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标题: 直流电机究竟是怎么转起来的呢？ [打印本页]

作者: 人大太犬 时间: 2016-5-13 21:54
标题: 直流电机究竟是怎么转起来的呢？
直流电机究竟是怎么转起来的呢？要搞明白这个问题要先明确几个概念：
1励磁绕组：产生电机主磁通的绕组。
2电枢绕组：产生电机主感应电动势的绕组。
3安培定则：：用右手握住通电螺线管，让四指指向电流的方向，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。
   对于直流电动机来说，结构可以分为4个部分，定子，转子，底座，换向器。
直流电动机的定子部分是在成对的磁极上缠上导线，在通电的过程中，会产生方向特定的磁场，磁场强度在磁通未饱和前随励磁电流线性增加而增加，也就是说定子绕组是直流电动机机的励磁绕组。
直流电机的转子部分就稍微特殊了，转子是由线圈，铁芯和轴共同组成，线圈同过电刷与换向器接触，在电机转动过程中改变线圈中的供电方向。转子线圈在转动的过程中切割磁感线。产生感应电动势，所以转子绕组又称电枢绕组。对于转子绕组由于外部供电的大于感应电压，依然会产生一个电流，根据上面的安培定制，线圈产生一个磁场,该磁场会与电机主磁场相互垂直，且远远小于主磁场。
  两个磁场的场强是矢量，根据公式可计算转矩大小。。。。。
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对于直流电机来说，是一种工程运算，可以简化为。。。。。
(, 下载次数: 179)
以上内容考虑不考虑磁场的非线性特征，对于大型电机需要计算更多的细节内容。

作者: 人大太犬 时间: 2016-5-13 21:55
原帖提问在这里 //www.szfco.com/forum.php?mod ... p;page=1#pid3542661 @ 知止而后有定

作者: 知止而后有定 时间: 2016-5-13 22:21
大侠，您没有明白我的意思，我的意思是，就转子结构来讲，绕组在转子的槽子里，而定子励磁电流产生的磁场里的磁通也有一个流动的线路，而这个线路是经过转子的齿，流过转子铁心，流回定子的级，没有经过转子绕组，那么正常按照洛伦兹定律，F=BIL，这里电流是是有的，B按道理来讲是没有的，因为B从转子的齿走了，没有经过转子绕组。

作者: 知止而后有定 时间: 2016-5-13 22:25
想让电流受力必须将电流放在磁场里，我们可以看一下直流电机的磁场分布，导线槽子里的磁感应强度是很弱的

作者: zerowing 时间: 2016-5-14 00:56

知止而后有定发表于 2016-5-13 22:25
想让电流受力必须将电流放在磁场里，我们可以看一下直流电机的磁场分布，导线槽子里的磁感应强度是很弱的

大侠们，说点个人观点。

首先，只考虑线圈的安培力，是一个很烦的部分。线圈的安培力，只能使线圈趋向于缩小或扩张其磁通面积方向变形的趋势。可以想象一下，一个线圈垂直于磁场方向，假定磁场均匀穿过。那么相平行或者相对的线圈的两部分，受到的安培力是等大反向的，因为电流是等大反向的。那么，这个状态是无法让转子转起来的。再假设，线圈与磁场存在一个偏角。那么最终的情况是相对应的两部分的受力更倾向于使得整个线圈倾翻，或者说是沿轴线扭转。这样的情况，倾翻矩的平移可以使得转子转动，但相应的，线圈则要承受倾翻扭矩带来的和转子齿间的挤压。如果倾翻矩很大的话，我们是不是还要考虑线圈本身的变形问题呢？我不敢断言啊。

也许我们应该考虑安培力之外的部分。即，外磁场和自身磁畴间的作用。

使电机产生扭矩的根本是场。也就是定子励磁的场和电枢励磁的场。就像描述的励磁环路一样。当转子线圈通电产生一个相反于定子励磁的场时，在转子齿和定子齿之间形成高密度的磁感线区，那么对于这样的两个磁场，一定会出现像斥现象，即对于这种状态，两个场一定会出现倾向于原理的状态。而只要这个场不是对相而生的，即两个磁场存在角度或者扰动，就会沿着角度方向或者扰动趋势方向呈现促进其趋势的运动。这个是使得电机转子旋转并产生扭矩的根本。
换句话说，当我们考虑定子产生的外磁场作用在转子自身产生的一个磁场，或者受转子线圈影响产生的转子齿磁畴受力时，其实，到底线圈是否被磁场穿过，已经不重要了。不然，我们为什么一定要用软磁钢作齿片，而不考虑使用无磁材料，比如高分子材料，不可磁化的无磁钢材料呢？换句话说。如果不考虑摩阻，只要外磁场方向一直在变化，指南针也可以一直提供扭矩啊。或者说，采用永磁材料作为转子的直流电机，仅靠定子励磁的变化，一样能提供扭矩啊。

