直流电机设计开发培训资料
直流电机培训资料
直流电机中的常用公式
1、电枢绕组的感应电势： E=Ce*Ø*N
其中： Ce为电势常数 Ø为每极磁通 N为电机的转速
2、电机的电磁转矩 T=Cm*Ø*Ia
其中： Cm为转矩常数 Ø为每极磁通 Ia为流过电枢的电流
直流电机的起动
1、从机械方面来看，起动时要求电动机产生足够大的电 磁转矩来克服机组的摩擦转矩、惯性转矩及负载转矩。
因为 T=Cm*Ø*Ia ，同样电流下， Ø最大则 T最大。为 此，在起动过程中，保证励磁回路电压不受电枢起动电 阻压降的影响。
直流电机的常用起动方法
一、直接起动：
1、直接起动：是指不采取任何限流措施，把静止的电枢
直接投入到额定电压的电网上起动。 2、直接起动的优点：不必另加起动设备，操作简便，起 动转矩足够大。 3、直接起动的缺点：起动电流大，对电网产生不利的影 响，使电机换向器上产生强烈的火花。
2、换向极：是用来改善换向的。换向极绕组和电枢串联。 3、机座：机座的主体部分作为磁极间的通路，同时又用来固定主极、 换向极和端盖，把电机固定在基础上。
4、电枢铁心：是用来作为磁的通路及嵌放电枢绕组的。 5、电枢绕组：是用来感应电势和通过电流，使电机能实现机电能量 转换。
6、换向器：是把电枢绕组内部的交流电势用机械换接的方法转换为 电刷间的直流电势。
自励发电机按励磁绕组与电枢连接方式的不同而分为 并励、串励、复励。 （1）并励发电机的励磁绕组与电枢并联。 （2）串励发电机的励磁绕组与电枢串联。 （3）复励发电机既有并励绕组又有串励绕组套在同一 主极铁心上。
直流电机的分类
3、作为电动机运行时，不称自励，也可分为他励、并励、 串励、复励。
永磁直流电动机开发培训资料一
Development Process
A DIVISION OF LEGGETT & PLATT INCORPORATED
培 训 目的
一、培训目的要明确，目标明确，瞄准目标，用对 技能，才能一靶中的。
二、此次培训目的是： 1.加强学员们关于永磁直流电动机的理论知识； 2.增强学员们用理论指导实践，用实践丰富理论的 能力； 3.提高学员们永磁直流电动机设计和开发能力； 4.提高学员们的工作效率； 5.减少或杜绝后期更改（少走弯路） 。
3.1 直流电动机的工作原理（4）
(C) 法拉第（英国）电磁感应 定律
如果线圈中流过电流，则在
与线圈交链的方向上产生磁通，
并且磁通与交链的线圈产生电动 势。
(D) 毕奥-萨伐尔（法国）定律 电流周围产生磁场和这个电
流之间的关系是：当匝数为N的 线圈中流过i(A)的电流时，则有 Ni=BL/μ=HL。式中的B为磁感 应强度(T)， L为磁路长度(m)， μ为磁导率(H/m)， H为磁场强 度(A/m)。
Head rest Motor
DEVELOPING
Motor Application
Oil Pump Motor
Window Lift /Sunroof A DIVISION OF LEGGETT & PDLAETVT IENCLOORPPOIRNATGED
DEVELOPING
DEVELOPING
5
PMDC Motor Training–Xinfa Zhang-2009
直流无刷培训资料
直流无刷培训资料xx年xx月xx日contents •无刷直流电机工作原理•无刷直流电机控制器•无刷直流电机应用•无刷直流电机发展趋势•无刷直流电机系统设计目录01无刷直流电机工作原理无刷直流电机（BLDC）是一种采用电子换向装置代替机械换向装置的直流电机。
无刷直流电机具有高效率、高可靠性、易于维护等特点，被广泛应用于各种工业和商业场合。
定义和特点无刷直流电机由电机本体、电子换向器和控制系统三部分组成。
电机本体采用永磁体和电磁铁相互作用产生转矩，电子换向器根据转子位置控制电磁铁的通电状态，实现电机的换向和旋转。
