直流電機(jī)是一種能將直流電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能(直流電動(dòng)機(jī))或?qū)C(jī)械能轉(zhuǎn)換成直流電能(直流發(fā)電機(jī))的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。以下是對(duì)直流電機(jī)的詳細(xì)介紹:
一、工作原理
直流電動(dòng)機(jī):
當(dāng)直流電源通過電刷接通電樞繞組時(shí),使電樞導(dǎo)體有電流流過。
電機(jī)內(nèi)部存在磁場,載流的轉(zhuǎn)子(即電樞)導(dǎo)體將受到電磁力的作用(f=Blia,左手定則)。
所有導(dǎo)體產(chǎn)生的電磁力作用于轉(zhuǎn)子,使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),以拖動(dòng)機(jī)械負(fù)載。
直流電機(jī)里固定有環(huán)狀永磁體,電流通過線圈產(chǎn)生安培力。當(dāng)線圈與磁場平行時(shí),繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)則受到的磁場方向?qū)⒏淖?,此時(shí)電刷跟轉(zhuǎn)換片交替接觸,從而線圈上的電流方向改變,產(chǎn)生的洛倫茲力方向不變,所以電機(jī)能保持一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
直流發(fā)電機(jī):
直流發(fā)電機(jī)的主要作用是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為直流電能。
它可作為直流電動(dòng)機(jī)、電解、電鍍、電冶煉、充電及交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電源等所需的直流電源。
二、類型與特點(diǎn)
直流電機(jī)根據(jù)勵(lì)磁方式的不同,可以分為四種類型:他勵(lì)式、并勵(lì)式、串勵(lì)式和復(fù)勵(lì)式。
他勵(lì)式直流電機(jī):
勵(lì)磁繞組與電樞繞組沒有直接連接,而是由其他直流電源供電。
勵(lì)磁電流不受電樞端電壓或電樞電流的影響。
并勵(lì)式直流電機(jī):
勵(lì)磁繞組與電樞繞組并聯(lián),共用同一電源。
性能與他勵(lì)式直流電機(jī)基本相同。
串勵(lì)式直流電機(jī):
勵(lì)磁繞組與電樞繞組串聯(lián)后接于直流電源。
勵(lì)磁電流就是電樞電流,磁場隨著電樞電流的改變有顯著變化。
復(fù)勵(lì)式直流電機(jī):
有并勵(lì)和串勵(lì)兩個(gè)勵(lì)磁繞組。
電機(jī)的磁通由兩個(gè)繞組內(nèi)的勵(lì)磁電流共同產(chǎn)生。
此外,還有無刷直流電動(dòng)機(jī),它將普通直流電動(dòng)機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子進(jìn)行了互換。其轉(zhuǎn)子為永久磁鐵產(chǎn)生氣隙磁通,定子為電樞,由多相繞組組成。無刷直流電動(dòng)機(jī)既保持了傳統(tǒng)直流電機(jī)良好的調(diào)速性能,又具有無滑動(dòng)接觸和換向火花、可靠性高、使用壽命長及噪聲低等優(yōu)點(diǎn)。
三、應(yīng)用領(lǐng)域
直流電機(jī)以其優(yōu)良的調(diào)速性能和便捷的控制方式,在多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用:
工業(yè)領(lǐng)域:如生產(chǎn)線上的傳送帶、機(jī)械加工設(shè)備的動(dòng)力源等。由于其良好的啟動(dòng)和停止性能以及平穩(wěn)的運(yùn)轉(zhuǎn)特性,直流電機(jī)特別適用于需要高精度和高穩(wěn)定性控制的場合。
交通領(lǐng)域:如電動(dòng)汽車、鐵路車輛等。通過控制器對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的精確控制,可以實(shí)現(xiàn)車輛的加速、減速和制動(dòng)等操作,提高行駛的安全性和舒適性。
醫(yī)療領(lǐng)域:在醫(yī)療設(shè)備中,直流電機(jī)也發(fā)揮著重要作用。例如,手術(shù)機(jī)器人需要通過精確的直流電機(jī)控制來實(shí)現(xiàn)細(xì)微的手術(shù)操作;康復(fù)設(shè)備中也常常使用直流電機(jī)來提供穩(wěn)定的力量和支持。
家庭電器:直流電機(jī)也廣泛應(yīng)用于各種家用電器中,如洗衣機(jī)、吸塵器等。
航空航天:無刷直流電動(dòng)機(jī)在航空航天領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用。
四、發(fā)展趨勢(shì)
隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,直流電機(jī)在高效節(jié)能、智能化等方面取得了顯著發(fā)展。未來,直流電機(jī)有望在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用,為人們的生活和工作帶來更多便利。
綜上所述,直流電機(jī)是一種功能強(qiáng)大且應(yīng)用廣泛的電動(dòng)機(jī)類型。了解其工作原理、類型特點(diǎn)以及應(yīng)用領(lǐng)域,有助于更好地選擇和使用直流電機(jī)。