1. 直流电机作电动机运行时
在直流电动机的工作原理中,细心的朋友读者一定会发现,要是把交流电源接在直流电动机上(永磁式电动机除外)也符合它的旋转原理呀,当交流电进入负半周时,由于换向器的作用电枢电流的方向没有改变,可此时励磁绕组电流的方向却改变了,根据磁场方向和导体中的电流方向,利用电动机左手定则判断,电动机电磁力的方向并没有改变,应该继续旋转,是不是直流电动机也可以交流运转啊? 事实并非如此。
虽然从原理上看,交流励磁的磁路和直流励磁的磁路在外形结构上并没有什么不同,都是在铁心上饶一个励磁线圈构成的。
所用铁磁性材料所具有的高导磁性.磁饱和性和磁滞性在交流磁路中也仍然存在。
但由于励磁线圈中通过的是交变电流,由它所建立的磁场也是交变的,因此交流铁芯线圈电路内部的(电压.电流.电动势和磁通的性质)要比直流磁路复杂得多。
在电磁关系上,交流磁路和直流磁路却有很大的不同。
在直流励磁的磁路中,磁动势(或者说励磁电流).磁通.磁感应强度及磁场强度都是恒定不变的。
而在交流磁路中,磁通是不断交变的。
交变的磁通要在线圈中中产生感应电动势,还要在线圈中引起能量损失,这样由于电磁感应的作用,交流磁路就出现了一系列与直流磁路不同的的特点。
其一,直流励磁电流的大小仅仅决定于线圈端电压和线圈电阻的大小,而与磁路的性质无关。
可交流励磁电流的大小则主要由磁路的性质决定(材料种类.几何尺寸.有无气隙及气隙大小等等)。
其二,交流磁路中的磁通,基本上由线圈端电压决定,与磁路的性质无关。
然而在直流磁路中,当线圈端电压一定时,磁通的大小和磁路的磁阻有关。
其三,在交流磁路中,在交变的磁通作用下,铁芯中有涡流和磁滞损失,在直流磁路中,由于磁通是恒定的,显然不存在这种损失。
既然直流磁路和交流磁路有这样的区别,我们可以先将一交流接触器接在与它额定电压相等的直流电源上,这时我们会看到,线圈中的电流会超过额定电流的许多倍而将线圈烧坏。
这是因为交流接触器接在直流电源上以后,电流恒定不变,磁通也不变,线圈中的感应电动势等于零,此时限制电流的因素只有电阻,因此线圈中的电流要比接在交流电源上所通过的交流电流的有效值大许多倍。
回过头来看我们前面所说,当直流电动机接入交流电源后,假如它能够转动的话,在负半周时由于换向器的作用,电枢电流的方向没有改变,线圈中通过的只是脉动直流,此时限制电流的因素也只有很小的电枢直流电阻,电枢电流也会大许多倍而将电枢烧毁。
反过来,如果我们把直流接触器接在有效值与它额定电压相同的交流电源上,那么交变的磁通在线圈中就要产生感应电动势,这时线圈中除了电阻外,又增加了很大的感抗来限制电流,致使电流比额定值小了很多,于是磁动势和磁通也减小很多,接触器不能闭合。
前面说了,在直流电动机接在交流电源上后,励磁绕组通过的电流是交变的,使线圈同样增加了感抗限制了电流,电动机的励磁电流也会小许多,磁动势和磁通也会减小很多,当然电动机也就不能转动了。
如果,减小很多的磁动势和磁通,也能使电动机转动的话,那么,电动机转速越快就会使电枢流过的电流,直流成份越高,流过的电流也就越大,电动机就会迅速地烧毁。
由此可以看出,基于交流磁路与直流磁路一系列不同的特点,直流接触器交流接触器和直流电动机以及其它电气设备,即使电压的额定值相同,也是不能互换使用的。
本文还应提到的是串励式直流电动机,串励式直流电动机它的励磁绕组和电枢绕组是接成串联形式的。
当它接在直流电源上时,电枢绕组流过的电流是交变的。
当它接在交流电源上时,励磁绕组流过的电流是交变的。
所以串励式直流电动机,不管接入的是交流电源,还是直流电源,它的电流都不会很大,正因为这样,这种串励形式可以很方便的应用在交直两用电动机上。