工作原理概述与有刷电机的区别无刷电机采用电子换向装置，无需更换碳刷，维护方便且成本较低。
有刷电机调速性能较差，而无刷电机可以通过控制器实现宽范围、高精度的调速。
有刷电机采用机械换向装置，需要定期更换碳刷，维护成本较高。
02无刷直流电机控制器功率电路有感/无感控制，驱动电路选择控制器类型BLDC（无刷直流）电机控制器控制芯片MCU/DSP控制芯片的应用与选择控制器硬件设计控制算法编码器接口通讯接口光电编码器，霍尔传感器接口CAN通讯，UART通讯，I2C通讯03控制器软件设计02 01PID控制，PWM调制方式，磁场定向控制常见故障与排除检查散热设计，确认散热器件是否正常工作控制器过热电机振动无法启动控制器异常检查电机安装是否牢固，电机转速是否正常检查电源是否正常，电机是否被锁定，编码器信号是否正常检查控制器的输入电压，电流和温度等参数是否正常03无刷直流电机应用无刷直流电机在空调中作为风扇驱动，具有噪音小、效率高的特点，可实现智能控制和节能。
空调无刷直流电机可用于冰箱的冷却系统，提高冷却效率，延长冰箱使用寿命。
冰箱无刷直流电机在洗衣机中作为驱动部件，可实现高效洗涤和智能控制。
洗衣机家用电器无刷直流电机可应用于机器人关节部位，实现高精度、高速度的机械臂控制，提高工业自动化水平。
工业控制机器人无刷直流电机可用于自动化生产线的传送带、升降机等设备，提高生产效率和产品质量。
电机直流课程设计
电机直流课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握电机直流的基本工作原理，包括电磁感应定律在直流电机中的应用。
2. 使学生了解并掌握直流电机的类型、结构、性能及用途。
3. 引导学生理解并掌握电机转速与电枢电压、电流的关系，以及励磁对电机性能的影响。
技能目标：1. 培养学生能够正确使用万用表、示波器等工具进行电机参数测试的能力。
2. 培养学生具备分析、解决直流电机常见故障的能力。
3. 让学生学会设计简单的直流电机控制系统，并能进行基本的调试。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电机工程技术的兴趣和热情，激发他们探索科学的精神。
2. 培养学生的团队协作意识，使他们能够在学习过程中积极与他人交流、合作。
3. 引导学生认识到电机技术在生产、生活中的重要作用，增强他们的社会责任感。
课程性质：本课程为电机原理与应用的实践课程，注重理论知识与实际操作的结合。
学生特点：学生处于高中年级，已具备一定的物理基础和动手能力，对新技术具有强烈的好奇心。
教学要求：教师应采用启发式教学，引导学生通过实验、讨论等方式主动探究电机直流的知识，提高他们的实践操作能力和问题解决能力。
同时，注重培养学生的团队合作意识和科学素养，为后续学习打下坚实基础。
通过分解课程目标为具体的学习成果，便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 直流电机的基本原理：包括洛伦兹力定律、电磁感应定律在直流电机中的应用，电机转速与电枢电压、电流的关系，以及励磁对电机性能的影响。
2. 直流电机的类型与结构：介绍常见的直流电机类型，如永磁直流电机、励磁直流电机；讲解电机的结构，包括电枢、励磁绕组、换向器等组成部分。
3. 直流电机的性能与用途：分析不同类型直流电机的性能特点，如功率、转速、效率等，探讨其在实际应用中的选择和适用场合。
4. 直流电机控制系统设计：学习电机控制的基本原理，设计简单的直流电机控制系统，包括调速、转向等功能。
5. 直流电机参数测试与故障分析：教授如何使用万用表、示波器等工具进行电机参数测试，分析常见故障原因，并提出相应的解决方法。
直流电机培训教材
