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2022.02.24 馬達

旋轉原理

有刷直流馬達

重點:

・有刷馬達是線圈由於電刷和換向器的連接狀態、電流和磁場的產生、以及固定磁體和線圈外側的極性關係而沿相同方向持續運動,從而使有刷馬達的轉子旋轉的

※画像編集未完成※

本文作為有刷馬達的第二篇文章,將繼上一篇介紹有刷馬達的結構之後,介紹有刷馬達的旋轉原理。

有刷馬達的旋轉原理

下面介紹有刷馬達的旋轉原理。我將以靜止的圖像和文字來解釋有刷馬達的旋轉原理的運動,所以還請您發揮想像力進行理解。

① 從初始狀態逆時針旋轉

線圈A在最上方,將電源連接到有刷,設左側為(+),右側為(-)。大電流從左電刷透過換向器流到線圈A。這是線圈A的上部(外側)變為S極的結構。

而由於線圈A的電流的1/2從左電刷流向線圈B和線圈C的方向與線圈A相反,因此線圈B和線圈C的外側變為弱N極(在圖中用略小字母表示)。

這些線圈中產生的磁場以及磁體的排斥和吸引作用使線圈受到逆時針旋轉的力。

② 進一步逆時針旋轉

接下來,假設在線圈A逆時針旋轉30°的狀態下,右電刷與兩個換向器接觸。
線圈A的電流持續從左電刷流過右電刷,並且線圈的外側保持S極。

與線圈A相同的電流流經線圈B,並且線圈B的外側變為較強的N極。

由於線圈C的兩端電刷短路,所以沒有電流流動,也沒有磁場產生。

即使在這種情況下,也會受到逆時針旋轉的力。

從③到④上側的線圈持續受到向左動的力,下部的線圈持續受到向右動的力,並繼續逆時針方向旋轉

在線圈每30°旋轉到③和④狀態下,當線圈位於中心水準軸上方時,線圈的外側變為S極;當線圈位於下方時變為N極,並且反覆該運動。

換句話說,上側線圈反覆受到向左動的力,下側線圈反覆受到向右動的力(均為逆時針方向)。這使轉子始終逆時針旋轉。

如果將電源連接到相對的左電刷(-)和右電刷(+),則線圈中會產生方向相反的磁場,因此外加到線圈上的力的方向也相反,變為順時針旋轉。

此外,當斷開電源時,有刷馬達的轉子會因沒有了使之繼續旋轉的磁場而停止旋轉。

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