什么是直流电机：基础知识，类型及其工作

我们周围几乎所有的机械发展都是由电动机完成的。电机是能量转换的一种方法。电动机吸收电能并产生机械2021欧洲杯足球竞猜官方平台能。电动机被用来为我们日常生活中使用的数百个设备提供动力。电动机大致分为两类:直流(DC)电动机和交流(AC)电动机。在本文中，我们将讨论直流电机及其工作原理。以及齿轮直流电机如何工作。

什么是直流电机？

一种直流电机是电动机这在直流电源上运行。在电动机中，操作取决于简单的电磁。当载流导体产生磁场，然后将其放置在外部磁场中，它将遇到与导体中的电流成比例的力和​​外部磁场的强度。它是将电能转换为机械能的设备。2021欧洲杯足球竞猜官方平台它适用于放置在磁场中的电流承载导体经历导致其相对于其原始位置旋转的力。实用的直流电动机包括现场绕组，以提供充当导体的磁通量和电枢。

输入的输入无刷直流电动机电流/电压，输出是扭矩。了解DC电机的操作从基本图示非常简单，如下所示。直流电机基本上由两个主要部件组成。旋转部件称为转子，并且静止部分也称为定子。转子相对于定子旋转。

转子由绕组组成，这些绕组与换向器电相关。2021欧洲杯足球竞猜官方平台电刷、换向器触点和转子绕组的几何形状是这样的，当施加功率时，通电绕组的极性和定子磁体的极性是不对齐的，转子将旋转，直到它非常接近定子的磁场磁体。

当转子到达对准时，刷子移动到下一个换向器触点并激励下一个绕组。旋转通过转子绕组反转电流方向，提示转子磁场的翻转，驱动它以保持旋转。

施工直流电机

DC电机的结构如下所示。在知道它的工作之前，了解其设计非常重要。该电机的主要部分包括电枢以及定子。

电枢线圈是旋转部分，而固定部分是定子。在此，电枢线圈朝向DC电源连接，该直流电源包括刷子以及换向器。换向器的主要功能是将AC转换为在电枢中诱导的DC。可以通过使用从电动机的旋转部件朝向非活动外部负载的刷子来提供电流流。电枢的布置可以在电磁铁的两极或永久性的两极之间进行。

直流电机部件

在直流电机中，有不同的电机设计，如无刷，永磁，系列，复合缠绕，分流器，否则稳定的分流器。通常，DC电机的部件在这些流行的设计中是相同的，但整个操作是相同的。直流电机的主要部分包括以下内容。

定子

像定子一样的固定部件是DC电动机部件中的一部分，包括场绕组。这的主要功能是得到供应。

转子

转子是电机的动态部分，用来创造机械转的单位。

刷子

使用换向器的刷子主要用作桥梁，以将固定电路朝向转子固定。2021欧洲杯足球竞猜官方平台

换向器

它是一种用铜段设计的分体环。它也是直流电动机最重要的部分之一。

现场绕组

这些绕组由现场线圈制成，该绕组线圈被称为铜线。这些绕组绕过杆鞋的槽。

电枢绕组

在DC电动机中的这些绕组的结构是两种类型，如LAP＆Wave。

轭

像轭一样的磁性框架有时是用铸铁或钢设计的。它就像一个守卫。

杆子

电机中的极包括极芯和极靴两个主要部分。这些重要部件通过液压力连接在一起，并连接到轭架上。

牙齿/插槽

非导电槽衬垫经常在槽壁中以及线圈中堵塞，以便从划痕，机械支撑和附加电绝缘中的安全性。2021欧洲杯足球竞猜官方平台槽之间的磁性材料被称为齿。

电机外壳

电动机的外壳向刷子，轴承和铁芯提供支持。

工作准则

用于将2021欧洲杯足球竞猜官方平台能量从电力转换为机械的电机称为直流电动机。该直流电机工作原理在载流导体位于磁场内时，它会经历机械力。这种力方向可以通过荧光左手规则来决定，以及其幅度。

If the first finger is extended, the second finger, as well as the left hand’s thumb, will be vertical to each other & primary finger signifies the magnetic field’s direction, the next finger signifies the current direction & the third finger-like thumb signifies the force direction which is experienced through the conductor.

f = Bil Newtons

哪里，

B为磁通密度，

“我”是电流

'L'是磁场中的导体的长度。

每当朝向直流电源给出电枢绕组时，将在绕组内设置电流流。现场绕组或永磁体将提供磁场。因此，由于基于上述原理，电枢导体将遇到力的力。
换向器被设计成获得单向转矩的截面，或者每当导体在磁场中运动的方式被翻转时，力的路径就会翻转。这就是直流电机的工作原理。

