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2022.02.24 馬達

發電原理

有刷直流馬達

重點:

・透過線圈在磁場中旋轉來發電,並在電刷中產生直流電壓。

上一篇的旋轉原理之後,本文將介紹發電原理。

有刷直流馬達的發電原理

關於基本的發電原理,在這篇文章中透過相關定律/法則和公式進行了介紹。在本文中,我們將使用有刷直流馬達的示意圖來解釋實際的馬達發電原理。

假設在電刷未通電的狀態下,線圈(轉子)沿逆時針方向旋轉。作為現實案例,有這種情況:當正在旋轉的馬達的電源被切斷後,轉子由於慣性而繼續轉動。

的狀態下,線圈A位於磁體N和S的中間。由於磁體產生的磁場方向是從N到S,逆時針旋轉使線圈A接近磁體N,因此,向旋轉軸方向的磁通量變化在(+)處最大(粉紅色箭頭)。結果,線圈A產生電動勢,該電動勢使電流(紫色箭頭)從旋轉軸向外側流動。

由於線圈B遠離磁體N,線圈C靠近磁體S,因此磁通量的變化變為(-)(粉紅色箭頭),並且磁通量的變化值由於位置靠近磁體而小於最大值。結果,線圈B和線圈C產生電動勢,該電動勢使電流(紫色箭頭)從外側流向旋轉軸。

當此時的線圈A、B、C的電動勢合併時,相對於右電刷在左電刷中產生(+)電壓

當變為的狀態時,線圈B位於磁體N和S中間,並且由於其接近S,所以磁通量的變化在(-)處變為最大。結果,線圈B產生電動勢,該電動勢使電流從外側流向旋轉軸。

由於線圈A靠近磁體N,線圈C遠離磁體S,所以磁通量的變化為(+),並且磁通量的變化值由於位置靠近磁體而小於最大值。結果,線圈B和線圈C產生電動勢,該電動勢使電流從旋轉軸向外側流動。

當此時的線圈A、B、C的電動勢合併時,相對於馬達右電刷在馬達左電刷產生正電壓

綜上所述,當線圈(轉子)逆時針旋轉時,相對於馬達右電刷,總是在馬達左電刷上產生(+)電壓。如果線圈順時針旋轉,則會因反向動作而在馬達右電刷上產生(+)電壓。產生的電壓被換向器整流成直流電壓,並且發電電壓會隨著轉速的增加而提高。不言而喻,發馬達就是基於這一原理製造的。

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