三相交流電機調速有哪些方法

1 變極調速.2變頻調速.3變轉差率調速...

    三相交流電機有很多種。

1.普通三相鼠籠式。這種電機隻能通過變頻器改變電源頻率和電壓調速（F/U)。

2.三相繞線式電機，可以通過改變串接在轉子線圈上的電阻改變電機的機械特性達到調速的目的。這種方式常 用在吊車上。長時間工作大功率的繞線式電機調速不用電阻串接，因為(wei) 電阻會(hui) 消耗大量的電能。通常是串可控矽，通過控製可控矽的導通角控製電流。相當於(yu) 改變回路中的電阻達到同上效果 。轉子的電能經可控矽組整流後，再逆變送回電網。這種方式稱為(wei) 串級調速。配上好的調速控製櫃，據說可以和直流電機調速相比美。

3.多極電機。這種電機有一組或多組繞組。通過改變接在接線合中的繞組引線接法，改變電機極數調速。最常見的4/2極電機用（角/雙Y)接。

4.三相整流子電機。這是一種很老式的調速電機，現在很用了。這種電機結構複雜，它的轉子和直流電機轉子差不多，也有換向器，和電刷。通過機械機構改變電刷相對位置，改變轉子組繞組的電動勢改變電流而調速。這種電機用的是三相流電，但是，嚴(yan) 格上來說，其實它是直流機。原理是有點象串礪直流機。

5.滑差調速器。這種方式其實不是改變電機轉速。而是改變和是電機軸相連的滑差離合器的離合度，改變離合器輸出軸的轉速來調速的。還有如，矽油離合器，磁粉離合器，等等，一此離合機械裝置和三相電機配套，用來調速的方式。嚴(yan) 格上來說不算是三相電機的調還方式。但是很多教材常常把它們(men) 算作調速方式和一種。 

直流電機的調速方法

一是調節電樞電壓，二是調節勵磁電流，
而常見的微型直流電機，其磁場都是固定的，不可調的永磁體(ti) ，
所以隻好調節電樞電壓，要說有那幾種調節電樞電壓方法，
常用的一是可控矽調壓法，再就是脈寬調製法(PWM)。

PWM的H型屬於(yu) 調壓調速。PWM的H橋隻能實現大功率調速。國內(nei) 的超大功率調速還要依靠可控矽實現可控整流來實現直流電機的調壓調速。
還有弱磁調速，通過適當減弱勵磁磁場的辦法也可以調速。

直流電機與(yu) 交流電機比較

最大的優(you) 點就是直流電機可以實現“平滑而經濟的調速”；直流電機的調速不需要其它設備的配合，可通過改變輸入的電壓/電流，或者勵磁電壓/電流來調速。
交流永磁同步的調速是靠改變頻率來實現的，需要變頻器。
直流電機雖不需要其它的設備來幫助調速，但自身的結構複雜，製造成本高；在大功率可控晶閘管大批量使用之前，直流電動機用於(yu) 大多的調速場合。在大功率可控晶閘管工業(ye) 生產(chan) 化後，交流電動機的調速變得更簡單了，交流電動機的製造成本低廉，使用壽命長等優(you) 點就表現出來。

直流電機的3種調速方法各有什麽(me) 優(you) 缺點?

不同的需要，采用不同的調速方式，應該說各有什麽(me) 特點。
1.在全磁場狀態，調電樞電壓，適合應用在0~基速以下範圍內(nei) 調速。不能達到電機的最高轉速。 
2.在電樞全電壓狀態，調激磁電壓，適合應用在基速以上，弱磁升速。 不能得到電機的較低轉速。
3.在全磁場狀態，調電樞電壓，電樞全電壓之後，弱磁升速。適合應用在調速範圍大的情況。這是直流電機最完善的調速方式，但設備複雜，造價(jia) 高。

直流電機調速一般采用脈衝(chong) 寬度調製。

即供電電壓是寬度可調的脈衝(chong) 電壓。當脈衝(chong) 最寬時，相當於(yu) 直流電，功率最大，轉速最高。脈衝(chong) 寬度減小時，相當於(yu) 直流電電壓降低，功率及轉速降低。
無刷電機沒有電刷磨損，維護相對簡單，較有刷可靠，但需加裝驅動（換向）電路，一次性投資較大。

