并联直流电机的结构和工作原理

并联直流电机的结构和工作原理
页面内容

直流并联电机的结构与任何其他直流电机相同。它包含了所有的基本部件,包括定子(磁场绕组),转子(也称为电枢)和换向器。

定子/并联绕组

输入电源供给电机的固定元件,即分励绕组。分路励磁绕组是由细线材线圈上的几个匝组成的。由于匝是由细线组成的,分流绕组的尺寸相当小。与串联电机绕组中较重的线材不同,这种电机的分励绕组不能输送非常大的电流。

转子/电枢

电枢,通常称为“转子”,处理轴负载。它有一个更重的测量线,所以它可以支持更高的电流。电机启动或低速运行时,大电流通过电枢。当电机的速度增加时,电枢产生反电磁力,与电枢中的电流相反。

换向器

换向器和电刷装置提供从静电场绕组到转子的电流。机器中的转矩是由绕组和电枢的磁场相互作用而产生的。

操作原理

当电压提供给并联的直流电机时,由于并联绕组的高电阻,它吸收的电流很低。并联绕组匝数越高,有助于产生强磁场。电枢产生大电流,因此也产生大磁场。当电枢和并励绕组的磁场相互作用时,电机开始旋转。随着磁场的增大,转矩会增大,从而导致电机转速增大。

并联直流电机具有控制其速度的反馈机制。当电枢在磁场中旋转时,就会产生电。这个电动势是反向产生的,因此限制了电枢电流。因此,通过电枢的电流降低,电机的速度是自我调节的。分励绕组在启动时不能像串联电机那样承受大电流,因为它的线结构很好,所以分励电机用于处理小轴负载,最初只需要低扭矩。

电动机转速

在串联电机中,转速完全取决于轴负载。在串联电动机中,负载与电枢转速成反比。如果负载高,电枢将以低速旋转。负载越小,电枢转速越高。电枢的速度是无限大的或在无负载情况下无法控制的。

与串联电机不同,并联电机的速度与轴负载无关。当电机负载增加时,电动机转速慢下来的瞬间。放慢速度就会减少后退EMF,从而增加电枢分支中的电流。这导致了电机速度的增加。另一方面,如果负荷降低,则电机转速会瞬间上升。这反过来将增加计数器电动势,从而减少电机的电流。马达会逐渐减速。因此,直流分流电机能够保持恒定的速度,而不考虑负载的变化。由于这一特点,该电机用于汽车和工业用途,电机速度的精密要求。

电机速度控制

我们可以用两种方法来控制直流分流电机的速度:

  • 通过改变提供给转子的电流
  • 通过改变提供给定子的电流

由于转子和定子周围的电压是相同的,所以可以通过控制通过定子或转子的电流来控制电机的速度。通过定子和转子支路的电流可以通过改变它们的电阻或使用可控硅整流器.通过串联一个变阻器,可在并联绕组和电枢支路中增加电阻。由于电枢控制的电流比励磁绕组大得多,所以在电枢支路中控制电流的变阻器是相当大的。这就是为什么在励磁绕组中采用电流控制变阻器的原因。

并联励磁电流可使电机速度改变10-20%。随着通过并联绕组的电流增加,转子的速度增加,从而产生更高的反电动势,以保持电枢电流的等效减小。相反,通过减少通过并联绕组的电流,可以降低电机的速度。

当并联直流电机在低于额定电压的电压下运行时,其速度也会下降,但这使其效率低下,容易变得过载和过热。一般情况下,电机具有指定的额定转速(RPM)和额定电压。当并联直流电动机低于其满电压时,其转矩降低。由于这些原因,建议不要在其规定的额定电压下运行电机。

参考文献