七、直流电动机----------------------------------------------------261、永磁直流电动机-----------------------------------------------262、无刷直流电动机-----------------------------------------------271）无刷直流电机的组成-----------------------------------------272）工作原理--------------------------------------------------------283）电机调速--------------------------------------------------------314）PWM 调速的实现---------------------------------------------325）应用--------------------------------------------------------------33电流随时间变化，产生磁势和磁场在空间旋转，旋转速度由电源频率f 和电机极数P 决定。
f pn 602⨯= 式中n ——旋转磁转速（r/min ）P ——电机极数f ——电源频率（Hz ）在单相电机中，由于单相绕组产生的使脉振磁场，电机没有起动一、 直流电动机直流电动机分有刷直流电动机和无刷直流电动机，有刷直流电动机又分为励磁式直流电动机和永磁直流电动机。
在工作原理上永磁直流电机与励磁式直流电动机是相同的。
下面主要以永磁式直流电动机与无刷直流电动机进行简要介绍。
1. 永磁直流电动机高、噪音低、调速范围宽、调速精度高、振动小、寿命长等优点。
下面就空调用无刷直流电机的组成及工作原理作简要介绍：（1）无刷直流电机的组成：直流电机本体：定子部分主要采用集中式绕组，根据控制方式的不同，绕组相数有单相、二相、三相、四相等结构，用得最多的是三相绕组结构，绕组的接法有星形接法和环形接法两种，绝大部分绕组采用星形接法。
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直流电机控制系统的控制策略
PID控制
通过比例、积分、微分三个环节对误差信号进行控制， 实现电机的精确控制。
模糊控制
基于模糊逻辑理论，通过模糊化、推理和解模糊三个 环节对电机进行控制。
神经网络控制
利用神经网络的自学习能力，对电机进行智能控制。
直流电机控制系统的调试与维护
系统调试
在系统安装完成后，需要对各个组成部分进行调试，确保系统正 常运行。
直创新与发展
高效能
随着材料科学和制造技术的进步，直流电机在效率和性能方面取 得了显著提升，具有更高的能效和更长的使用寿命。
智能化
随着物联网和人工智能技术的融合，直流电机正朝着智能化方向发 展，具备远程监控、故障诊断和自适应调速等功能。
定制化
为了满足不同应用场景的需求，直流电机正朝着更加定制化的方向 发展，可以根据客户需求进行定制设计和优化。
直流电机在未来的应用前景
工业自动化
随着工业自动化程度的提高，直流电机将在 机器人、自动化生产线等领域发挥重要作用 。
电动车与新能源汽车
直流电机在电动车和新能源汽车领域的应用将进一 步扩大，为环保出行提供支持。
智能家居与智能城市
直流电机在智能家居和智能城市领域的应用 将更加广泛，如智能门锁、智能照明等。
故障诊断方法与流程
01
02
03
04
观察法
通过观察电机的外观和 运行情况，如是否有异 常响声、振动、冒烟等， 初步判断故障类型。
仪表检测法
使用万用表、钳形电流 表等仪表检测电机的电 压、电流、电阻等参数， 进一步确定故障原因。
替换法
对于可能损坏的元件， 如电刷、轴承等，可以 采用替换法进行测试， 以确定故障部位。
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紧固件检查