脈寬調製（PWM）是調整脈衝(chong) 的寬度而不是頻率。“脈衝(chong) 寬了”指的是高電平時間長了，低電平時間短了，脈衝(chong) 頻率並沒有變。脈寬調製並不是直接調整電機的速度，而是改變電機的功率或扭矩。扭矩大了，換向加快，轉速就提高了。

直流電機有定子和轉子兩(liang) 大部分組成，定子上有磁極（繞組式或永磁式），轉子有繞組，通電後，轉子上也形成磁場（磁極），定子和轉子的磁極之間有一個(ge) 夾角，在定轉子磁場（N極和S極之間）的相互吸引下，是電機旋轉。改變電刷的位子，就可以改變定轉子磁極夾角（假設以定子的磁極為(wei) 夾角起始邊，轉子的磁極為(wei) 另一邊，由轉子的磁極指向定子的磁極的方向就是電機的旋轉方向）的方向，從(cong) 而改變電機的旋轉方向

電動機也稱電機(俗稱馬達)，在電路中用字母“M”(舊標準用“D”)表示。它的主要作用是產(chan) 生驅動轉矩，作為(wei) 用電器或各種機械的動力源。
   (一)電動機的種類
電動機有多種類型。
1.按工作電源分類 根據電動機工作電源的不同，可分為(wei) 直流電動機和交流電動機。其中交流電動機還分為(wei) 單相電動機和三相電動機。
2.按結構及工作原理分類 電動機按結構及工作原理可分為(wei) 直流電動機，異步電動機和同步電動機。
同步電動機還可分為(wei) 永磁同步電動機、磁阻同步電動機和磁滯同布電動機。
異步電動機可分為(wei) 感應電動機和交流換向器電動機。感應電動機又分為(wei) 三相異步電動機、單相異步電動機和罩極異步電動機等。交流換向器電動機又分為(wei) 單相串勵電動機、交直流兩(liang) 用電動機和推斥電動機。
直流電動機按結構及工作原理可分為(wei) 無刷直流電動機和有刷直流電動機。有刷直流電動機可分為(wei) 永磁直流電動機和電磁直流電動機。電磁直流電動機又分為(wei) 串勵直流電動機、並勵直流電動機、他勵直流電動機和複