直流电机的类型

下面讨论不同类型的直流电动机。

齿轮直流电机

齿轮电机倾向于降低电机的速度，但扭矩的相应增加。这家酒店派上用方便，因为直流电机可以以太快的速度旋转，对于电子设备来利用。齿轮电机通常由直流刷电机和连接在轴上的齿轮箱组成。用两个连接单元的齿轮区分电机。它具有许多应用，由于其设计成本，降低了复杂性，并构建工业设备，执行器，医疗工具和机器人等应用。欧洲杯四强竞猜平台

• 没有齿轮没有良好的机器人。所有的事情都考虑了，对齿轮的良好了解如何影响扭矩和速度等参数非常重要。
• 齿轮工作原理机械优势。这意味着通过使用独特的齿轮直径，我们可以在旋转速度和扭矩之间交换。机器人没有理想的速度扭矩比。
• 在机器欧洲杯四强竞猜平台人学中，扭矩优于速度。有齿轮，可以用更好的扭矩交换高速度。扭矩的增加与速度的降低成反比。

齿轮直流电动机的减速

齿轮的减速包括驱动较大齿轮的小齿轮。减速箱中可能有很少的这些减速齿轮组。

有时，使用齿轮电动机的目的是降低所驱动的装置中电动机的旋转轴速度，例如在小型同步电动机可以在1,200转/分的小型电动机处变为一个RPM驱动第二只手进一步减少了时钟机构，以驱动分钟和小时的手。这里，驱动力的量是无关的，只要足以克服时钟机构的摩擦撞撞就可以。

DC电机系列

系列电机是DC系列电机，现场绕组内部串联连接到电枢绕组。系列电机提供高启动扭矩，但必须在没有负载的情况下运行，并且能够在首先通电时移动非常大的轴负载。系列电机也称为系列卷绕电机。

在串联电动机中，励磁绕组与电枢是串联的。场强随电枢电流的增加而变化。当它的速度被负载降低时，串联电机会产生更优良的转矩。它的启动转矩比各种直流电动机都要大。

它也可以更容易地辐射由于载流量的大量电流而建立在绕组中的热量。它的速度在全负载和空载之间相当移动。当移除负载时，电机速度增加，并且通过电枢和场线圈的电流减小。卸载大型机器的运行是危险的。

通过电枢和场线圈的电流降低，它们周围的磁通线的强度削弱。如果线圈周围的磁通线的强度以与流过它们的电流相同的速率，则两者都会以相同的速率降低

电机速度增加。

优点

系列电机的优点包括以下内容。

• 巨大的起始扭矩
• 简单的建筑
• 设计是很容易的
• 维护很容易
• 成本效益

应用程序

系列电机可以产生巨大的转动功率，扭转状态的扭矩。这一特性使适合小型电器，多功能电气设备等的系列电机。串联电机不适合在需要恒定速度时。2021欧洲杯足球竞猜官方平台原因是串联电机的速度随着载荷而变化很大。

并励电动机

并励电动机是并励直流电动机，其励磁绕组与电动机的电枢绕组并联或并联。分流直流电动机由于其最佳的调速方式而被广泛使用。因此，电枢绕组和励磁绕组的供电电压相同，但是，电枢电流流和励磁电流流有离散的分支。

并联电动机比串联电动机有一些独特的工作特性。由于并联磁场线圈是由细导线构成的，它不能像串联磁场那样产生大的启动电流。这意味着分流电机有极低的启动转矩，这要求轴负荷相当小。

当将电压施加到分流电动机时，非常低量的电流流过分流线圈。用于分流电机的电枢类似于串联电动机，它将汲取电流以产生强磁场。由于磁场周围的电枢周围的相互作用和在分流场周围产生的场，电动机开始旋转。

像串联电动机，当电枢开始转动时，它将产生反电动势。反电动势将导致电枢中的电流开始减小到一个非常小的水平。电枢将产生的电流量直接与电机达到全速时负载的大小有关。由于负载一般较小，电枢电流也较小。

优点

分流电机的优点包括以下内容。

• 简单的控制性能，导致解决复杂的驱动问题的高度灵活性
• 高可用性，因此需要最少的服务工作
• 高水平的电磁兼容性
• 非常平稳的运行，因此整个系统的机械应力低和高动态控制过程
• 控制范围宽和低速，因此普遍可用

应用程序

分流直流电动机非常适合带驱动的应用。这种恒速电机用于工业和汽车应用，如机床和绕组/卸载机器，其中需要大量的扭矩精度。

DC复合电动机

DC复合电动机包括单独激发的分流场，其具有优异的起动转矩，但是它面向变速应用内的麻烦。这些电机中的该领域可以通过电枢以及分别激发的分流场串联连接。串联场提供出色的起始扭矩，而分流场可以提高速度调节。但是，系列字段导致可变速度驱动器应用内的控制问题，通常不在4象限驱动器中使用。