如手电钻,吸尘器等小型工具类使用的电动机。
但并不是说,所有串励式电动机都可以接入交流电使用。
因为我们知道,在交流磁路中,在交变的磁通作用下,铁芯中有涡流和磁滞损失。
为了减小这种损失,多数的交流电气设备的铁芯,都是由许多0.35或0.5毫米厚的相互绝缘的硅钢片叠成的。
交直流两用的手电钻它的铁芯,就是由相互绝缘的硅钢片叠成,铁芯内圆周表面有槽,用于放置它的锭子绕组。
可串励式直流电动机的构造,它的主磁极铁芯是用薄钢片叠成的,整个主磁极用螺钉固定在机座上,机座是由铸铁.铸钢或钢板制成,同时它又是电机磁路的一部分。
显然它不符合交流磁路的性质要求,会产生很大的涡流和磁滞损失,所以它也不适宜接入交流电使用。
也有少数的小型电器元件,额定电压是交流的小型灵敏继电器,交流的电磁阀它的铁芯也有不是硅钢片叠成,而是由一块圆形的铸钢或铸铁制成的,这是因为元件小,所需的励磁电流小,工作时在铁芯中产生的涡流和磁滞损失对它影响很小可以忽略。
严格的讲这类小型交直流元件的铁芯也是有区别的,这类元件可以接直流电使用,但必须降低与它交流额定电压值的许多才行, 你看所需的额定电压又不同了。
熟悉基本的理论知识,掌握各种电器元件的性能很有益处,它会使我们在实际工作中增加分析.判断.设计与制作的能力。
2. 直流电机作电动机运行时,外加电压大于感应电动机
主要是看电机适用的电压,比如说直流220V电机,用整流桥将交流转换为直流,接上电机就可以使用,简单来说市电220V经过整流输出220V直流就可以使用,如果是6~120V直流电机的话,220V需要经过整流器输出高压直流,通过降压稳压一系列后,达到输出稳定的直流电压,才能是电机所适用的电压。
直流电机里边固定有环状永磁体,电流通过转子上的线圈产生安培力,当转子上的线圈与磁场平行时,再继续转受到的磁场方向将改变,因此此时转子末端的电刷跟转换片交替接触,从而线圈上的电流方向也改变,产生的洛伦兹力方向不变,所以电机能保持一个方向转动。
直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应的交变电动势,靠换向器配合电刷的换向作用,使之从电刷端引出时变为直流电动势的原理。
扩展资料:
直流电动机
将直流电能转换为机械能的转动装置。电动机定子提供磁场,直流电源向转子的绕组提供电流,换向器使转子电流与磁场产生的转矩保持方向不变。根据是否是否配置有常用的电刷-换向器可以将直流电动机分为两类,包括有刷直流电动机和无刷直流电动机。
无刷直流电机是近几年来随着微处理器技术的发展和高开关频率、低功耗新型电力电子器件的应用,以及控制方法的优化和低成本、高磁能级的永磁材料的出现而发展起来的一种新型直流电动机。
无刷直流电机既保持了传统直流电机良好的调速性能又具有无滑动接触和换向火花、可靠性高、使用寿命长及噪声低等优点,因而在航空航天、数控机床、机器人、电动汽车、计算机外围设备和家用电器等方面都获得了广泛应用。
按照供电方式的不同,无刷直流电机又可以分为两类:方波无刷直流电动机,其反电势波形和供电电流波形都是矩形波,又称为矩形波永磁同步电动机;正弦波无刷直流电动机,其反电势波形和供电电流波形均为正弦波。
参考资料来源:
3. 直流电动机的运行
看电源电压与电枢电压的大小,如果电源电压高于电枢电压工作在电动机状态,电能转变为电机机械能;电源电压低于电枢电压工作在发电机状态,电机机械能转变电能
4. 直流电机运行在电动机状态时
直流电机的电刷,在转子转到一定角度时,是短路状态.再转一点角度,就应该断开.直流电机可以直接用电池(直流电源)驱动.芯片主要是控制电机转速或方向用的.
