电动机如何工作

经过:马歇尔的大脑|

电动机到处都是道尔/盖蒂图片

电动马达无处不在!在你家里,几乎你周围看到的乐动体育网站5.0每一个机械运动都是由交流(交流电)或直流(直流电)电动机引起的。

简单的电机有六个部分:

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  • 电枢或转子
  • 换向器
  • 刷子
  • 场磁铁
  • 直流电源某种类型

通过了解电机如何工作,您可以了解磁铁,电磁铁和电力。在本文中,您将了解电动机滴答的原因。

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在电动机内

电动机是关于磁铁和磁力的全部:电机用途磁铁创建运动。如果你玩过磁铁,你就会知道所有磁铁的基本定律:异性相吸,异性相吸。所以如果你有两个磁棒两端分别标着“北”和“南”,那么一个磁棒的北端会吸引另一个磁棒的南端。另一方面,一个磁体的北端会排斥另一个磁体的北端(同样,南方也会排斥南方)。在一个电动机内部,这些吸引和排斥的力量产生旋转运动

在上图中,你可以看到电机中的两个磁铁:电枢(或转子)是一个电磁铁,而场磁铁是一个永磁铁(场磁铁可以是一个电磁铁同样,但在大多数小电机中,它不是为了节省电力)。

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玩具马达

这里解释的电机是一个简单的电动机,您通常会在玩具中找到。

你可以看到这是一个小型电机,大约是一角钱的大。乐动体育网站5.0从外面,您可以看到钢可以形成电机的主体,轴,尼龙端盖和两个乐动体育网站5.0电池线索。如果你把发动机的电池引线连到手电筒电池上,车轴就会旋转。如果你把引线倒转,它就会朝相反的方向旋转。这里是同一马达的另外两个视图。(注意第二枪中钢罐侧面的两个凹槽——它们的作用稍后会更明显。)

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尼龙端盖是由两个标签,是钢罐的一部分。通过将标签向后弯曲,你可以解放端盖并移除它。端盖里面是马达的刷子。当电机旋转时,这些电刷将电源从电池转移到换向器:

更多机动部件

轴握住电枢和换向器。电枢是一组电磁铁在这种情况下是3。电枢在这个电机是一套薄金属板堆叠在一起,与细铜线绕在电枢的三极每个。每根导线的两端(每极一根导线)被焊接到一个端子上,然后三个端子中的每一个被连接到换向器的一个极板上。乐动体育网站5.0

任何直流电动机的最终部分是磁铁。该电动机中的磁场磁铁由本身加上两个弯曲的永磁体形成。

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每个磁铁的一端靠在切入罐中的槽上,然后保持夹在两个磁体的另一端压力。乐动体育网站5.0

电磁铁和电机

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电磁铁在马蹄铁磁铁中

要了解电动机如何工作,关键是要了解如何电磁铁作品。(看电磁铁的工作原理有关完整的详细信息。)

电磁铁是电动机的基础。您可以通过想象以下情景,了解如何在电机中运行。假设您通过围绕指甲网包裹100个电线并将其连接到一个简单的电线创建了一个简单的电磁铁电池。在电池连接时,钉子将成为磁铁并在北极和南极。

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现在说你拿着指甲电磁铁,穿过其中的中间轴并悬挂在马蹄铁磁铁的中间,如下图所示。如果你要将电池连接到电磁铁,以便钉的北端出现如图所示,磁性的基本法会告诉你会发生什么:电磁铁的北端将被从马蹄磁铁的北端排斥并吸引到马蹄铁磁铁的南端。电磁铁的南端将以类似的方式排斥。钉子将移动大约一半然后停在所示位置。

你可以看到,这种半转的运动只是由于磁铁自然地相互吸引和排斥的方式。电动马达的关键是再往前走一步,在半转运动完成的那一刻,电磁铁的磁场乐动体育网站5.0翻转。翻转使电磁铁完成另一个半转的运动。你通过改变电子在导线中流动的方向来翻转磁场(你通过翻转电池来实现)。如果电磁铁的磁场在每半圈运动结束时恰好翻转,电机就会自由旋转。