勵直流電動機。永磁直流電動機又分為(wei) 稀土永磁直流電動機、鐵氧體(ti) 永磁直流電動機和鋁鎳鈷永磁直流電動機。
3.按起動與(yu) 運行方式分類 電動機按起動與(yu) 運行方式可分為(wei) 電容起動式單相異步電動機、電容運轉式單相異步電動機、電容起動運轉式單相異步電動機和分相式單相異步電動機。
4.按用途分類 電動機按用途可分為(wei) 驅動用電動機和控製用電動機。
驅動用電動機又分為(wei) 電動工具(包括鑽孔、拋光、磨光、開槽、切割、擴孔等工具)用電動機、家電(包括洗衣機、電風扇、電冰箱、空調器、錄音機、錄像機、影碟機、吸塵器、照相機、電吹風、電動剃須刀等)用電動機及其它通用小型機械設備(包括各種小型機床、小型機械、醫療器械、電子儀(yi) 器等)用電動機。
控製用電動機又分為(wei) 步進電動機和伺服電動機等。
5.按轉子的結構分類 電動機按轉子的結構可分為(wei) 籠型感應電動機(舊標準稱為(wei) 鼠籠型異步電動機)和繞線轉子感應電動機(舊標準稱為(wei) 繞線型異步電動機)。
6.按運轉速度分類 電動機按運轉速度可分為(wei) 高速電動機、低速電動機、恒速電動機、調速電動機。
低速電動機又分為(wei) 齒輪減速電動機、電磁減速電動機、力矩電動機和爪極同步電動機等。
調速電動機除可分為(wei) 有級恒速電動機、無級恒速電動機、有級變速電動機和無極變速電動機外，還可分為(wei) 電磁調速電動機、直流調速電動機、PWM變頻調速電動機和開關(guan) 磁阻調速電動機。
(二)直流電動機
直流電動機是依靠直流工作電壓運行的電動機，廣泛應用於(yu) 收錄機、錄像機、影碟機、電動剃須刀、電吹風、電子表動玩具等。
1.電磁式直流電動機 電磁式直流電動機由定子磁極、轉子(電樞)、換向器(俗稱整流子)、電刷、機殼、軸承等構成，
電磁式直流電動機的定子磁極(主磁極)由鐵心和勵磁繞組構成。根據其勵磁(舊標準稱為(wei) 激磁)方式的不同又可分為(wei) 串勵直流電動機、並勵直流電動機、他勵直流電動機和複勵直流電動機。因勵磁方式不同，定子磁極磁通(由定子磁極的勵磁線圈通電後產(chan) 生)的規律也不同。
串勵直流電動機的勵磁繞組與(yu) 轉子繞組之間通過電刷和換向器相串聯，勵磁電流與(yu) 電樞電流成正比，定子的磁通量隨著勵磁電流的增大而增大，轉矩近似與(yu) 電樞電流的平方成正比，轉速隨轉矩或電流的增加而迅速下降。其起動轉矩可達額定轉矩的5倍以上，短時間過載轉矩可達額定轉矩的4倍以上，轉速變化率較大，空載轉速甚高(一般不允許其在空載下運行)。可通過用外用電阻器與(yu) 串勵繞組串聯(或並聯)、或將串勵繞組並聯換接來實現調速。
並勵直流電動機的勵磁繞組與(yu) 轉子繞組相並聯，其勵磁電流較恒定，起動轉矩與(yu) 電樞電流成正比，起動電流約為(wei) 額定電流的2.5倍左右。轉速則隨電流及轉矩的增大而略有下降，短時過載轉矩為(wei) 額定轉矩的1.5倍。轉速變化率較小，為(wei) 5%~15%。可通過消弱磁場的恒功率來調速。
他勵直流電動機的勵磁繞組接到獨立的勵磁電源供電，其勵磁電流也較恒定，起動轉矩與(yu) 電樞電流成正比。轉速變化也為(wei) 5%~15%。可以通過消弱磁場恒功率來提高轉速或通過降低轉子繞組的電壓來使轉速降低。
複勵直流電動機的定子磁極上除有並勵繞組外，還裝有與(yu) 轉子繞組串聯的串勵繞組(其匝數較少)。串聯繞組產(chan) 生磁通的方向與(yu) 主繞組的磁通方向相同，起動轉矩約為(wei) 額定轉矩的4倍左右，短時間過載轉矩為(wei) 額定轉矩的3.5倍左右。轉速變化率為(wei) 25%~30%(與(yu) 串聯繞組有關(guan) )。轉速可通過消弱磁場強度來調整。
換向器的換向片使用銀銅、鎘銅等合金材料，用高強度塑料模壓成。
電刷與(yu) 換向器滑動接觸，為(wei) 轉子繞組提供電樞電流。電磁式直流電動機的電刷一般采
用金屬石墨電刷或電化石墨電刷。 
轉子的鐵心采用矽鋼片疊壓而成，一般為(wei) 12槽，內(nei) 嵌12組電樞繞組，各繞組間串聯接後，再分別與(yu) 12片換向片連接。

2.永磁式直流電動機
永磁式直流電動機也由定子磁極、轉子、電刷、外殼等組成，
定子磁極采用永磁體(ti) (永久磁鋼)，有鐵氧體(ti) 、鋁鎳鈷、釹鐵硼等材料。按其結構形式可分為(wei) 圓筒型和瓦塊型等幾種。錄放機中使用的電多數為(wei) 圓筒型磁體(ti) ，而電動工具及汽車用電器中使用的電動機多數采用專(zhuan) 塊型磁體(ti) 。圖18-12是兩(liang) 種永磁體(ti) 的磁路示意圖。
轉子一般采用矽鋼片疊壓而成，較電磁式直流電動機轉子的槽數少。錄放機中使用的小功率電動機多數為(wei) 3槽，較高檔的為(wei) 5槽或7槽。漆包線繞在轉子鐵心的兩(liang) 槽之間(三槽即有三個(ge) 繞組)，其各接頭分別焊在換各器的金屬片上。電刷是連接電源與(yu) 轉子繞組的導電部件，具備導電與(yu) 耐磨兩(liang) 種性能。永磁電動機的電刷使用單性金屬片或金屬石墨電刷、電化石墨電刷。
錄放機中使用的永磁式直流電動機，采用電子穩速電路或離心式穩速裝置。

3.無刷直流電動機 無刷直流電動機是采用半導體(ti) 開關(guan) 器件來實現電子換向的，即用電子開關(guan) 器件代替傳(chuan) 統的接觸式換向器和電刷。它具有可靠性高、無換向火花、機械噪聲低等優(you) 點，廣泛應用於(yu) 高檔錄音座、錄像機、電子儀(yi) 器及自動化辦公設備中。
無刷直流電動機由永磁體(ti) 轉子、多極繞組定子、位置傳(chuan) 感器等組成，如圖18-13所示。位置傳(chuan) 感按轉子位置的變化，沿著一定次序對定子繞組的電流進行換流(即檢測轉子磁極相對定子繞組的位置，並在確定的位置處產(chan) 生位置傳(chuan) 感信號，經信號轉換電路處理後去控製功率開關(guan) 電路，按一定的邏輯關(guan) 係進行繞組電流切換)。定子繞組的工作電壓由位置傳(chuan) 感器輸出控製的電子開關(guan) 電路提供。
位置傳(chuan) 感器有磁敏式、光電式和電磁式三種類型。
采用磁敏式位置傳(chuan) 感器的無刷直流電動機，其磁敏傳(chuan) 感器件(例如霍爾元件、磁敏二極管、磁敏詁極管、磁敏電阻器或專(zhuan) 用集成電路等)裝在定子組件上，用來檢測永磁體(ti) 、轉子旋轉時產(chan) 生的磁場變化。
采用光電式位置傳(chuan) 感器的無刷直流電動機，在定子組件上按一定位置配置了光電傳(chuan) 感器件，轉子上裝有遮光板，光源為(wei) 發光二極管或小燈泡。轉子旋轉時，由於(yu) 遮光板的作用，定子上的光敏元器件將會(hui) 按一定頻率間歇間生脈衝(chong) 信號。
采用電磁式位置傳(chuan) 感器的無刷直流電動機，是在定子組件上安裝有電磁傳(chuan) 感器部件(例如耦合變壓器、接近開關(guan) 、LC諧振電路等)，當永磁體(ti) 轉子位置發生變化時，電磁效應將使電磁傳(chuan) 感器產(chan) 生高頻調製信號(其幅值隨轉子位置而變化)。

各種交流電動機的旋轉原理

目前較常用的交流電動機有兩(liang) 種：1、三相異步電動機。2、單相交流電動機。第一種多用在工業(ye) 上，而第二種多用在民用電器上。

一、三相異步電動機的旋轉原理 
三相異步電動機要旋轉起來的先決(jue) 條件是具有一個(ge) 旋轉磁場，三相異步電動機的定子繞組就是用來產(chan) 生旋轉磁場的。我們(men) 知道，但相電源相與(yu) 相之間的電壓在相位上是相差120度的，三相異步電動機定子中的三個(ge) 繞組在空間方位上也互差120度，這樣，當在定子繞組中通入三相電源時，定子繞組就會(hui) 產(chan) 生一個(ge) 旋轉磁場，其產(chan) 生的過程如圖1所示。圖中分四個(ge) 時刻來描述旋轉磁場的產(chan) 生過程。電流每變化一個(ge) 周期，旋轉磁場在空間旋轉一周，即旋轉磁場的旋轉速度與(yu) 電流的變化是同步的。旋轉磁場的轉速為(wei) ：n=60f/P 式中f為(wei) 電源頻率、P是磁場的磁極對數、n的單位是：每分鍾轉數。根據此式我們(men) 知道，電動機的轉速與(yu) 磁極數和使用電源的頻率有關(guan) ，為(wei) 此，控製交流電動機的轉速有兩(liang) 種方法：1、改變磁極法；2、變頻法。以往多用第一種方法，現在則利用變頻技術實現對交流電動機的無級變速控製。 
觀察圖1還可發現，旋轉磁場的旋轉方向與(yu) 繞組中電流的相序有關(guan) 。相序A、B、C順時針排列，磁場順時針方向旋轉，若把三根電源線中的任意兩(liang) 根對調，例如將B相電流通入C相繞組中，C相電流通入B相繞組中，則相序變為(wei) ：C、B、A，則磁場必然逆時針方向旋轉。利用這一特性我們(men) 可很方便地改變三相電動機的旋轉方向。 定子繞組產(chan) 生旋轉磁場後，轉子導條（鼠籠條）將切割旋轉磁場的磁力線而產(chan) 生感應電流，轉子導條中的電流又與(yu) 旋轉磁場相互作用產(chan) 生電磁力，電磁力產(chan) 生的電磁轉矩驅動轉子沿旋轉磁場方向以n1的轉速旋轉起來。一般情況下，電動機的實際轉速n1低於(yu) 旋轉磁場的轉速n。因為(wei) 假設n=n1，則轉子導條與(yu) 旋轉磁場就沒有相對運動，就不會(hui) 切割磁力線，也就不會(hui) 產(chan) 生電磁轉矩，所以轉子的轉速n1必然小於(yu) n。為(wei) 此我們(men) 稱三相電動機為(wei) 異步電動機。 

