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电机种类
一般情况下指将磁场内电流流通产生的力转变为旋转动作,在广义范围内还包括直线动作。


按电机驱动的电源种类,可分为DC电机和AC电机。而 根据电机旋转原理,大致可分为以下几种。(特殊电机除外)

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关于电流、磁场和力



首先,为了便于后续电机原理说明,我们来回顾一下有关电流、磁场和力的基本定律/法则。虽然有一种怀旧的感觉,但如果平时不常使用磁性元器件,就很容易忘记这些知识。

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我们结合图片和公式来说明。

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当导线框为矩形时,要考虑到作用在电流上的力。


作用于边a、c部分的力F为

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产生以中心轴为心轴的转矩。


例如,当考虑到旋转角度仅为θ的状态时,与b和d成直角作用的力为sinθ,因此a部分的转矩Ta由以下公式表示:

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以相同的方式考虑c部分,则转矩加倍,并生成由以下公式计算出来的转矩:

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由于矩形的面积为S=h・l,因此将其代入上述公式可得出以下结果:

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该公式不仅适用于矩形,也适用于圆形等其他常见形状。电机就是利用了该原理。



PART 02
电机如何旋转?


1) 电机旋转借助磁铁、磁力



在带旋转轴的yongjiu磁铁周围,①旋转磁铁(使产生旋转磁场),②则根据 N极与S极异极相吸、同级相斥原理,③带旋转轴的磁铁将旋转。


这就是电机旋转的基本原理。

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导线中流过电流使其周围产生旋转磁场(磁力)从而磁铁旋转,实际上与此是一样的动作状态。

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另外,将导线绕成线圈状,则磁力被合成,形成大的磁场通量(磁通量),产生N极和S极。


在线圈状导线中插入铁芯,磁力线变得容易通过,能产生更强的磁力。

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2)实际旋转电机



在此,作为旋转电机的实际方法,介绍利用三相交流和线圈制造旋转磁场的方法。

(三相交流是间隔120°相位的交流信号)

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上述①状态下的合成磁场对应下图①。

上述②状态下的合成磁场对应下图②。

上述③状态下的合成磁场对应下图③。


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如上所述,缠绕铁芯的线圈分三相,间隔120°配置U相线圈、V相线圈、W相线圈,电压高的线圈产生N极,电压低的线圈产生S极。


各相位按正弦波变化,因此各线圈产生的极性(N极、S极)和其磁场(磁力)将发生变化。


此时,单看产生N极的线圈,按U相线圈→V相线圈→W相线圈→U相线圈依次变化,从而发生旋转。



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