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2020.12.23 电机

旋转原理

有刷直流电机

本文作为有刷电机的第二篇文章,将继上一篇介绍有刷电机的结构之后,介绍有刷电机的旋转原理。

有刷电机的旋转原理

下面介绍有刷电机的旋转原理。我将以静止的图像和文字来解释有刷电机的旋转原理的运动,所以还请您发挥想象力进行理解。

① 从初始状态逆时针旋转

线圈A在最上方,将电源连接到电刷,设左侧为(+),右侧为(-)。大电流从左电刷通过换向器流到线圈A。这是线圈A的上部(外侧)变为S极的结构。

而由于线圈A的电流的1/2从左电刷流向线圈B和线圈C的方向与线圈A相反,因此线圈B和线圈C的外侧变为弱N极(在图中用略小字母表示)。

这些线圈中产生的磁场以及磁体的排斥和吸引作用使线圈受到逆时针旋转的力。

② 进一步逆时针旋转

接下来,假设在线圈A逆时针旋转30°的状态下,右电刷与两个换向器接触。

线圈A的电流持续从左电刷流过右电刷,并且线圈的外侧保持S极。

与线圈A相同的电流流经线圈B,并且线圈B的外侧变为较强的N极。

由于线圈C的两端被电刷短路,所以没有电流流动,也没有磁场产生。

即使在这种情况下,也会受到逆时针旋转的力。

从③到④上侧的线圈持续受到向左动的力,下部的线圈持续受到向右动的力,并继续逆时针方向旋转

在线圈每30°旋转到③和④状态下,当线圈位于中心水平轴上方时,线圈的外侧变为S极;当线圈位于下方时变为N极,并且反复该运动。

换句话说,上侧线圈反复受到向左动的力,下侧线圈反复受到向右动的力(均为逆时针方向)。这使转子始终逆时针旋转。

如果将电源连接到相对的左电刷(-)和右电刷(+),则线圈中会产生方向相反的磁场,因此施加到线圈上的力的方向也相反,变为顺时针旋转。

此外,当断开电源时,有刷电机的转子会因没有了使之继续旋转的磁场而停止旋转。

关键要点:

・有刷电机是线圈由于电刷和换向器的连接状态、电流和磁场的产生、以及固定磁体和线圈外侧的极性关系而沿相同方向持续运动,从而使有刷电机的转子旋转的。

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