二、單相交流電動機的旋轉原理 
單相交流電動機隻有一個(ge) 繞組，轉子是鼠籠式的。當單相正弦電流通過定子繞組時，電動機就會(hui) 產(chan) 生一個(ge) 交變磁場，這個(ge) 磁場的強弱和方向隨時間作正弦規律變化，但在空間方位上是固定的，所以又稱這個(ge) 磁場是交變脈動磁場。這個(ge) 交變脈動磁場可分解為(wei) 兩(liang) 個(ge) 以相同轉速、旋轉方向互為(wei) 相反的旋轉磁場，當轉子靜止時，這兩(liang) 個(ge) 旋轉磁場在轉子中產(chan) 生兩(liang) 個(ge) 大小相等、方向相反的轉矩，使得合成轉矩為(wei) 零，所以電動機無法旋轉。當我們(men) 用外力使電動機向某一方向旋轉時（如順時針方向旋轉），這時轉子與(yu) 順時針旋轉方向的旋轉磁場間的切割磁力線運動變小；轉子與(yu) 逆時針旋轉方向的旋轉磁場間的切割磁力線運動變大。這樣平衡就打破了，轉子所產(chan) 生的總的電磁轉矩將不再是零，轉子將順著推動方向旋轉起來。 
要使單相電動機能自動旋轉起來，我們(men) 可在定子中加上一個(ge) 起動繞組，起動繞組與(yu) 主繞組在空間上相差90度，起動繞組要串接一個(ge) 合適的電容，使得與(yu) 主繞組的電流在相位上近似相差90度，即所謂的分相原理。這樣兩(liang) 個(ge) 在時間上相差90度的電流通入兩(liang) 個(ge) 在空間上相差90度的繞組，將會(hui) 在空間上產(chan) 生（兩(liang) 相）旋轉磁場，如圖2所示。在這個(ge) 旋轉磁場作用下，轉子就能自動起動，起動後，待轉速升到一定時，借助於(yu) 一個(ge) 安裝在轉子上的離心開關(guan) 或其他自動控製裝置將起動繞組斷開，正常工作時隻有主繞組工作。因此，起動繞組可以做成短時工作方式。但有很多時候，起動繞組並不斷開，我們(men) 稱這種電動機為(wei) 電容式單相電動機，要改變這種電動機的轉向，可由改變電容器串接的位置來實現。 
在單相電動機中，產(chan) 生旋轉磁場的另一種方法稱為(wei) 罩極法，又稱單相罩極式電動機。此種電動機定子做成凸極式的，有兩(liang) 極和四極兩(liang) 種。每個(ge) 磁極在1/3--1/4全極麵處開有小槽，如圖3所示，把磁極分成兩(liang) 個(ge) 部分，在小的部分上套裝上一個(ge) 短路銅環，好象把這部分磁極罩起來一樣，所以叫罩極式電動機。單相繞組套裝在整個(ge) 磁極上，每個(ge) 極的線圈是串聯的，連接時必須使其產(chan) 生的極性依次按N、S、N、S排列。當定子繞組通電後，在磁極中產(chan) 生主磁通，根據楞次定律，其中穿過短路銅環的主磁通在銅環內(nei) 產(chan) 生一個(ge) 在相位上滯後90度的感應電流，此電流產(chan) 生的磁通在相位上也滯後於(yu) 主磁通，它的作用與(yu) 電容式電動機的起動繞組相當，從(cong) 而產(chan) 生旋轉磁場使電動機轉動起來。

直流電機的基本工作原理

直流勵磁的磁路在電工設備中的應用，除了直流電磁鐵（直流繼電器、直流接觸器等）外，最重要的就是應用在直流旋轉電機中。在發電廠裏，同步發電機的勵磁機、蓄電池的充電機等，都是直流發電機；鍋爐給粉機的原動機是直流電動機。此外，在許多工業(ye) 部門，例如大型軋鋼設備、大型精密機床、礦井卷揚機、市內(nei) 電車、電纜設備要求嚴(yan) 格線速度一致的地方等，通常都采用直流電動機作為(wei) 原動機來拖動工作機械的。直流發電機通常是作為(wei) 直流電源，向負載輸出電能；直流電動機則是作為(wei) 原動機帶動各種生產(chan) 機械工作，向負載輸出機械能。在控製係統中，直流電機還有其它的用途，例如測速電機、伺服電機等。雖然直流發電機和直流電動機的用途各不同，但是它們(men) 的結構基本上一樣，都是利用電和磁的相互作用來實現機械能與(yu) 電能的相互轉換。

