串勵直流電動機原理及控制迴路設計

單相串勵電動機俗稱串勵電機或通用(Universal Motor國外叫法),因電樞繞組和勵磁繞組串聯在一起工作而得名。單相串勵電動機屬於交、直流兩用電動機,它既可以使用交流電源工作,也可以使用直流電源工作。

串勵直流電動機原理及控制迴路設計

一、串勵直流電動機結構原理

單相串勵電動機屬於單相交流異步電動機,是交直流兩用的,所以又稱為交直流兩用串勵電動機。由於它轉速高、體積小、啟動轉矩大、轉速可調,既可在直流電源上使用,又可在單相交流電源上使用,因而在電動工具中得到廣泛的應用。電機主要由定子轉子及支架三部分組,定子由凸極鐵心和勵磁繞組組成,轉子由隱極鐵心、電樞繞組、換向器及轉軸等組成。勵磁繞組與電樞繞組之間通過電刷和換向器形成串聯迴路

串勵直流電動機原理及控制迴路設計

二、串勵直流電動機工作原理

單相串勵電動機的工作原理,是建立在直流串勵電動機的基礎上的。

 串勵電動機勵磁繞組與電樞繞組串聯,勵磁繞組與轉子同時通入電壓,電流通過,勵磁繞組產生磁場後,轉子電樞繞組在磁力線的作用下,產生電磁轉矩.

勵磁繞組和電樞繞組串聯,直流電源上,根據主磁通Φ和電樞電流Ia的方向,按照左手定則,可以決定轉子旋轉的方向,在a中是按逆時針方向旋轉;如果把電源的極性反過來,如圖b所示由於是串勵電動機,主磁通Φ和電樞電流Ia也都同時改變了方向,按照左手定則,轉子轉向不變,仍為按逆時針方向旋轉。因此,串勵電動機加上單相交流電壓後,如圖c所示,雖然電源極性在週期性變化,但轉子始終維持一恆定的轉向,所以,串勵電動機可以應用在交、直流兩種電源上。

三、串勵直流電動機應用領域

串勵電機因轉速可調範圍廣,啟動力矩大的特點被廣泛的應用於電動工具,廚房用品,地板護理產品領域。主要是汽車啟動器的設計:

串勵直流電動機原理及控制迴路設計

汽車起動機為什麼要採用直流串勵式電動機原因如下:

①在電樞電流相同的情況下,串勵式直流電動機的轉矩要比並勵式直流電動機大,從而使發動機更易啟動;

②由於串勵直流電動機具有軟的機械特性,即輕載時轉速高、重載時轉速低,故對起動發動機十分有利,使起動安全可靠。

影響起動機功率的因素有哪些?

①轉矩特性(轉矩特性是指電動機的電磁轉矩隨電樞電流變化的關係,註明:由於串勵式直流電動機的磁場繞組與電樞繞組串聯,故電樞電流與勵磁電流相等。)

②機械特性(電動機轉速隨轉矩而變化的關係,成為機械特性。註明:串勵式直流電動機在輕載時轉速很高,易造成電動機“飛車”事故。因此,對於,功率較大的串勵直流電動機,不充許再輕載或空載下運行。) 起動發動機所必須的功率,決定於發動機的最低起動轉速和發動機的起動阻力矩。

四、串勵直流電動機控制迴路

下圖為串勵直流電動機刀開關可逆控制電路。圖中Q為雙刀雙擲開關,通過Q可改變電樞繞組的電流方向,從而在接通直流電源後改變電動機的方向。切換刀開關時,電動機由於只改變電樞繞組的電流方向,而勵磁繞組的電流方向始終不變,因此電動機的方向改變。這種電路可用在電瓶車上。

串勵直流電動機原理及控制迴路設計

串勵直流電動機刀開關正反轉控制電路接線圖

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