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直流電機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理
直流電機的工作原理: | |
直流電機作為發(fā)電機運行時,,電樞由原動機驅(qū)動而在磁場中旋轉(zhuǎn),在電樞線圈的兩根有效邊 中便感應(yīng)出電動勢e,。顯然,,每一有效邊中的電動勢是交變的,即在N極下是一個方向,,當(dāng)它轉(zhuǎn)到S極下時是另一個方向,。 電刷和換向器的作用在于將發(fā)電機電樞繞組內(nèi)的交流電動勢變換成電刷之間的極性不變的電動勢。當(dāng)電刷之間接有負(fù)載時,, 在電動勢的作用下就在電路中產(chǎn)生一定方向的電流,。 負(fù)載電流在旋轉(zhuǎn)繞組上產(chǎn)生負(fù)載轉(zhuǎn)矩,方向與驅(qū)動轉(zhuǎn)矩相反,。 | |
電流方向: | |
N極下的有效邊中的電流總是一個方向,,而S極下的有效邊中的電 流總是另一個方向,這樣才能使兩個邊上受到的電磁力的方向一致,,電樞因而轉(zhuǎn)動,。 當(dāng)電樞在磁場中轉(zhuǎn)動時,線圈中也要產(chǎn)生感應(yīng)電動勢e,,這個電動勢的方向(由右手定則確定)與電流或外加電壓的方向總是相反,,所以稱為反電勢,它與發(fā)電機中電動勢的作用是不同的,。 | |
![]() | 如上圖所示,,若在A、B之間外加一個直流電壓,,A接電源正極,,B接負(fù)極,則線圈中有電流流過,。當(dāng)線圈處于圖所示位置時,,有效邊ab在N極下,cd在S極上,,兩邊中的電流方向為a→b,,c→d。由安培定律可知,,ab邊和cd邊所受的電磁力為: F=BLI 式中,,I為導(dǎo)線中的電流,單位為安(A),。根據(jù)左手定則知,,兩個F的方向相反,如圖所示,,形成電磁轉(zhuǎn)矩,,驅(qū)使線圈逆時針方向旋轉(zhuǎn),。當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過180°時,cd邊處于N極下,,ab邊處于S極上,。由于換向器的作用,使兩有效邊中電流的方向與原來相反,,變?yōu)閐→c,、b→a,這就使得兩極面下的有效邊中電流的方面保持不變,,因而其受力方向,,電磁轉(zhuǎn)矩方向都不變,。 |
直流電動機原理圖 | |
直流電機的電動勢: | |
E=KeΦn | |
式中,, E——電動勢(V); Φ——一對磁極的磁通(Wb),; n——電樞轉(zhuǎn)速(r/min),; Ke——與電機結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)。 | |
直流電機電樞繞組中的電流與磁通有相互作用,,產(chǎn)生電磁力和電磁轉(zhuǎn)矩,。 | |
T=KtΦIa | |
式中, T——電磁轉(zhuǎn)矩(Nm),; Φ——一對磁極的磁通(Wb),; Ia——電樞電流(A); Kt——與電機結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù),,Kt=9.55Ke,。 |
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