他励

顾名思义，现场绕组否则线圈通过单独的直流源激励。这些电动机的独特事实是电枢电流在整个现场绕组中不提供，因为场绕组从单独的外部DC电流源加强。直流电动机的扭矩方程是Tg =Kaφ1a，在这种情况下，通过改变焊电通量'φ'和独立于'IA'电枢电流来改变扭矩。

自我兴奋

顾名思义，在这种类型的电动机中，绕组内的电流可以通过电机提供否则机器本身。此外，该电动机分离成卷绕卷绕和缠绕的电机。

永磁直流电机

PMDC或永磁直流电动机包括电枢绕组。这些电动机设计有永磁体，通过将它们放在定子芯的内部边缘上，以产生现场通量。另一方面，转子包括传统的DC电枢，包括刷子和换向器段。

在永磁直流电动机中，可以通过永磁体形成磁场。因此，输入电流不用于空调，刮水器，汽车启动等中的激励。

使用微控制器连接直流电机

微控制器不能直接驱动电机。所以我们需要某种驱动器来控制电机的速度和方向。电机驱动器将作为之间的接口设备微控制器和电机。电机驱动器将充当电流放大器，因为它们采用低电流控制信号并提供高电流信号。该高电流信号用于驱动电动机。使用L293D芯片是一种使用微控制器控制电机的简单方法。它在内部包含两个H桥驱动器电路。

该芯片设计用于控制两个电动机。L293D具有两组布置，其中1个设置有输入1，输入2，输出1，输出2，具有启用引脚，而另一个组具有输入3，输入4，输出3，输出4，输出4与其他使能引脚。这是一个与L293D相关的视频

这里是与L293D微控制器接合的直流电动机的示例。

L293D具有两组布置，其中一个组具有输入1，输入2，输出1和输出2，另一组具有输入3，输入4，输出3和输出4，根据上图，

• 如果引脚No 2和7高，则引脚No 3和6也高。如果使能1和引脚编号2高，则将引脚数为低，则电动机在向前方向上旋转。
• 如果使能1和引脚数7是高的离开引脚数2，则电动机沿相反方向旋转。

如今，DC电机仍然存在于许多应用中，作为玩具和磁盘驱动器或大尺寸，以操作钢轧机和造纸机。

直流电动机方程

经历的助焊剂的大小是

f = bli.

其中，B-助焊剂密度由于现场绕组产生的磁通管

L-导体的活跃长度

我的电流通过导体

当导体转动时，感应到一个电动势，它的作用方向与所提供的电压相反。它给出如下

在哪里，Ø-Fluz由于现场绕组

P - 杆数量

a-a常数

n - 电机的速度

Z-导体数量

电源电压，V = e_B.+我_一种R._一种

发达的扭矩是

因此，扭矩与电枢电流直接成比例。

而且，速度随电枢电流而变化，因此电动机的间接扭矩和速度彼此的基因。

对于直流分流电机，即使扭矩从无负载增加，速度也仍然恒定。

对于DC系列电机，随着扭矩从无负载增加而增加，速度会降低。

因此，可以通过改变速度来控制扭矩。速度控制是通过的

• 通过控制电流通过现场绕组助熔剂控制方法而改变磁通量。通过这种方法，速度被控制在其额定速度之上。
• 电枢电压控制 - 在正常速度下方提供速度控制。
• 电源电压控制-提供速度控制在两个方向。

四象限运行

通常，电动机可以在4个不同的区域中操作。该直流电机的四象限操作包括以下内容。

• 作为前向或顺时针方向的电动机。
• 作为向前方向的发电机。
• 作为逆转或逆时针方向的电动机。
• 作为相反方向的发电机。

• 在第一象限，电机以速度和转矩正向驱动负载。
• 在第二象限中，扭矩方向反转和电动机充当发电机
• 在第三象限中，电动机在负方向上以速度和扭矩驱动负载。
• 在4.^TH.象限，电机以反向模式充当发电机。
• 在第一和第三象限中，电动机以前向和反向行动。例如，起重机的电动机抬起负载并将其放下。

在第二和第四象限中，电动机分别用作发电机的发电机，并将能量提供回电源。因此，控制电动机操作的方法，以使其在任何4个象限中操作的方式是通过控制其速度和旋转方向。

通过改变电枢电压或削弱磁场来控制速度。扭矩方向或旋转方向是通过改变施加电压大于或小于反电动势的程度来控制的。

直流电机中的常见故障

很重要，了解电机的故障和故障，以描述每个案例的最合适的安全装置。有三种类型的电机故障，如机械，电气和机械成长到电气中。2021欧洲杯足球竞猜官方平台最常发生的失败包括以下内容，

