串激電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)原理

1、第1頁(yè)2019827第一章單相串激電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)原理本章通過(guò)對(duì)單相串激電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)原理、交直流兩用的基本概念、高速運(yùn)轉(zhuǎn)及軟特性和調(diào)速電路等方面的敘述，比較全面的闡明單相串激電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)原理。11運(yùn)轉(zhuǎn)原理及交直流兩用的基本概念單相串激電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)雖與直流電動(dòng)機(jī)相同，但可交直流兩用。在交流電源供電時(shí)，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩的原理，仍可用直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)原理來(lái)解釋，因此本節(jié)先介紹直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)原理，然后再文章說(shuō)明能夠交直流兩用的基本概念。當(dāng)導(dǎo)體中通有電

2、流時(shí)，在異體周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，其磁力線的方向取決于電流方向（右手定則）。如將通電的導(dǎo)體放入一磁場(chǎng)中，這一磁場(chǎng)與通電導(dǎo)體所產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互作用，將使此導(dǎo)體受到一個(gè)作用力F，并因此而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體會(huì)從磁力線密的地方向磁力線稀的地方移動(dòng)。而磁力線的稀密，則由二個(gè)磁場(chǎng)的磁力線方向來(lái)決定，磁場(chǎng)磁力線的方向是從N極走向S極，而通電導(dǎo)體產(chǎn)生的磁力線走向用左手定則，二個(gè)磁場(chǎng)的磁力線方向一致則密，方向相反則稀。當(dāng)將由二個(gè)互相相對(duì)的導(dǎo)體組成的線圈放入磁場(chǎng)時(shí)，線圈

3、的二個(gè)邊也受到了作用力，此二力方向相反，形成了力矩，如圖1所示。SFFN圖1當(dāng)線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，相應(yīng)的二個(gè)線圈邊，從一個(gè)磁極下轉(zhuǎn)到另一個(gè)磁極下時(shí)，此時(shí)由于磁場(chǎng)極性有了改變，將使導(dǎo)體受到的作用力的方向改變，也就是轉(zhuǎn)矩的方向改變，從而使線圈向反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，于是線圈只能繞中心軸來(lái)回?cái)[動(dòng)，而不能連續(xù)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)線圈的中的二個(gè)線圈邊轉(zhuǎn)到另一磁極下時(shí)，如能使線圈中的電流，也改變電流方向，則極性改變，電流也改變方向，結(jié)果使轉(zhuǎn)矩方向保持不變，線圈就能連續(xù)旋

4、轉(zhuǎn)。換向器與電刷的作用，就是使線圈從一個(gè)極轉(zhuǎn)到另一個(gè)磁極下時(shí)，相應(yīng)的改變線圈中電流的方向。這也可理解為：在各個(gè)磁極下的線圈中的電流，始終保持著各自一定的電流方向。因此，從另一個(gè)磁極下轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)的線圈，就要改變線圈中電流的原來(lái)的方向。但實(shí)際上換向過(guò)程是非常復(fù)雜的，尤其是高轉(zhuǎn)速電機(jī)，要在極短的時(shí)間中，使線圈的電流改變方向，這必然帶來(lái)一系列的電磁問(wèn)題。同時(shí)換向器和電刷又是一對(duì)磨擦付，所以還有機(jī)械上的問(wèn)題，這都對(duì)電機(jī)的設(shè)計(jì)和制造帶來(lái)了很多特殊要求。

5、以上就是直流電動(dòng)機(jī)的基本運(yùn)轉(zhuǎn)原理，下面逐步說(shuō)明單相串激電動(dòng)機(jī)能交直流兩用的基本概念。直流電機(jī)的定子磁場(chǎng)除某些小功率電機(jī)由永久磁鐵（硬磁材料）產(chǎn)生外，大多由纏繞在定子鐵芯（軟磁材料）上的激磁線圈通入激磁電流后產(chǎn)生的。而單相串激電動(dòng)機(jī)則必須采用激磁方式。激磁的磁極極性決定于電流方向和線圈的纏繞方向，此二者中任一方向改變，就可改變磁極極性。由于激磁線圈與電樞線圈聯(lián)接方式的不同，可有并激和串激二種激磁方式。這二種激磁方式的直流電動(dòng)機(jī)，在交流電源

6、供電時(shí)，都能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，因?yàn)榧ご爬@組與電樞繞組都接在同一電源上，當(dāng)交流電的正負(fù)波在突變時(shí)，由激磁電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與通入電樞繞組的電流都同時(shí)改變極性和方向，由于二者都變，因而繞組線圈所受到第3頁(yè)2019827對(duì)數(shù)p為1。單相串激電動(dòng)機(jī)，雖也在交流電源下運(yùn)行，但如前所述，是按直流電機(jī)原理運(yùn)行的，其轉(zhuǎn)速與電源頻率無(wú)關(guān)，可直接按電磁感應(yīng)定律推導(dǎo)出轉(zhuǎn)速公式。按電磁感應(yīng)定律，當(dāng)長(zhǎng)度為l的單根導(dǎo)體，放在磁密為B的磁場(chǎng)中，接上電勢(shì)為e的電源后，將使導(dǎo)體