什么是电机?电机的工作原理

2023-10-12 16:43:43 admin

什么是电机?


电机是一种将电能转化为机械能的电气装置。

在日语中,它被称为电动机。通常,它们利用磁场和电流之间相互作用产生的力(洛伦兹力)来输出旋转运动。还有直线运动的直线电机。

电机具有旋转并具有旋转的转子、使转子旋转的定子、支撑旋转轴的轴承、冷却因损耗而产生的热量的冷却装置等。它由 转子和定子中产生磁场的部分称为“场磁体”,与场磁体相互作用产生磁场以获得扭矩的部分称为“电枢”。

电机的工作原理

我将解释最基本的“有刷直流电机”的机制。首先,将线圈置于 S 极和 N 极之间的磁场中。流过线圈的电流在线圈中产生磁场,对一个磁极产生排斥力,对另一个磁极产生吸引力,从而引起旋转。通过在旋转过程中反转流过线圈的电流,排斥力和吸引力就会切换,并且旋转会继续。

电机内部有一个称为换向器的元件,当换向器撞击电刷时,电刷就提供电力。换向器随轴旋转,旋转使换向器与电刷之间的接触位置移动。通过改变电源的位置来改变电流的方向。

直流电机的基本结构很简单,有一根固定在旋转轴上的线圈、电刷和放置在磁铁磁场中的换向器。换向器是在电源与线圈之间进行接触式和非接触式切换的元件。电刷的作用是使换向器与电源接触。当直流电流通过线圈时,洛伦兹力根据电流的方向起作用,导致线圈开始旋转。

但如果线圈旋转180度,左右颠倒,就会停止旋转,所以需要换向器。一旦线圈旋转 90 度,换向器就会暂时停止线圈与电源之间的接触。在这种状态下,线圈由于惯性继续旋转,当换向器下次接触电源时,洛伦兹力再次作用在线圈的旋转方向上。

电机分类

首先,电机按驱动电源可分为:DC(直流电)和AC(交流电)。此外,根据其结构和原理,将它们分类如下。

1.DC(直流)电机

直流电机能够以每分钟30,000至40,000转的高速旋转,并且具有强大的扭矩。

  • 有刷电机
    这是一种常用的电机。通过使作为定子侧的电极的“电刷”依次与电枢侧的“换向器”接触,来切换电流并进行旋转动作。

  • 无刷电机
    不使用电刷或换向器的电机。使用诸如晶体管的开关功能来电切换电流。(使用示例:CD播放器) 

  • 步进电机
    使用脉冲电源运行,也称为脉冲电机。具有便于精确定位操作的特点。(使用示例:打印机) 

了解有关直流电机的更多信息

2.AC(交流)电机

使用交流电源旋转的电机,也称为感应电机。在铝盘周围准备产生磁场的线圈,并使用交流电来旋转铝盘。采用逆变器控制交流电机的转速,实现低速平稳加速和速度控制。

  • 感应电机
    交流电在定子中产生旋转磁场,从而在转子中产生感应电流。这个动作会引起旋转。

  • 同步电机
    具有磁极的转子吸引并跟随交流电产生的旋转磁场,从而引起旋转。转速与电源频率同步。



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