• 绝缘细分
• 过热
• 过载
• 轴承的失败
• 振动
• 锁定转子
• 轴的错位
• 反向运行
• 失衡阶段

交流电机和直流电机最常见的故障包括以下几种。

• 当电机未正确安装时
• 当发动机被污垢堵塞时
• 当电机含水时
• 当电机过热时

12 V直流电机

12V直流电机价格便宜，小以及功能较小，用于若干应用中使用。为特定应用选择合适的直流电机是一个具有挑战性的任务，因此通过确切的公司工作是非常重要的。这些电机的最佳示例是Metomotors，因为它们是在45年以上具有高质量的PMDC（永磁直流）电机。

如何选择右电机？

可以通过Metomotors选择12V直流电动机，因为该公司的专业人员将首先研究您的正确应用程序，并在此之后考虑众多特点以及可保证您可以使用最好的产品完成的规格。
工作电压是这台电动机的特性之一。

一旦电机通过电池供电，那么通常选择低工作电压，因为需要更少的电池来获得特定电压。但是，在高电压下，驱动DC电机通常更有效。即使，它的操作是可以实现的1.5伏，最高可达100V。最常用的电机是6V，12V和24V。该电机的其他主要规格是速度，工作电流，功率和扭矩。

12V DC电动机通过需要运行扭矩以及高启动的直流电源非常适用于不同的应用。与其他电动机电压相比，这些电机以较少的速度操作。
该电机的特点主要根据制造公司和应用而变化。

• 电机速度为350 rpm至5000rpm
• 该电机的额定扭矩范围从1.1到12.0 in-lbs
• 该电机的输出功率范围从01HP到21 HP
• 框架尺寸为60毫米，80毫米，108毫米
• 可更换的刷子
• 刷的典型寿命是2000多小时

直流电机的反电动势

一旦电流承载导体布置在磁场中，那么扭矩将诱导导体并且扭矩将旋转切割磁场的通量的导体。基于导体切片磁场一旦导体切片，然后在导体内会诱导电动机的现象。

诱导的EMF方向可以通过荧光右手规则来确定。根据这条规则，如果我们用90°抓住我们的缩略图，索引和中心手指，在一个角度的角度之后，指数手指将表示磁场的方式。这里，拇指手指代表导体的运动方式，中指表示导体上的诱导的EMF。

通过应用荧光灯的右手规则，可以注意到感应的EMF方向与施加的电压相反。因此，EMF被称为后部EMF或计数器EMF。反EMF的开发可以通过施加的电压串联进行，但是，在方向上反转，即反电动势抵抗导致其的电流流量。

可以通过类似的表达式给出后部的EMF幅度。

EB = NPφZ/ 60A

哪里

'EB'是电机的诱导的EMF，称为EMF

'a'是否。在反极性刷子之间的整个电枢中的平行车道

'p'是否。杆子

'n'是速度

'Z'是电枢内的整数数量

'φ'是每个杆的有用的助焊剂。

在上述电路中，与所施加的电压相比，后电动势幅度始终低。一旦直流电机在平常的条件下工作，两者之间的差距几乎是等效的。由于主电源，电流将在直流电动机上诱导。主要供应，反EMF和电枢电流之间的关系可以表示为EB = V - Iara。

在4个象限中控制直流电机操作的应用

可以使用与7个开关接口的微控制器来实现4个象限中的直流电动机操作。

情况1：按下启动和顺时针开关时，微控制器中的逻辑将逻辑低电极输出到引脚7和逻辑高达PIN2，使电动机沿顺时针方向旋转并在1中操作^圣象限。通过按下PWM开关，可以改变电动机的速度，从而使不同持续时间的脉冲施加到驱动器IC的使能销，从而改变施加的电压。

案例2：按下向前制动器时，微控制器逻辑将逻辑低至Pin7，逻辑高于引脚2，电机趋于其相反的方向运行，导致其立即停止。

同理，按逆时针开关使电机向相反方向移动，即在3处操作^rd.象限，并按下反向制动开关使电机立即停止。

因此，通过适当编程微控制器和通过开关，可以在每个方向上控制电动机操作。

因此，这一切都是关于DC电机的概述。该直流电动机的优点它们是为加速和减速提供优异的速度控制，易于理解的设计，以及简单，便宜的驱动器设计。这是一个问题，DC电​​机的缺点是什么？

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