直流電機:微型有刷直流電機物理基礎

微型直流電機磁場中導體通電受力,反過來磁場中運動導體會產生感應電壓,這個是微型直流電機的核心物理基礎。如圖所示:磁場B中的一根導體,通入電流I,那會受力F


直流電機:微型有刷直流電機物理基礎

假設一個導體在磁場B中的速度以V運動,就會產生一個電動勢,如下圖所示

直流電機:微型有刷直流電機物理基礎

電動勢:它是一個傾向於產生電流的一個查分勢,電氣裡面的電勢電壓,電動勢是有嚴格的獨立定義。簡單來說可以把電動勢導體理解為一個電池,接上負載,就產生了電流,如圖:


直流電機:微型有刷直流電機物理基礎

這一點便是微型直流電機另一個物理基礎:磁場運動的導體會感應一個電動勢。但是當外接電動勢和感應電動勢相等時,電流就沒有了,如圖所示:

直流電機:微型有刷直流電機物理基礎

微型直流電機磁場中導體只有兩個電動勢,一種是感應、一種是外接的。當外部電壓比感應電動勢高的的時候,外接電源將會拖著導體繼續運動;


當內部感應電動勢高的時候,電能就會從內部輸出,同時這個電流試圖降低導體的動能。就這樣,能量在動能和電能之間來回變換,這就是微型直流電機的全部物理基礎了。


讓通電的導體集體繞著一個軸轉,就是微型直流電機。把所有的通電導體都放在一個半徑上,然後再這些導體的表面施加上一個磁場,再然後給導體通電,轉子就會轉起來。


直流電機:微型有刷直流電機物理基礎

圖為只有一匝線圈的微型直流電機,通電即可旋轉,一個線圈,線圈的這端受力朝上,線圈的另一端受力朝下,正好繞著軸就可以轉。只要每次電流方向給的對,它就可以一直轉。


為了保證電流方向一直能是對的,所以就有了電刷,也就是有刷直流電機,電刷是一種接觸導電的機械裝飾,可以是碳刷或者是貴金屬,靠彈簧壓在導體上從而進行形成導體接觸,所以確保了電流在磁鐵表面的流向始終是固定的。只要電流方向不變,微型直流電機就可以平穩的一直朝一個方向轉。


直流電機:微型有刷直流電機物理基礎

上圖是130微型直流電機橫截面,像玩具車用的就是這種微型電機,基本上直流電機結構都是三個線圈,每次只有兩個線圈通電,這種通過機械裝置更換電流的方法較做換向。


​無論有刷直流電機結構是怎樣的,原理都一樣。這就是最早的電動機和發電機的結構,都是有刷的,這是當時人們能找到的最好的解決方案了。


分享到:


相關文章: