世界上功率消耗量的近一半是由电机消耗,因此在解决世界能源问题上,电机的高效率化被称为是最有效的措施。


(资料图)

电机种类

一般情况下指将磁场内电流流通产生的力转变为旋转动作,在广义范围内还包括直线动作。

按电机驱动的电源种类,可分为DC电机和AC电机。而 根据电机旋转原理,大致可分为以下几种。(特殊电机除外)

关于电流、磁场和力

首先,为了便于后续电机原理说明,我们来回顾一下有关电流、磁场和力的基本定律/法则。虽然有一种怀旧的感觉,但如果平时不常使用磁性元器件,就很容易忘记这些知识。

我们结合图片和公式来说明。

当导线框为矩形时,要考虑到作用在电流上的力。

作用于边a、c部分的力F为

产生以中心轴为心轴的转矩。

例如,当考虑到旋转角度仅为θ的状态时,与b和d成直角作用的力为sinθ,因此a部分的转矩Ta由以下公式表示:

以相同的方式考虑c部分,则转矩加倍,并生成由以下公式计算出来的转矩:

由于矩形的面积为S=h・l,因此将其代入上述公式可得出以下结果:

该公式不仅适用于矩形,也适用于圆形等其他常见形状。电机就是利用了该原理。

电机如何旋转?

1) 电机旋转借助磁铁、磁力

在带旋转轴的永久磁铁周围,①旋转磁铁(使产生旋转磁场),②则根据 N极与S极异极相吸、同级相斥原理,③带旋转轴的磁铁将旋转。

这就是电机旋转的基本原理。

导线中流过电流使其周围产生旋转磁场(磁力)从而磁铁旋转,实际上与此是一样的动作状态。

另外,将导线绕成线圈状,则磁力被合成,形成大的磁场通量(磁通量),产生N极和S极。

另外,在线圈状导线中插入铁芯,磁力线变得容易通过,能产生更强的磁力。

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