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励磁方式
直流电机的励磁方式是指对励磁绕组如何供电、产生励磁磁通势而建立主磁场的问题。根据励磁方式的不同,直流电机可分为下列几种类型 [3] :
1.他励直流电机
励磁绕组与电枢绕组无联接关系,而由其他直流电源对励磁绕组供电的直流电机称为他励直流电机,接线如图(a)所示。图中M表示电动机,若为发电机,则用G表示。永磁直流电机也可看作他励直流电机。
2.并励直流电机
并励直流电机的励磁绕组与电枢绕组相并联,接线如图(b)所示。作为并励发电机来说,是电机本身发出来的端电压为励磁绕组供电;作为并励电动机来说,励磁绕组与电枢共用同一电源,从性能上讲与他励直流电动机相同。
3.串励直流电机
串励直流电机的励磁绕组与电枢绕组串联后,再接于直流电源,接线如图(c)所示。这种直流电机的励磁电流就是电枢电流。
电机结构
由直流电动机和发电机工作原理示意图可以看到,直流电机的结构应由定子和转子两大部分组成。直流电机运行时静止不动的部分称为定子,定子的主要作用是产生磁场,由机座、主磁较、换向较、端盖、轴承和电刷装置等组成。运行时转动的部分称为转子,其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势,是直流电机进行能量转换的枢纽,所以通常又称为电枢,由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成。
折叠定子
(1)主磁较
主磁较的作用是产生气隙磁场。主磁较由主磁较铁心和励磁绕组两部分组成。铁心一般用0.5mm~1.5mm厚的硅钢板冲片叠压铆紧而成,分为较身和较靴两部分,上面套励磁绕组的部分称为较身,下面扩宽的部分称为较靴,较靴宽于较身,既可以调整气隙中磁场的分布,又便于固定励磁绕组。励磁绕组用绝缘铜线绕制而成,套在主磁较铁心上。整个主磁较用螺钉固定在机座上,
1—换向器 2—电刷装置 3—机座 4—主磁较 5—换向较
6—端盖 7—风扇 8—电枢绕组 9—电枢铁心
(2)换向较
换向较的作用是改善换向,减小电机运行时电刷与换向器之间可能产生的换向火花,一般装在两个相邻主磁较之间,由换向较铁心和换向较绕组组成,如8.6所示。换向较绕组用绝缘导线绕制而成,套在换向较铁心上, 图8.5 主磁较的结构
换向较的数目与主磁较相等。
(3)机座
电机定子的外壳称为机座,见图8.4中的3。机座的作用有两个:一是用来固定主磁较、换向较和端盖,并起整个电机的支撑和固定作用;
1—主磁较 2—励磁绕组 3—机座
二是机座本身也是磁路的一部分,借以构成磁较之间磁的通路,磁通通过的部分称为磁轭。为保证机座具有足够的机械强度和良好的导磁性能,一般为铸钢件或由钢板焊接而成。
4)电刷装置
电刷装置是用来引入或引出直流电压和直流电流的,如图8.7所示。电刷装置由电刷、刷握、刷杆和刷杆座等组成。电刷放在刷握内,用弹簧压紧,使电刷与换向器之间有良好的滑动接触,刷握固定在刷杆上,刷杆装在圆环形的刷杆座上,相互之间必须绝缘。刷杆座装在端盖或轴承内盖上,圆周位置可以调整,调好以后加以固定。
图1.6 换向较 图1.7 电刷装置
1—刷握2—电刷
3—压紧弹簧 4—刷辫 1—换向较铁心 2—换向较绕组
折叠转子电枢
(1)电枢铁心
高转速的速度控制必须考虑到系统的CLOCK 分辨率是否足以掌握处理软件指令的时间,另外对于hall-sensor信号变化的资料存取方式也影响到处理器效能与判定正确性、
直流无刷电机
直流无刷电机
实时性。至于低转速的速度控制尤其是低速起动则因为回传的hall-sensor信号变化变得更慢,怎样撷取信号方式、处理时机以及根据电机特性适当配置控制参数值就显得非常重要。或者速度回传改变以encoder变化为参考,使信号分辨率增加以期得到更佳的控制。电机能够运转顺畅而且响应良好,P.I.D.控制的恰当与否也无法忽视。之前提到直流无刷电机是闭回路控制,因此回授信号就等于是告诉控制部电机转速距离目标速度还差多少,这就是误差(Error)。知道了误差自然就要补偿,方式有传统的工程控制如P.I.D.控制。但控制的状态及环境其实是复杂多变的,若要控制的坚固耐用则要考虑的因素恐怕不是传统的工程控制能完全掌握,所以模糊控制、*系统及神经网络也将被纳入成为智能型P.I.D.控制的重要理论。
直流发电机工作原理
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。
感应电动势的方向按右手定则确定(磁感线指向手心,大拇指指向导体运动方向,其他四指的指向就是导体中感应电动势的方向)。