定义输出或输入为直流电能的旋转电机,称为直流电机,它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。当它作电动机运行时是直流电动机,将电能转换为机械能;作发电机运行时是直流发电机,将机械能转换为电能。通常直流电机正负极是通过碳刷接在电机内部的绕组两端的,正常情况下电机绕组的电阻很小,所以用万用表电阻挡测量时电机正负极之间是导通的。
5. 直流电机作电动机运行时外加电压大于感应电动势
一般消费者需要根据实际用电情况,来确定电机的功率,这样才能保证电机安全稳定的运行,那么,电机功率大小有什么区别?一起来看看。
一、电机功率大小有什么区别
1、从动力方面来看,电机功率大的,动力更强,能够承受的载荷越多,相反电机功率小的,动力更低,并且能够承受的载荷也更少。
2、从耗电量方面来看,电机功率大的,耗电量越高,电机功率小的,耗电量就越低。所以用户在选择的时候,需要根据实际用电情况来决定电机的功率,确保能够满足动力要求,且不会过于耗电。
二、常用的电机类型有哪些
1、直流式电机
这种电机是通过直流工作电压运行的,感应电动势的方向和导体受力的方向,可以直接通过右手和左手确定,应用范围很广,尤其是电子设备中,比如电吹风、影碟机、录音机、电子表等等,
2、电磁式电机
这种电机的结构比较复杂,其中包括定子、转子、电刷、轴承等等,根据激磁方式不同,还可以分为串励式、并励式、他励式、复励式等几种,根据激磁方式不同,其磁桶规律也有很大的差异。
3、无刷直流式电机
这种电机是同步电机中的一种,利用半导体来实现转换,可靠性能非常高,响应速度快,并且在运转过程中,也不会产生大的噪音,所以很适合用在自动化的办公设备中。
6. 直流电机可作为电动机运行,也可作为
根据电动机工作原理和结构原理可知,直流有刷电动机是在直流电流下工作的电动机。而异步电动机是在交流电源下工作的电动机。二者在定子结构和转子结构上也相差很大。直流有刷电动机属于直流电机系列,而异步电动机属于交流电机系列。因此,直流有刷电动机不属于异步电动机。
7. 直流电动机工作时
直流电动机的工作原理是:通电导线在磁场中受力的作用.其所受力的方向与两个因素有关:其一是线圈中电流的方向,其二是磁场的方向. 故该题答案为:线圈中的电流方向;磁场方向.
8. 直流电动机作发电机运行时
感应电动势和端电压的大小来判断。当Ea>U时,为发电机状态;当Ea<U时,为电动机运行状态。在发电机状态,由原动机输入的机械功率,扣除空载损耗后,转换为电磁功率TΩ=EaIa,再扣除电枢和励磁铜耗后,以电功率UI的形式输出。
在电动机状态,电源输入的功率UIa,扣除电枢和励磁铜耗后,转变为电磁功率EaIa=TΩ,再扣除空载损耗后,以机械功率的形式输出。
扩展资料:
并联在电网上运行的直流电机,端电压为U,电枢电流为Ia,电磁转矩为T,转速为n,若按照发电机惯例,则当UIa>0,Tn>0时为发电机状态,当UIa<0,Tn<0时为电动机状态。
若按照电动机惯例,则当UIa>0,Tn>0时为电动机状态,当UIa<0,Tn<0时为发电机状态;由于电机电枢回路电阻和电感都较小,而转动体具有一定的机械惯性,因此当电机接通电源后,起动的开始阶段电枢转速以及相应的反电动势很小,起动电流很大。