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直流電機簡單的工作原理

生活更新时间:2024-12-11 20:37:48

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在前面的文章中，已經簡單的介紹了電機的一些分類以及應用，下面來詳細的介紹一下直流電機的運行原理以及常用的一些控制方式。

直流電機簡單的工作原理（直流電機的運行原理及控制方式）1

直流電機

直流電機運行原理

先來一張直流電機運行原理鎮樓，嘿嘿

直流電機簡單的工作原理（直流電機的運行原理及控制方式）2

直流電機運行原理圖

相信這樣的圖各位從初中就開始見到了吧，哈哈。這張圖隻是直流電機運行最簡單原理圖，它向我們展示了電機轉動的奧秘：即在當前時刻，電流從A端進入，通過abcd然後通過B流出，由洛倫茲力法則（忘記的可以去百度一下）可知ab受朝左的力（中心面上面的線段），而cd受到朝右的力（中心面下面的線段），他們的共同作用使得線圈abcd繞着中間的中心線旋轉；旋轉過90度後，a處由A毛刷旋轉到B毛刷（此處示意圖自己腦補），此時的電力方向應該是dcba,但此時dc受到朝左的力（中心面上面的線段），而ba受到朝右的力（中心面下面的線段）。倘若供電持續，則線圈就這樣循環旋轉下去，也就是直流電機旋轉的奧秘。

直流電機簡單的工作原理（直流電機的運行原理及控制方式）3

直流電機

上圖中，黑色區域内部纏繞的便是線圈，隻不多是多少的問題。紅色區域為圓通換向器，這是因為每個線圈與一組換向片相連，再将多個換向片總成為圓筒換向器，安裝在轉子上（如上圖所示）。

直流電機控制方式

先來一個直流電機的控制轉速方程，如下圖：

直流電機簡單的工作原理（直流電機的運行原理及控制方式）4

直流電機轉速方程

其中各參數含義如下：

直流電機簡單的工作原理（直流電機的運行原理及控制方式）5

參數意義

由此可知，直流電機的調速主要由以下方式;

調節電樞供電電壓U
減弱勵磁磁通(該符号顯示不出來，就是上圖中倒數第二個)
改變回路電阻R

注意：在一定範圍内，調節電樞供電電壓的方式最好。改變電阻隻能有級調速；弱磁雖然能無級調速，但是範圍有限。因此主要以調節供電電樞電壓為主。

目前在實際中，常用的調節電樞電壓的方法主要為PWM調速（叫他方波調速、占空比調速都行，一般意思到位就行了）。

PWM的調速圖如下：

直流電機簡單的工作原理（直流電機的運行原理及控制方式）6

PWM調速

如圖所示，上圖中Uc的頻率便是方波控制電壓的頻率（一個單正、單負的過程）。并且在電壓Ur小于Uc時，方波電壓為-Ud，否則為 Ud。

如果Ur是個常值，那麼産生的方波便等效于恒壓，如下圖：

直流電機簡單的工作原理（直流電機的運行原理及控制方式）7

PWM調速

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