生活中其實馬達的身影無處不在,,例如小孩的玩具,、男人的剃須刀還有電吹風,只要拆開看看,,都能看見馬達的身影,。 而其中的一類就是有刷直流電機,自從1831年法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應后不久,,第一臺電機就出現(xiàn)了,。至此,盡管馬達的結構經(jīng)歷了各類各樣的變化,,甚至越來越復雜,,但是馬達的核心原理始終沒有改變。 在有刷電機中,,主要的結構就是定子,、轉(zhuǎn)子和電刷。在電機內(nèi)部,,有兩個固定的磁體裝在電機機身上,,分別為N極和S極,由于其固定不動,,因此稱之為“定子”,;中間可轉(zhuǎn)動的部分則稱之為“轉(zhuǎn)子”,轉(zhuǎn)子主要由定子鐵芯和線圈組成,。 線圈一般由銅線按照特定的方向纏繞在定子鐵芯上而成,,銅線包有塑料外殼。當接通電源時,,線圈內(nèi)就會產(chǎn)生電流,。根據(jù)法拉第電磁感應定律,通電導線能產(chǎn)生磁場,。利用右手定則,,四指彎曲指向電流的方向,,大拇指所指的方向就是N極,另一端就是S極,。 大家都知道,,磁場有一個特性,那就是同性相斥,,異性相吸(Okex感覺這點倒跟人類一樣),。由于定子和轉(zhuǎn)子的磁極相同,相互排斥,,此時轉(zhuǎn)子就會旋轉(zhuǎn),。但是當轉(zhuǎn)到一定位置時,定子和轉(zhuǎn)子兩頭都是相反的磁極了,,當兩頭吸引力相同時,,轉(zhuǎn)子就會停止轉(zhuǎn)動。 為了能讓轉(zhuǎn)子持續(xù)轉(zhuǎn)動,,這就需要換向片和電刷了,。 在轉(zhuǎn)子上,固定有有兩個相互分離的弧形銅片,,它連接著線圈,,這就是換向片。而電刷則由石墨制成,,緊貼著換向片,,固定在馬達外殼上,直接連接電源,。 當接通電源時,,電流不再直接到線圈上,而是先經(jīng)過電刷到達換向片,,然后進入線圈,,此時轉(zhuǎn)子才開始轉(zhuǎn)動。當轉(zhuǎn)子和定子的磁極出于相吸狀態(tài)時,,電刷正好處于換向片的空隙處,,電流無法傳遞到換向片上,也就無法到達線圈,,線圈則失去了磁性,。但是轉(zhuǎn)子會在慣性的作用下繼續(xù)轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)動后,,電刷會重新與換向片接觸通電,,但電刷接觸的換向片已經(jīng)變成另一個了,此時線圈內(nèi)的電流方向就會發(fā)生改變,轉(zhuǎn)子兩端的磁性則會改變,,進而繼續(xù)轉(zhuǎn)動,,如此往復,形成連續(xù)的轉(zhuǎn)動,。 最基礎的原理展示只有兩組線圈,,這樣間隔較大,轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)到不同位置時,,磁場是不同的,,因此轉(zhuǎn)動起來忽快忽慢,是不穩(wěn)定的,。Okex了解到為了增加轉(zhuǎn)動的穩(wěn)定性,,可以增加線圈的數(shù)量來解決這個問題。例如一些玩具內(nèi)的馬達轉(zhuǎn)子裝有三組線圈和三個換向片,,這樣連接起來則會更緊密,,轉(zhuǎn)動更平穩(wěn)。 那么馬達的轉(zhuǎn)速又跟什么有關系呢,? 轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的乘積就是輸出功率,,而輸出功率又為電壓和電流的乘積,。要想提高轉(zhuǎn)速就需要提高輸出功率,,也就是要提高電壓和電流。理論上,,只要電流和電壓足夠高,,轉(zhuǎn)速就可以足夠快。但是在電機中往往會有一些制約的因素影響到轉(zhuǎn)速,。而對有刷電機來說,,當達到5000rmp時,就已經(jīng)很厲害了,。如果轉(zhuǎn)速過高,,電刷是受不了的。因此,,電刷是制約有刷電機的一個主要零件,。 |