要了解電動機電機模型與(yu) 磁場的關(guan) 係,首先給大家複習(xi) 幾個(ge) 基礎定則:左手定則、右手定則、右手螺旋定則。別懵逼,我下麵會(hui) 給大家解釋。
左手定則,這個(ge) 是電機轉動受力分析的基礎,簡單說就是磁場中的載流導體(ti) ,會(hui) 受到力的作用。
讓磁感線穿過手掌正麵,手指方向為(wei) 電流方向,大拇指方向為(wei) 產(chan) 生磁力的方向,我相信喜歡玩模型的人都還有一定物理基礎的哈哈。
右手定則,這是產(chan) 生感生電動勢的基礎,跟左手定則的相反,磁場中的導體(ti) 因受到力的牽引切割磁感線產(chan) 生電動勢。
讓磁感線穿過掌心,大拇指方向為(wei) 運動方向,手指方向為(wei) 產(chan) 生的電動勢方向。為(wei) 什麽(me) 要講感生電動勢呢?不知道大家有沒有類似的經曆,把電機的三相線合在一起,用手去轉動電機會(hui) 發現阻力非常大,這就是因為(wei) 在轉動電機過程中產(chan) 生了感生電動勢,從(cong) 而產(chan) 生電流,磁場中電流流過導體(ti) 又會(hui) 產(chan) 生和轉動方向相反的力,大家就會(hui) 感覺轉動有很大的阻力。不信可以試試。
右手螺旋定則,用右手握住通電螺線管,使四指彎曲與(yu) 電流方向一致,那麽(me) 大拇指所指的那一端就是通電螺旋管的N極。
這個(ge) 定則是通電線圈判斷極性的基礎,紅色箭頭方向即為(wei) 電流方向。看完了三大定則,我們(men) 接下來先看看電機轉動的基本原理。
直流電機模型
我們(men) 找到一個(ge) 中學物理學過的直流電機的模型,通過磁回路分析法來進行一個(ge) 簡單的分析。
狀態1
當兩(liang) 頭的線圈通上電流時,根據右手螺旋定則,會(hui) 產(chan) 生方向指向右的外加磁感應強度B(如粗箭頭方向所示),而中間的轉子會(hui) 盡量使自己內(nei) 部的磁感線方向與(yu) 外磁感線方向保持一致,以形成一個(ge) 最短閉合磁力線回路,這樣內(nei) 轉子就會(hui) 按順時針方向旋轉了。
當轉子磁場方向與(yu) 外部磁場方向垂直時,轉子所受的轉動力矩最大。注意這裏說的是“力矩”最大,而不是“力”最大。誠然,在轉子磁場與(yu) 外部磁場方向一致時,轉子所受磁力最大,但此時轉子呈水平狀態,力臂為(wei) 0,當然也就不會(hui) 轉動了。補充一句,力矩是力與(yu) 力臂的乘積。其中一個(ge) 為(wei) 零,乘積就為(wei) 零了。
當轉子轉到水平位置時,雖然不再受到轉動力矩的作用,但由於(yu) 慣性原因,還會(hui) 繼續順時針轉動,這時若改變兩(liang) 頭螺線管的電流方向,如下圖所示,轉子就會(hui) 繼續順時針向前轉動
狀態2
如此不斷改變兩(liang) 頭螺線管的電流方向,內(nei) 轉子就會(hui) 不停轉起來了。改變電流方向的這一動作,就叫做換相。補充一句:何時換相隻與(yu) 轉子的位置有關(guan) ,而與(yu) 其他任何量無直接關(guan) 係。