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直流电机工作原理

  N和S是定子主磁直流励磁后所产生的恒定磁场,当电刷A和B间外施直流电压U,若A刷与电源的“+”极相连,B刷与电源的“-”极相连,则在图示瞬间,外电流I经电刷A及与之相接触的换向片进入绕组元件abcd,如元件内的电流为ia,则ia的方向为从A刷→a→b→c→d→B刷。ia与磁场相互作用,产生电磁力f,方向根据左手定则确定,如图2-8(b)所示。
  作用在电枢圆周切线方向的电磁力f将产生电磁转矩Tem,方向为逆时针。当电磁转距Tem大于负载转距T2和空载转距T之和时,在电磁转距Tem作用下,电枢以n速度按逆时针方向旋转。同时,转动的电枢绕组切割恒定磁场,感应电动势e,方向按右手定则确定,与ia正好相反。
  转过180°的位置后,由于电刷A通过换向片仍与处在N极下的元件边相连,所以从空间上看,ia的方向不变,即从A刷→d→c→b→a→B刷,电磁转矩Tem仍是逆时针方向,因此n亦不变。但ia相对于元件abcd来说,已改变了方向。所以直流电机在作电动机运行时。

直流电机控制原理

  直流电机的控制方式主要有两种:一种是电枢电压控制,即在定子磁场不变的情况下,通过控制施加在电枢绕组两端的电压信号来控制电动机的转速和输出转矩;另一种是励磁磁场控制,即通过改变励磁电流的大小来改变定子磁场强度,从而控制电动机的转速和输出转矩。
  采用电枢电压控制方式时,由于定子磁场保持不变,其电枢电流可以达到额定值,相应的输出转矩也可以达到额定值,因而这种方式又被称为恒转矩调速方式。
  而采用励磁磁场控制方式时,由于直流电机在额定运行条件下磁场已接近饱和,因而只能通过减弱磁场的方法来改变电动机的转速。由于电枢电流不允许高过额定值,因而随着磁场的减弱,电动机转速增加,但输出转矩下降,输出功率保持不变,所以这种方式又被称为恒功率调速方式。
  电机到了就是靠电流控制磁场,那种电机都是这个原理,但直流是闭环的,过程有补偿定位,所以强过步进。
  电机有两种输入信号:模拟量和脉冲。所谓模拟量就是电压,比如输入电压范围是-10~10v的,-10V对应电机反转转速,0v对应不转,10v对应正转转速。脉冲信号就是通过发出脉冲信号,发送脉冲的频率决定了电机的转速。脉冲的类型有双脉冲,正交脉冲和转速加方向型3种。电机不管直流还是交流都是这样的。

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