直流電機的最大弱點就是有電流的換向問題，消耗有色金屬較多，成本高，運行中的維護檢修也比較麻煩。因此，電機製造業(ye) 中正在努力改善交流電動機的調速性能，並且大量代替直流電動機。不過，近年來在利用可控矽整流裝置代替直流發電機方麵，已經取得了很大進展。包括直流電機在內(nei) 的一切旋轉電機，實際上都是依據我們(men) 所知道的兩(liang) 條基本原則製造的。一條是：導線切割磁通產(chan) 生感應電動勢；另一條是：載流導體(ti) 在磁場中受到電磁力的作用。因此，從(cong) 結構上來看，任何電機都包括磁場部分和電路部分。從(cong) 上述原理可見，任何電機都體(ti) 現著電和磁的相互作用，是電、磁這兩(liang) 個(ge) 矛盾著的對立麵的統一。我們(men) 在這一章裏討論直流電機的結構和工作原理，就是討論直流電機中的“磁”和“電”如何相互作用，相互製約，以及體(ti) 現兩(liang) 者之間相互關(guan) 係的物理量和現象（電樞電動勢、電磁轉矩、電磁功率、電樞反應等）。

一、 直流發電機的基本工作原理 
直流發電機和直流電動機具有相同的結構，隻是直流發電機是由原動機（一般是交流電動機）拖動旋轉而發電。可見，它是把機械能變為(wei) 電能的設備。直流電動機則接在直流電源上，拖動各種工作機械（機床、泵、電車、電纜設備等）工作，它是把電能變為(wei) 機械能的設備。但是，當前已經有可控矽整流裝置替代了直流發電機，為(wei) 了能使大家更好的理解直流電動機，有必要同時講述一下直流發電機的原理。

我們(men) 首先來觀察直流發電機是怎樣工作的。 
如圖1所示，電刷A、B分別與(yu) 兩(liang) 個(ge) 半園環接觸，這時A、B兩(liang) 電刷之間輸出的是直流電。我們(men) 再來看看這時線圈在磁極之間運動的情況。從(cong) 圖1（a）可以看出，當線圈的ab邊在N極範圍內(nei) 按逆時針方向運動時，應用發電機右手定則，這時所產(chan) 生的電動勢是從(cong) b指向a。這時線圈的cd邊則是在S極範圍內(nei) 按逆時針方向運動，依據發電機右手定則可以判斷，cd邊中的感應電動勢方向是從(cong) d指向c。從(cong) 整個(ge) 線圈來看，感應電動勢的方向是d-c-b-a。因此，和線圈a端連接的銅片1和電刷A是處於(yu) 正電位；而和線圈的d端連接的銅片2和電刷B是處於(yu) 負電位。如果接通外電路，那麽(me) 電流就從(cong) 電刷A經負載流入電刷B，與(yu) 線圈一起構成閉合的電流通路。

當線圈的ab邊轉到S極範圍內(nei) 時，cd邊就轉到N極範圍內(nei) （圖1，b），用右手定則判斷可以知道，這時線圈cd邊中產(chan) 生的電動勢方向是從(cong) c到d，而ab邊轉到了S極範圍內(nei) ，其中電動勢的方向則是有a到b。由於(yu) 電刷在空間是不動的，因此和線圈d端連接的銅片2和電刷A接觸，它的電位仍然是正。而與(yu) 線圈a端連接的銅片1則和電刷B接觸，它的電位仍然是負。接通外電路時，電流仍然是從(cong) 電刷A經負載流入電刷B，與(yu) 線圈一起構成閉合的電流通路。不過，要注意到這時線圈內(nei) 的電流已經反向了。

