直流电机的基本知识.doc

直流电机的基本知识1直流电机的工作原理永磁式直流电机是应用很广泛的一种。只要在它上面加适当电压。电机就转动。[1]。工作原理图:、转子、换向器(又称整流子)、电刷等组成,定子用作产生磁场。转于是在定子磁场作用下,得到转矩而旋转起来。换向器及时改变了电流方向,使转子能连续旋转下去。也就是说,直流电压加在电刷上,经换向器加到转子线圈,流过电流而产生磁场,这磁场与定子的固定磁场作用,转子被强迫转动起来。当它转动时,由于磁场的相互作用,也将产生反电动势,它的大小正比于转子的速度,方向和所加的直流电压相反。(b)给出了等效电路。Rw代表转子绕组的总电阻,E代表与速度相关的反电动势。永磁式换流器电机的特点:当电机负载固定时,电机转速正比于所加的电源电压。当电机直流电源固定时,电机的工作电流正比于转予负载的大小。加于电机的有效电压,等于外加直流电压减去反电动势。因此当用固定电压驱动电机时,电机的速度趋向于自稳定。因为负载增加时,转子有慢下来的倾向,于是反电动势减少,而使有效电压增加,反过来又将使转子有快起来的倾向,所以总的效果使速度稳定。当转子静止时,反电动势为零,电机电流最大。其最大值等于V/Rw(这儿V是电源电压)。最大·电流出现在刚起动的条件。转子转动的方向,可由电机上所加电压的极性来控制。体积小、重量轻、起动转矩大。由于具备上述的那些特点,所以在医疗器械、小型机床、电子仪器、计算机、气象探空仪、探矿测井、电动工具、家用电器及电子玩具等各个方面,都得到广泛的应用。对这种永磁式电机的控制,主要有电机的起停控制、方向控制、可变速度控制和速度的稳定控制。2电机的起/停控制电机的起/停控制,最简单最原始的方法是在电机与电源之间,加一机械开关。或者用继电器的触点控制。现在比较流行的方法,是用开关晶体管来代替机械开关,无触点、无火花干扰,速度快。(a)所示。当输入端为低电平时,开关晶体管Q1截止,电机无电流而处于停止状态。如果输入端为高电平时,Q1饱和导通,电机中有电流,因此电机起动运转。图中二极管D1和D2是保护二极管,防止反电动势损坏晶体管。电容C1是消除射频干扰而外加的。R1基极限流电阻,限制Q1的基极电流。在6V电源时,基极电流不超过52mA。在这种情况下,Q1提供电机的最大电流为1A左右。,(b)(a)的电路,因基极电流需外部驱动电路。如果再增加一级缓冲放大,(b)的电路,驱动电流减少到2mA。R3限制Q1的基极电流到安全值。其他元件作用与(a)图中相同。3电机的方向控制水磁式换流器电机的转动方向,可以用改变电源极性的方法,使电机反转。如果用正、负双极性电源,可用一个单刀进行转换,(a)所示。因为电机的电流直接通过开关,容易烧坏开关接点。所以可以改用功率开关晶体管来代替机械开关,就可以克服上述缺点。(b)所示。:当开关SW1置于“正转”位时,Q1和Q3的基极加上偏流;Q2和Q4的偏置电路被断开。所以Q1和Q3导通,Q2和Q4截止。电流从V+→Q3发射极→Q3集电极→电机正端→电机负端→地形成回路,此时电机正转。同理,如果SW1置于“反转’位置时,