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电机的基础知识

第2章
理解电机的基本原理

2-1-6 有铁芯槽的直流电机的旋转原理小结

与直流电机的扭矩相关,根据参考资料[1]的解析结果,可引入以下重要结论。
对于有铁芯槽的直流电机的扭矩计算,看起来BLI定则会成立。
换种方式进行说明的话,是将电机视为能量转换器,那么电机可以理解为将电能直接转换成机械能,以及将电能转换成磁能,再转换成机械能。
无论是采用哪种思路,转子旋转1次期间产生的机械能是一致的。因此,得出了使用BLI定则也可以说明有铁芯的直流电机的扭矩发生原理这一结论。
但,进行精度较高的研究,如基于转子旋转位置的扭矩偏差等,仅仅使用BLI定则会不够,需考虑到磁通向铁芯的集中,并进行分析。

该部分小结

下面对前面与直流电机相关的研讨内容做一小结。

  • 扭矩与电流成正比
  • 转速取决于电机端子的电压和反电动势常数换算的平衡,如果负载相同,则端子电压升高后,转速会上升
  • 如果端子电压相同,则负载减小后,转速会上升,负载增加,则转速下降
  • 通过无铁芯电机来介绍有铁芯槽的电机特性,表面上的特性一致

在该项的最后,端子电压固定时,直流电机的典型特性见图2.21

图2.21直流电机的特性

图中有2条直线。
从左往右下降的直线,如在速度部分介绍的那样,表示转速与扭矩的关系。
在表示转速与扭矩关系的从左往右下降的直线中,左上角为无负载转速,右下角为启动扭矩。
从左往右上升的直线,表示扭矩与电流的关系。电机在空转时由于轴承及电刷接触也会导致损耗,但只要对其进行修正,扭矩与电流会变成正比关系。
举一个例子,假设电机在负载A的状态下工作。电机的转速为①、电流为①′。这里,假设负载变成B的状态,则转速变成②、电流②′的状态。