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2个视频让你秒懂通用电机的工作原理,含生活应用实例

 罗罗日记 2023-10-13 发布于四川

之前我们在文章中说过,电机可以分为直流电机和交流电机

但其实还有一种电机,既可以用直流电驱动,也可以用交流电驱动。

称之为通用电机(Universal Motor),因为定子线圈和转子线圈串联,所以有的地方也叫交流串激电机。

通用电机最常见的应用是破壁机、榨汁机,吹风机,电钻等小型家电器。

通用电机典型的应用:破壁机。图片来自力辉电机。

通用电机典型的应用:榨汁机。图片来自力辉电机。

通用电机典型的应用:吹风机。图片来自力辉电机。

通用电机典型的应用:绞肉机。图片来自力辉电机。

通用电机典型的应用:电钻。

通用电机长这样。

通用电机长这样。

关于通用电机的原理,这里先上2个动画,直观感受一下,再详细解说。

先通交流电,后通直流电,通直流电时有火花。

线圈受力产出力矩示意图。

01

通用电机的结构

通用电机的结构类似于串联励磁直流电机,转子和定子主要结构都是线圈,且它们之间串联而成,和直流电机的不同之处在于,通用电机定子线圈和转子线圈都绕在钢片上,用来减小通入交流电时产生的涡流损耗。

串联励磁直流电机结构示意图,转子和定子主要结构都是线圈,此处省略了线圈连接方式。

通用电机的结构示意图,转子和定子主要结构都是线圈,线圈串联,且缠绕在钢片上。转子线圈通过电刷和换向器通入电流。下图左边表示定子和转子线圈的连接方式。

通用电机的结构,及转子和定子线圈串联连接方式示意图。

02

通用电机的原理

当通入直流电时,通用电机就像直流电机一样工作。

通用电机的工作原理:通入直流电时,定子线圈产生磁场(如上图绿色箭头),转子线圈电流在此磁场作用下,会受到一个力,如上图转子左边线圈电流垂直于屏幕向里,根据左手定则(让磁场穿过左手手心,四指指向电流方向,大拇指向即为线圈受力方向),可以得出受力向上,同理右边线圈受力向下。于是转子受到由F产生的力矩作用,从而顺时针旋转。

当通入交流电时,因为转子和定子线圈串联,所以当交流电改变方向时,定子和转子线圈电流会同时改变方向,于是定子磁场和转子电流同时改变方向,最终力矩方向不变,所以其实通入交流电时,通用电机的工作原理和通直流电时一样。

03

通用电机的特性

几种电机特性对比,通用电机最大的特点是转速高。

通用电机通直流和交流时特性对比。

通用电机具有结构简单,易于制造,运行速度高,体积小,重量轻,启动耗能低,经济(无磁铁)等优点。

其高速度性决定了它适用于快速旋转的应用,例如风扇、吹风机和真空吸尘器。 

另外,它们在低速下产生高扭矩的能力,使其适用于搅拌机和便携式钻机等应用。

但由于换向器和电刷的存在,电刷磨损,所以通常不适合连续长时间运行的应用。 

接触刷子也使它们相对嘈杂,因此它们的主要应用领域是小型消费电器。

主要参考资料:

深圳力辉电机,不错,有20年经验。

http://www./?AC-Motor/

Universal motor

https://en./motorcontrol/universal/

How can a universal motor operate on either DC or AC supply?

https://www./how-can-universal-motor-operate-dc-ac-supply/

Universal Motor

https:///physics/universal-motor/

DC Motor

https:///physics/dc-motor/

Powerful Kitchen Mixer AC Universal Motor

http://m./ac-motor/household-appliance-ac-universal-motor/powerful-kitchen-mixer-ac-universal-motor.html

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