直流電源工程師們需要了解的電機原理
2017-6-7 10:20:55??????點擊：
電動機應用和直流電源系統應用看似兩個不同領域的，實際在我們工作中會發現兩者有著緊密的關聯，如很多的直流電機需要做電機老化實驗，電機的正向和反向旋轉實驗等都需要直流電源系統，也可以說在做這部分實驗的時候都必須使用我們的直流電源系統來作為供電電源。那么這樣就為我們直流電源工程師們提出了一個要求，怎么能從專業的角度去為客戶的選型提供相關的知識，這一點很重要，因為選型的結果直接影響用戶實驗的成敗。那么作為直流電源工程師就有必要了解一下電動機的工作原理了。下面我們就用很通俗的3D動畫的形式了解一下電動機的構造及工作原理。
通過直觀的電機動圖，來了解各電機的工作原理!
電機(俗稱“馬達”)是指依據電磁感應定律實現電能轉換或傳遞的一種電磁裝置。它的主要作用是產生驅動轉矩，作為用電器或各種機械的動力源。
發電機的主要作用是利用電能轉化為機械能。
電動機主要包括一個用以產生磁場的電磁鐵繞組或分布的定子繞組和一個旋轉電樞或轉子和其它附件組成。在定子繞組旋轉磁場的作用下，其在電樞鼠籠式鋁框中有電流通過并受磁場的作用而使其轉動。
定子(靜止部分)
定子鐵心：電機磁路的一部分，并在其上放置定子繞組;
定子繞組：是電動機的電路部分，通入三相交流電，產生旋轉磁場;
機座：固定定子鐵心與前后端蓋以支撐轉子，并起防護、散熱等作用;
轉子(旋轉部分)
轉子鐵心：作為電機磁路的一部分以及在鐵心槽內放置轉子繞組;
轉子繞組：切割定子旋轉磁場產生感應電動勢及電流，并形成電磁轉矩而使電動機旋轉;
1.直流電動機
直流電機是將直流電能轉換成機械能(直流電動機)或將機械能轉換成直流電能(直流發電機)的旋轉電機。它是能實現直流電能和機械能互相轉換的電機。
當它作電動機運行時是直流電動機，將電能轉換為機械能;作發電機運行時是直流發電機，將機械能轉換為電能。
直流電機的物理模型圖：
上圖的直流電機的物理模型圖，固定部分有磁鐵，這里稱作主磁極;固定部分還有電刷。轉動部分有環形鐵心和繞在環形鐵心上的繞組。(其中2個小圓圈是為了方便表示該位置上的導體電勢或電流的方向而設置的)
動圖
2.步進電機
步進電機是將電脈沖信號轉變為角位移或線位移的開環控制元步進電機件。
在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數，而不受負載變化的影響，當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度。
可以通過控制脈沖個數來控制角位移量，從而達到準確定位的目的;同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度，從而達到調速的目的。
步進電機工作原理
當電流流過定子繞組時，定子繞組產生一矢量磁場。該磁場會帶動轉子旋轉一角度，使得轉子的一對磁場方向與定子的磁場方向一致。
當定子的矢量磁場旋轉一個角度。轉子也隨著該磁場轉一個角度。每輸入一個電脈沖，電動機轉動一個角度前進一步。
它輸出的角位移與輸入的脈沖數成正比、轉速與脈沖頻率成正比。改變繞組通電的順序，電機就會反轉。所以可用控制脈沖數量、頻率及電動機各相繞組的通電順序來控制步進電機的轉動。
3.單向異步電動機
異步電動機又稱感應電動機，是由氣隙旋轉磁場與轉子繞組感應電流相互作用產生電磁轉矩，從而實現機電能量轉換為機械能量的一種交流電機。
單相異步電動機的工作原理
在交流電機中，當定子繞組通過交流電流時，建立了電樞磁動勢，它對電機能量轉換和運行性能都有很大影響。
所以單相交流繞組通入單相交流產生脈振磁動勢，該磁動勢可分解為兩個幅值相等、轉速相反的旋轉磁動勢和，從而在氣隙中建立正傳和反轉磁場和。
這兩個旋轉磁場切割轉子導體，并分別在轉子導體中產生感應電動勢和感應電流。
該電流與磁場相互作用產生正、反電磁轉矩。正向電磁轉矩企圖使轉子正轉;反向電磁轉矩企圖使轉子反轉。這兩個轉矩疊加起來就是推動電動機轉動的合成轉。
4.永磁電機
永磁電機是利用永磁體提供磁場的電動機。電動機做功，需要2個條件，一個存在磁場，另外一個是磁場中有運動的電流存在。
電機剖視圖展示其工作原理
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