最早的直流電動機是在，1820 年由實驗階段發明出來的。作為直流電源．當時是只有電池的時代，因而功率很小。現在由于直流發電機和整流器的發展．用于電車、卷揚機、起重機和離速電梯等中的大功率電動機都創造出來了。直流電動機的結構原理與直流發電機相同。根據用途和功率的不同．形狀上有些差別。這樣，直流電機可以作為直流發電機用．反之也可作直流電動機用。因此，本章關于結構方面的內容將省略，請參考前一章(直流發電機原理)。
直流電動機的原理
電動機（馬達)靠電磁力旋轉。
磁場中放人導體，給導體通人電流，導體就受到磁場力。
此力即為電磁力．馬達旋轉是以此電磁力作為原理。
旋轉方向根據弗萊明左手定則而定。
2 . 1 . 1 電動機的反電勢
電動機旋轉時，電樞繞組就切割磁通，因而產生感應電勢。此電勢的方向與加在電動機端子電壓的方向相反，故稱反電勢。電動機旋轉產生的反電勢較端電壓小（圖 2 . 2 ）。
V[v]：端電壓
E[V]：反電勢（感應電勢）
2.l.2 電動機的轉速計算
即電動機轉速和反電勢成正比，而和磁通成反比。
直流電機的種類及特性
2 . 2 . 1 直流電動機的轉矩及計算
f=BIL[N]作用于一根導體的電磁力大小
即轉矩與磁極發出的磁通及電樞電流成比例。
2 。 2 .2 直流電動機的輸出功率
電動機的輸出功率可用角速度與轉矩的乘積表示。
2 . 2 . 3 電動機的特性
直流電動機的特性包括轉速特性和轉矩特性。
( 1 ）轉速特性這表示加在電動機端子上的電壓不變時，負荷電流和轉速的關系。圖中橫軸為電流，縱軸為轉速。
( 2 ）轉矩特性這表示加在電動機端子上的電壓不變時，負荷電流和轉矩的關系。和速度特性一樣，橫軸為負荷電流，但縱軸為轉矩。
下面圖示各種電動機的速度特性和轉矩特性，并舉例說明不同電動機的用途。
( a ）并勵電動機
電動機的速度以下式表示：
因轉矩與電樞電流和磁通成比例，故若磁通不變，則轉矩與負荷電流成比例。
[用途］與三相感應電動機特性相似，除非有特殊情況，一般很少使用
( b ）串勵電動機
因勵磁繞組與電樞繞組串聯，故Ia＝If=I。由于磁通和負荷電流成正比，故轉速大體與電流成反比。這是變速度電動機，空載時將為無約束速度，很危險。
【 用途] 電車、電機車、起重機、卷揚機
( c ）復勵電動機 復勵電動機 一般用積復勵。
圖2.10 復勵電動機的接線圖和特性曲線
因為有并勵繞組，故即使空載也不會有危險的轉速。雖然差復勵電動機的速度不變，但起動轉矩小，運行時不易穩定，故幾乎不用。
積復勵電動機的起動轉矩大，適用于負荷轉矩不變的情況。
［用途]電梯、起重機、工作機械
2.3.1 直流電動機的起動
[起動順序]
1. 將勵磁電阻值調到最小放（If-->大）。
2 接上電源，將操作把手旋到最初檔位（全起動電阻與電樞串聯，勵磁電路中串入的無電壓釋放器成為電磁鐵，作好能夠保持把手位置的準備，使起動電流接近額定電流，電動機旋轉）。
3.用把手推進電阻檔位，而無電壓釋放器保持把手新的位置（電動機旋轉起來后，電流變小，與電樞串聯的起動電阻可以去除，電樞直接接于電源，而起動電阻串聯接于勵磁電路）。
2 . 3 . 2 直流電動機的調速
直流電動機的轉速n為
( 1 ）改變勵磁的調速法這是用于并勵電動機、他勵電動機和復勵電動機的方法。改變勵磁電路電阻的大小，使磁通變化從而進行調速。
( 2 ）改變電樞電路的電阻這是用于串勵電動機的方法。在電樞電路中串人電阻，使電樞電流變化，從而進行調速。
( 3 ）改變電樞電壓的調速法主要用于串勵電動機，偶數臺電動機或串或并，使加于一臺電動機的電壓得到調整，從而進行調速。此法用于他勵電動機時，電樞電壓由他勵發電機供給，該發電機由另一臺電動機驅動。這時可進行廣范圍和細微的調速。用于卷揚機、壓延機和高級電梯等等地方。驅動用三相感應電動機和他勵發電機之間裝有飛輪，使負荷變化少，可進行廣范圍和精密的調速。
2 . 3 , 3 直流電動機的制動
制動方法分機械制動和電制動，電制動方法中又有兩種：
( l ）發電制動
將運轉中的電動機電源切除，接上制動電阻，電動機作為發電機工作，制動電阻作為負荷，產生焦耳熱，這樣起到制動作用。在電動機高速運轉的場合，這種方式有制動效果。
( 2 ）再生制動
把電動機變為發電機這一點和發電制動相同，但本方法是將產生的電勢返還給電源而得到制動。為此．必須使感應電勢比加于電動機的電壓還高。因此必須采取增加勵磁電流等辦法。電力車下坡有時用此法。
2 . 3 . 4 反向旋轉
為使電動機反向旋轉，原理上電樞端子或勵磁電路反接都可以。一般是以改變電樞電流方向來使電動機反轉。
2 . 3 , 5 直流電動機的規格
( l ）直流電動機的額定輸出功率電動機的額定輸出功率是指在額定轉速和額定電壓下的機械輸出功率．其值以（ W ）或 ( kw ）表示，這與發電機相同。
( 2 ）效率
先在額定電壓和額定負荷下調好額定轉速，再去掉負荷；一旦電動機空載，其轉速就上升，這時的轉速即n.
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