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电枢,换向器和电刷

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衔铁

考虑上一页上的图像。这电枢在电动机中取出钉子。电枢是通过在金属芯的两个或更多个极围绕两个或更多个极的薄线制成的电磁铁。

电枢有一个乐动体育网站5.0,并且换向器连接到轴上。在右侧的图表中,您可以看到同一衔铁的三个不同视图:前面,侧面和结束。在最后的视图中,绕组被消除,使换向器更加明显。您可以看到换向器只是一对连接到轴的板。这些板提供了电磁铁的线圈的两个连接。

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电动机的“电场翻转”部分由两部分完成换向器刷子

换向器和刷子“width=
换向器和刷子

右侧的图表显示了换向器和刷子如何一起工作,以使电流流到电磁铁,并且还将电子在正确的时刻流动的方向。乐动体育网站5.0换向器的触点附接到电磁铁的轴上,使它们与磁铁一起旋转。刷子只是两块弹性金属或碳,与换向器的触点接触。

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把它整合在一起

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衔铁

当您将所有这些部件放在一起时,您拥有的是一个完整的电动机:

在这个图中,电枢绕组被省略了,以便更容易看到换向器的工作。关键的事情要注意的是,当电枢通过水平位置,电磁铁的两极翻转。由于翻转,电磁铁的北极总是在轴的上方,因此它可以排斥地磁体的北极,吸引地磁体的南极。

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如果你曾经有机会拆开一个小电动机,你会发现它包含相同的部分上面描述:两个小永磁体,一个换向器,两个刷子,和一个电磁铁由线圈绕一块金属。乐动体育网站5.0然而,转子几乎总是会有三个波兰人而不是本文所示的两个极点。有两个很好的理由,电机有三极:

  • 它使马达有更好的动力。在一个两极电机中,如果电磁铁处于平衡点,当电机启动时,磁场磁铁的两极完全水平,你可以想象电枢被“卡”在那里。这在三极电机中是不会发生的。
  • 每次换向器都在双极电机中翻转现场的点,换向器短路电池(直接连接正极和负极端子)。这种短路浪费能量,不必要地排出电池。三极电机也解决了这个问题。

可以具有任何数量的极点,这取决于电机的尺寸和它正在使用的特定应用。

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电机到处都是!

环顾四周,你会发现它充满了电动机。这是一个有趣的实验,让您尝试:穿过您的房子并计算您发现的所有电机。从厨房开始,有电机:

  • 风扇在炉子上和在微波炉
  • 在水槽下面散开
  • 搅拌机
  • Can Opener.
  • 冰箱- 实际上两三个:一个用于压缩机,一个用于冰箱内的风扇,以及一个乐动体育网站5.0制冰机
  • 混合器
  • 磁带放音机在电话答录机里
  • 甚至可能是烤箱上的时钟

在杂物间,有一个电动机在:

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即使在浴室,还有一个电机:

您的车载电动机:

此外,还有各种各样的电机在其他地方:

  • 几个在呢录像机
  • 几个在A.激光唱机或者胶带甲板
  • 许多在电脑(每个磁盘驱动器有两三个,加上有风扇或两者)
  • 大多数会移动的玩具至少有一个马达(包括挠痒痒-我-埃尔莫的振动马达)
  • 电时钟
  • 车库门开启器
  • 水族馆泵

在我家散步时,我算上50多种隐藏在各种各样的设备上的电动机。移动的一切都使用电动机来实现其运动。

最初发布时间:2000年4月1日

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电动机常见问题

玩具电动机是怎样工作的?
一个非常小的电动机有两个小永磁体,换向器,两个刷子,三极,以及由绕组金属缠绕的电磁铁。乐动体育网站5.0它的工作方式与更大的版本相同,但在更小的范围内。
什么是直流电动机?
与使用交流电流的AC版本不同,直流电动机将直流电能转换为机械能。
一个简单的马达有哪些部件?
简单的电机有六个部分:电枢或转子,换向器,刷子,轴,磁场磁铁和某种直流电源。乐动体育网站5.0
电动机持续多久?
在测试条件下,电动机可以持续在15至20年之间,只要它在正常操作条件下使用。
DC或AC电动机更好吗?
交流电机通常更强大,需要更少的维护,然而,直流电动机往往是高效的。电动机的应用趋于影响是否选择了AC或DC。