以上只是个人理解。大侠们可以考虑考虑。

作者: 海鹏.G 时间: 2016-5-14 08:25
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作者: 知止而后有定 时间: 2016-5-14 10:22
就直流电机的发展来讲，最初转子上并没有什么槽子，线圈直接绑在转子外面，但是那样带来很多问题，首要的一个就是空气帽太宽，磁阻大，绕线越多空气帽越宽磁阻越大，另外，还有精度的问题。后来有人把绕线放到槽子里，但是那样磁流就会通过转子的齿流过，而不必经过绕线，因此理论家提出了质疑，说这样会没有扭矩。但是实际情况是扭矩就是存在的。我问题是扭矩是怎么来的？不要宏观看成磁流穿过了整个转子，我们就微观的谈谈这个问题，有人懂我吗，我没学过电机让大家见笑了

作者: 人大太犬 时间: 2016-5-14 10:37
大侠你的问题在于没在于整个思路被理论家带偏了。首先这个说法肯定是没经过计算的，即便对电机的槽进行等效也不是这么可以简单置零的。槽和齿等效电路是一个电感和电阻串联。区别在于参数的大小。无论如何认为槽内磁场弱到可以忽略都是不对的。

作者: 明月山河 时间: 2016-5-14 10:39

知止而后有定发表于 2016-5-14 10:22
就直流电机的发展来讲，最初转子上并没有什么槽子，线圈直接绑在转子外面，但是那样带来很多问题，首要的一 ...

"定子励磁电流产生的磁场里的磁通也有一个流动的线路，而这个线路是经过转子的齿，流过转子铁心，流回定子的级，没有经过转子绕组，那么正常按照洛伦兹定律，F=BIL，这里电流是是有的，B按道理来讲是没有的，因为B从转子的齿走了，没有经过转子绕组。"

F=BIL中的B应理解为定子磁场；

而“因为B从转子的齿走了，没有经过转子绕组。”这个B是定子磁场和转子磁场矢量叠加后产生的磁场。

“导线在磁场中”应理解为“导线在定子的原始磁场中”，不是叠加后的磁场。理论家的误解也是这样了。转子存在使定子的原始磁场发生扭曲，就会产生扭矩。

作者: 明月山河 时间: 2016-5-14 10:49
本帖最后由明月山河于 2016-5-14 10:53 编辑

楼主说的
“线圈产生一个磁场,该磁场会与电机主磁场相互垂直，且远远小于主磁场。”貌似是值得怀疑的。

个人认为转子产生的磁场可不小，与定子磁场在同一个数量级。

力矩公式（两极电机）：M=K×Me1*Me2*sin(A).
M：力矩；
Me1:定子磁矩；
Me2:转子磁矩；
A；磁场夹角；
这是电动力学中的公式，经简单变换可以推出楼主说的电机学中的经验公式。
多极电机复杂一点，可以分析力学的方法导出。

所以认为转子磁场和定子磁场再同一数量级；

作者: 人大太犬 时间: 2016-5-14 11:01

明月山河发表于 2016-5-14 10:49
楼主说的
“线圈产生一个磁场,该磁场会与电机主磁场相互垂直，且远远小于主磁场。”貌似是值得怀疑的。

...

说远远小于主磁场是必然的。因为真的大小差不多。会产生耦合现象，表现为电机的退磁现象，部分电机为了应对退磁甚至会添加补偿绕组。还有一些电机会有中性线偏移现象，这两个也是直流电机制造必须要考虑的问题。

作者: 人大太犬 时间: 2016-5-14 11:19
对于线圈的感应电压其实是线圈围成面积中磁通量变化率，这个说法其实是比blv这个公式更加贴切的。

作者: 知止而后有定 时间: 2016-5-14 11:27

人大太犬发表于 2016-5-14 11:01
说远远小于主磁场是必然的。因为真的大小差不多。会产生耦合现象，表现为电机的退磁现象，部分电机为了应 ...

是的，远远小于主磁场是因为转子磁流的磁阻太大了。而定子磁流的磁阻相对小很多，除了经过一个空气帽，基本在硅钢片里流动。

作者: 知止而后有定 时间: 2016-5-14 11:37
@2266998 ，八爷，快来捞我，哈哈，我在井底要出去，求救，哈哈（话说八爷要是不来咋整

）

作者: 人大太犬 时间: 2016-5-14 11:52
本帖最后由人大太犬于 2016-5-14 12:04 编辑

知止而后有定发表于 2016-5-14 11:37
@2266998 ，八爷，快来捞我，哈哈，我在井底要出去，求救，哈哈（话说八爷要是不来咋整）

我拍了页书传不上去，电机学那本。内容大概在直流电机基础的前几页，有完整的转距怎么产生，直流电机磁场情况。必威APP精装版下载里应该有这本书，你可以去找找。作者史蒂芬乌曼

作者: liuyaguangv 时间: 2016-5-14 14:12
学习学习

作者: zerowing 时间: 2016-5-15 10:20

人大太犬发表于 2016-5-14 11:52
我拍了页书传不上去，电机学那本。内容大概在直流电机基础的前几页，有完整的转距怎么产生，直流电机磁场 ...

他的这个疑惑，其实用一个节距展开图很容易解释。
他也不完全说错，确实有一个元件两边都在零气隙磁通的槽中，但同时也必定有一系列与该元件联通但却处于非零磁通槽的部分。
如果一定要用安培力解释扭矩的话，那么在节距展开图里能很容易找到答案。
个人认为楼主只是把自己框在了一个节距的受力上。

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