串励直流电动机原理及控制回路设计

串励直流电动机原理及控制回路设计
2018-06-26 08:18:31 工控自动化联盟

单相串励电动机俗称串励电机或通用(Universal Motor国外叫法),因电枢绕组和励磁绕组串联在一起工作而得名。单相串励电动机属于交、直流两用电动机,它既可以使用交流电源工作,也可以使用直流电源工作。

串励直流电动机原理及控制回路设计

一、串励直流电动机结构原理

单相串励电动机属于单相交流异步电动机,是交直流两用的,所以又称为交直流两用串励电动机。由于它转速高、体积小、启动转矩大、转速可调,既可在直流电源上使用,又可在单相交流电源上使用,因而在电动工具中得到广泛的应用。电机主要由定子转子及支架三部分组,定子由凸极铁心和励磁绕组组成,转子由隐极铁心、电枢绕组、换向器及转轴等组成。励磁绕组与电枢绕组之间通过电刷和换向器形成串联回路

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二、串励直流电动机工作原理

单相串励电动机的工作原理,是建立在直流串励电动机的基础上的。

串励电动机励磁绕组与电枢绕组串联,励磁绕组与转子同时通入电压,电流通过,励磁绕组产生磁场后,转子电枢绕组在磁力线的作用下,产生电磁转矩.

励磁绕组和电枢绕组串联,直流电源上,根据主磁通Φ和电枢电流Ia的方向,按照左手定则,可以决定转子旋转的方向,在a中是按逆时针方向旋转;如果把电源的极性反过来,如图b所示由于是串励电动机,主磁通Φ和电枢电流Ia也都同时改变了方向,按照左手定则,转子转向不变,仍为按逆时针方向旋转。因此,串励电动机加上单相交流电压后,如图c所示,虽然电源极性在周期性变化,但转子始终维持一恒定的转向,所以,串励电动机可以应用在交、直流两种电源上。

三、串励直流电动机应用领域

串励电机因转速可调范围广,启动力矩大的特点被广泛的应用于电动工具,厨房用品,地板护理产品领域。主要是汽车启动器的设计:

串励直流电动机原理及控制回路设计

汽车起动机为什么要采用直流串励式电动机原因如下:    ①在电枢电流相同的情况下,串励式直流电动机的转矩要比并励式直流电动机大,从而使发动机更易启动;    ②由于串励直流电动机具有软的机械特性,即轻载时转速高、重载时转速低,故对起动发动机十分有利,使起动安全可靠。    影响起动机功率的因素有哪些?      ①转矩特性(转矩特性是指电动机的电磁转矩随电枢电流变化的关系,注明:由于串励式直流电动机的磁场绕组与电枢绕组串联,故电枢电流与励磁电流相等。)    ②机械特性(电动机转速随转矩而变化的关系,成为机械特性。注明:串励式直流电动机在轻载时转速很高,易造成电动机“飞车”事故。因此,对于,功率较大的串励直流电动机,不充许再轻载或空载下运行。)  起动发动机所必须的功率,决定于发动机的最低起动转速和发动机的起动阻力矩。

四、串励直流电动机控制回路

下图为串励直流电动机刀开关可逆控制电路。图中Q为双刀双掷开关,通过Q可改变电枢绕组的电流方向,从而在接通直流电源后改变电动机的方向。切换刀开关时,电动机由于只改变电枢绕组的电流方向,而励磁绕组的电流方向始终不变,因此电动机的方向改变。这种电路可用在电瓶车上。

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串励直流电动机刀开关正反转控制电路接线图

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