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电机的基础知识

第2章
理解电机的基本原理

2-1-4 有铁芯槽的直流电机

面我们思考一下有铁芯的电机。
平时我们看到的直流电机的转子是多层带槽的薄铁板(硅钢板),在铁芯槽(切槽)中插有线圈。
转子能够从任何角度进行旋转的最小槽数为3,这是模型用电机常用的结构。
槽数少的话,不同旋转位置会发生扭矩差。槽和线圈的数量越多,则扭矩的偏移(变动)会越小,旋转更顺畅。因此,高级电机中会增加槽数,配置较多的线圈。
槽数多的电机,如图2.15 所示,会将线圈绕成交叉形状。
这种线圈缠绕方法称为叠绕组。此外,在相邻的切槽之间缠绕线圈的方法称为集中式绕组,用于步进电机及无刷直流电机。

图2.15有铁芯槽的转子和线圈

展开转子线圈后可发现,如图2.16(b)所示,整流子呈根状,呈花瓣状接线。根据图可以清楚,来自端子的电流将线圈组分成2个。直流电机利用这种构造,变成部分线圈会随转子旋转,依次进行切换的构造。

图2.16展开叠绕后的线圈

图2.17进行扭斜加工后的转子

此外,线圈切换通过磁铁的中间位置、磁力不工作的部分(中性带)进行,不会产生反电动势常数换算。采用这种结构,可减少线圈电流切换时(换流时)电刷的损耗。

减少扭矩偏差的另一种方法是将切槽与旋转方向呈倾斜状态。

这称为扭斜(skew)或斜槽。进行过扭斜加工后的转子见图2.17

<小知识> 线圈(coil)和绕组(winding)

电机中,一般将在磁极上缠绕电线后形成“线圈”,将各线圈相互连接后形成“绕组”。本书仍按此习惯使用这两个术语。