由此可知，當線圈不停地旋轉時，雖然與(yu) 兩(liang) 個(ge) 電刷接觸的線圈邊不停的變化，但是，電刷A始終是正電位，電刷B始終是負電位。因此，有兩(liang) 電刷引出的是具有恒定方向的電動勢，負載上得到的是恒定方向的電壓和電流。也就是說，盡管線圈abcd中感應電動勢的方向不斷交變，但是電刷A總是和處在N極範圍內(nei) 的線圈邊接觸，電刷B總是和處在S極範圍內(nei) 的線圈邊相接觸，它們(men) 的極性始終不變。於(yu) 是，線圈中的交流電經過銅片和電刷整流後，便成為(wei) 外電路中的直流電了。這兩(liang) 個(ge) 半圓形的銅片就叫做換向片，它們(men) 合在一起叫做換向器。

二、 直流電動機的基本工作原理 
上麵已經討論了直流發電機的工作原理，現在再來討論直流電動機是怎樣工作的。

如果直流電機的轉子不用原動機拖動，而把它的電刷A、B接在電壓為(wei) U的直流電源上（如圖2所示），那麽(me) 會(hui) 發生什麽(me) 樣的情況呢？從(cong) 圖上可以看出，電刷A是正電位，B是負電位，在N極範圍內(nei) 的導體(ti) ab中的電流是從(cong) a流向b，在S極範圍內(nei) 的導體(ti) cd中的電流是從(cong) c流向d。前麵已經說過，載流導體(ti) 在磁場中要受到電磁力的作用，因此，ab和cd兩(liang) 導體(ti) 都要受到電磁力Fde的作用。根據磁場方向和導體(ti) 中的電流方向，利用電動機左手定則判斷，ab邊受力的方向是向左，而cd邊則是向右。由於(yu) 磁場是均勻的，導體(ti) 中流過的又是相同的電流，所以，ab邊和cd邊所受電磁力的大小相等。這樣，線圈上就受到了電磁力的作用而按逆時針方向轉動了。當線圈轉到磁極的中性麵上時，線圈中的電流等於(yu) 零，電磁力等於(yu) 零，但是由於(yu) 慣性的作用，線圈繼續轉動。線圈轉過半州之後，雖然ab與(yu) cd的位置調換了，ab邊轉到S極範圍內(nei) ，cd邊轉到N極範圍內(nei) ，但是，由於(yu) 換向片和電刷的作用，轉到N極下的cd邊中電流方向也變了，是從(cong) d流向c，在S極下的ab邊中的電流則是從(cong) b流向a。因此，電磁力Fdc的方向仍然不變，線圈仍然受力按逆時針方向轉動。可見，分別處在N、S極範圍內(nei) 的導體(ti) 中的電流方向總是不變的，因此，線圈兩(liang) 個(ge) 邊的受力方向也不變，這樣，線圈就可以按照受力方向不停的旋轉了，通過齒輪或皮帶等機構的傳(chuan) 動，便可以帶動其它工作機械。

從(cong) 以上的分析可以看到，要使線圈按照一定的方向旋轉，關(guan) 鍵問題是當導體(ti) 從(cong) 一個(ge) 磁極範圍內(nei) 轉到另一個(ge) 異性磁極範圍內(nei) 時（也就是導體(ti) 經過中性麵後），導體(ti) 中電流的方向也要同時改變。換向器和電刷就是完成這個(ge) 任務的裝置。在直流發電機中，換向器和電刷的任務是把線圈中的交流電變為(wei) 直流電向外輸出；而在直流電動機中，則用換向器和電刷把輸入的直流電變為(wei) 線圈中的交流電。可見，換向器和電刷是直流電機中不可缺少的關(guan) 鍵性部件。

當然，在實際的直流電動機中，也不隻有一個(ge) 線圈，而是有許多個(ge) 線圈牢固地嵌在轉子鐵芯槽中，當導體(ti) 中通過電流、在磁場中因受力而轉動，就帶動整個(ge) 轉子旋轉。這就是直流電動機的基本工作原理。 
比較直流發電機和直流電動機的工作原理可以看出，它們(men) 的輸入和輸出的能量形式不同的。正如前麵已經說過，直流發電機由原動機拖動，輸入的是機械能，輸出的是電能；直流電動機則是由直流電源供電，輸入的是電能，輸出的是機械能。

步進電機的工作原理

步進電機是一種將電脈衝(chong) 轉化為(wei) 角位移的執行機構。當步進驅動器接收到一個(ge) 脈衝(chong) 信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個(ge) 固定的角度(稱為(wei) “步距角”)，它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的。可以通過控製脈衝(chong) 個(ge) 數來控製角位移量，從(cong) 而達到準確定位的目的；同時可以通過控製脈衝(chong) 頻率來控製電機轉動的速度和加速度，從(cong) 而達到調速的目的。步進電機可以作為(wei) 一種控製用的特種電機，利用其沒有積累誤差(精度為(wei) 100%)的特點，廣泛應用於(yu) 各種開環控製。 
現在比較常用的步進電機包括反應式步進電機（VR）、永磁式步進電機（PM）、混合式步進電機（HB）和單相式步進電機等。 
一般用在精確定位方麵!!

