直流电动机类型 - 串励、并励和复励


根据励磁绕组与电枢的连接方式,直流电动机可分为以下几类:

  • 永磁直流电动机
  • 他励直流电动机
  • 自励直流电动机
    • 串励直流电动机
    • 并励直流电动机
    • 复励直流电动机

永磁直流电动机

主磁通由永磁体产生的直流电动机称为永磁直流电动机。这种类型的直流电动机只需要一个外部直流电源来为电枢供电。永磁直流电动机主要用于小型应用,例如玩具。

他励直流电动机

他励直流电动机中,主励磁绕组由外部直流电源激磁。他励直流电动机是一种双激磁电动机,需要两个直流电源,一个用于电枢,另一个用于励磁绕组。

这里:

$$\mathrm{电枢电流,I_{a} = I_{s}}$$

$$\mathrm{电源电压,\:V_{s} = E_{b} + I_{a}R_{a}}$$

$$\mathrm{电枢产生的电功率 = E_{b}I_{a}}$$

串励直流电动机

励磁绕组与电枢绕组串联的直流电动机称为串励直流电动机。由于串励绕组承载整个电枢电流,因此串励绕组采用少量粗导线绕制,电阻较低。

这里:

$$\mathrm{电枢电流,\:I_{a}= I_{se}}$$

$$\mathrm{电源电压,\:VS \:= \:E_{b} + I_{se}R_{se} + I_{a}R_{a} \:= \:E_{b} + I_{a}(R_{a} + R_{se})}$$

应用 - 串励直流电动机是变速电动机,即其速度在高转矩时低,反之亦然。然而,在空载或轻载时,电动机的转速会达到危险的高速。串励电动机具有较高的启动转矩。因此,它们用于以下应用 -

  • 需要大启动转矩的地方,例如电梯、电力牵引、起重机等。
  • 负载波动较大,并且需要根据负载要求自动调节速度的地方。
  • 也用于空气压缩机、真空吸尘器、吹风机、缝纫机等。

并励直流电动机

并励直流电动机是指励磁绕组与电枢绕组并联的电动机。并励绕组设计为高电阻,即采用大量细导线绕制,因此并励电流相对于电枢电流来说相对较小。

这里:

$$\mathrm{电枢电流,\:I_{a} \:= \:I_{s} − I_{sh}}$$

$$\mathrm{并励电流,\:I_{sh}\: =\:\frac{V_{s}}{R_{sh}}}$$

$$\mathrm{电源电压,\:V_{s} \:= \:E_{b} + I_{a}R_{a}}$$

应用 - 并励电动机是恒速电动机。因此,它们用于以下应用 -

  • 需要从空载到满载保持恒定速度的地方。
  • 用于车床、钻床、磨床、纺纱和织布机、镗床等。

复励直流电动机

既有串励绕组又有并励绕组的直流电动机称为复励直流电动机。复励直流电动机有两种类型:

短 shunt 复励电动机

短 shunt 复励电动机中,并励绕组直接与电枢绕组并联。

长 shunt 复励电动机

当并励绕组与电枢绕组和串励绕组的串联组合并联时,该电动机称为长 shunt 复励电动机

注意 - 当串励磁通辅助并励磁通时,即两者方向相同,则该复励电动机称为积性复励电动机;当串励磁通与并励磁通相反时,即两者方向相反,则该电动机称为差性复励电动机

重要提示 - 复励直流电机(发电机或电动机)的设计总是使并励绕组产生的磁通大于串励绕组产生的磁通。

应用 - 由于差性复励电动机的转矩特性较差,因此很少使用。然而,积性复励电动机用于具有不规则负载或突然施加重负载的恒速应用,例如压力机、往复式机器和剪切机等。

更新于:2021年8月18日

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