同步電機轉子本身產(chan) 生固定方向的磁場(用 直流電機 產(chan) 生)，定子旋轉磁場“拖著”轉子磁場(轉子)轉動，因此轉子的轉速一定等於(yu) 同步速，也因此叫做同步電機 。同步電機與(yu) 異步電機相對應。

輸出或輸入為(wei) 直流電能的旋轉電機，稱為(wei) 直流電機。直流電機與(yu) 交流電機相對應。

電機按運動和靜止分：變壓器和旋轉電機。
旋轉電機可分為(wei) ：
1.按能量傳(chuan) 遞方向分：發電機和電動機。
2.按交直流分：直流電機，交流電機。
交流電機可分為(wei) 同步電機和異步電機（好像沒有異步發電機，隻有異步電動機）

說明： 
變壓器和旋轉電機基本原理類似，都是電磁感應，所以變壓器也是電機一種。
直流電動機或直流發電機吸收或發出的電是直流的(也就是外部導線處是直流電），但是直流電機內(nei) 部電樞上是交流電。
異步電機和同步電機都是交流電機。異步電機和同步電機的區別是轉子轉速不同，異步機轉子轉速小於(yu) 同步速，同步機轉子轉速等於(yu) 同步速。注意：異步機裏都有轉速等於(yu) 同步速的旋轉磁場，同步速等於(yu) 60f/p,f=50hz,p是電機極對數。
同步機轉子要另加勵磁；異步機不用，可以直接從(cong) 定子把交流電感應到轉子。

直流電機也是同步電機的一種。
1.有刷直流電機利用機械的電刷、換向器換流，把輸入的直流整流成交流，所以電樞繞組中就是交流電，其頻率與(yu) 轉速完全對應，也會(hui) 有同步旋轉磁場的產(chan) 生，所以本質上是交流同步電機。
2.無刷直流電機利用逆變器把直流整流成交流，是一種電子換向器，輸入到電機的是頻率與(yu) 轉速對應的交流方波,產(chan) 生的也是同步旋轉磁場，所以本質上也是交流同步電機。
3.無刷直流電機與(yu) 正旋波永磁同步電機的區別在於(yu) 逆變器把直流整流成交流方波還是交流正弦波，它們(men) 結構上差異不大。

svpwm 和矢量控製是一個(ge) 東(dong) 西嗎？應用在 異步電機 和永磁同步電機上時有什麽(me) 不同？

svpwm 和矢量控製是一個(ge) 東(dong) 西嗎？應用在 異步電機 和永磁同步電機上時有什麽(me) 不同？矢量控製必須得是閉環嗎？

SVPWM和矢量控製不是一個(ge) 東(dong) 西～～，SVPWM是Space Vector Pulse Width Modul的意思，翻譯成空間矢量脈寬調製，它是一種PWM技術的調製方法，他的思想是通過pwm調製形成的pwm波在接入電機三相定子繞組中時，使電機的定子產(chan) 生圓形旋轉磁場，從(cong) 而帶動電機旋轉，這裏的空間矢量指的是三相定子電壓的合成矢量（具體(ti) 了解你可以看看交流傳(chuan) 動方麵的書(shu) 我這裏就不解釋了），SVPWM說白了是一種逆變方法是正弦脈寬調製（SPWM)的一個(ge) 特例，而矢量控製是電動機調速的一種控製方法，他的目的是把三相異步電動機的轉速和轉矩控製分開使控製更精確，形成類似於(yu) 直流電動機的數學模型，從(cong) 而達到直流電動機的控製性能，矢量控製最終算出來的就是三相定子電壓的數值，你根據這個(ge) 數值再運用SVPWM就可以驅動電機達到你的控製要求了。其實這兩(liang) 種方法就是名字上有點類似，SVPWM是一種逆變方法，而矢量控製是一種控製算法，是兩(liang) 個(ge) 完全不同的東(dong) 西，回答完畢。