定期检查电机各部位紧固 件是否松动，如有松动应 及时紧固。
直流电机的故障分析与处理
电机异常声响
如电机出现异常声响，可 能是轴承损坏、气隙不均 匀或内部短路等原因，需 停机检查。
电机过热
如电机过热，可能是电源 异常、机械摩擦或轴承损 坏等原因，需停机检查。
电机振动
如电机振动过大，可能是 安装基础不牢固、轴承异 常磨损或转子不平衡等原 因，需停机检查。
直流电机的调速与控制方法
调速方法
直流电机可以通过调节电压或电流来控制其转速，常用的调速方法包括PWM（ 脉冲宽度调制）控制和调压控制。
控制方法
直流电机可以通过控制器进行精确控制，常用的控制器有PID控制器、速度控制 器等。PID控制器可以调节电机的电流、电压等参数，实现电机的精确控制。速 度控制器则可以通过调节电机的供电电压或电流来控制电机的转速。
总结词
为了保持直流电机的正常运行，需要定期进行维护保养。
详细描述
定期间隙清洁，去除电机内部的尘埃和油脂；检查轴承和齿轮的磨损情况，定期 更换油脂；检查电气连接是否紧固，电气元件是否正常工作；对于水冷型直流电 机，需要检查冷却水系统是否正常。
直流电机应用中的安全注意事项
总结词
直流电机在使用过程中需要严格遵守安全操作规程，保障人 员和设备安全。
直流电机的特点
直流电机具有调速性能好、控制简单、启动转矩大、易于维 护等优点，但同时也具有效率低、成本高、体积大等缺点。
直流电机的分类与组成
直流电机的分类
直流电机可以根据不同的分类标准进行划分，如根据磁场类型可分为电磁式 和永磁式直流电机；根据电枢类型可分为有铁芯和无铁芯直流电机等。
直流电机的组成
直流无刷培训资料
直流无刷培训资料在现代电气技术的领域中，直流无刷电机以其高效、可靠、调速性能好等诸多优点，成为了众多应用场景中的热门选择。
从工业自动化到家用电器，从电动汽车到航空航天，直流无刷电机的身影无处不在。
为了让大家更好地理解和掌握直流无刷电机的相关知识，本文将为您提供一份全面的直流无刷培训资料。
一、直流无刷电机的基本原理直流无刷电机的工作原理与传统的有刷直流电机有一定的相似性，但又有着显著的区别。
传统的有刷直流电机通过电刷和换向器来实现电枢绕组中电流的换向，从而使电机持续旋转。
然而，电刷和换向器的存在不仅会产生摩擦和磨损，降低电机的效率和可靠性，还会限制电机的转速和使用寿命。
直流无刷电机则采用电子换向装置来代替电刷和换向器。
它通常由定子、转子和位置传感器组成。
定子上布置有绕组，而转子则由永磁体构成。
位置传感器用于检测转子的位置，并将信号反馈给电子换向装置，从而控制定子绕组中电流的通断和方向，实现电机的持续旋转。
二、直流无刷电机的结构特点1、定子定子铁芯：一般由硅钢片叠压而成，以减少涡流损耗。
定子绕组：常见的有集中绕组和分布绕组两种形式。
2、转子永磁体：提供磁场，常见的有钕铁硼、钐钴等高性能永磁材料。
磁钢安装方式：可以分为表贴式和内嵌式。
3、位置传感器霍尔传感器：是一种常见的位置传感器，具有成本低、响应速度快等优点。
光电编码器：精度较高，但成本也相对较高。
三、直流无刷电机的优点1、高效节能由于没有电刷和换向器的摩擦损耗，直流无刷电机的效率通常比有刷直流电机高。
2、调速性能好通过改变输入电压或控制信号的频率，可以实现电机转速的平滑调节。
3、可靠性高没有电刷和换向器的磨损，减少了故障点，提高了电机的可靠性和使用寿命。
4、低噪音、低振动运行平稳，产生的噪音和振动较小，适用于对环境要求较高的场合。
四、直流无刷电机的控制方式1、方波控制也称为六步换向控制，控制方式简单，但电机运行时转矩脉动较大。
2、正弦波控制能够实现更加平滑的转矩输出，减小转矩脉动，但控制算法相对复杂。
直流电机培训(多年开发经验总结 绝版实用干货)
4
1a
6 3
COM
c
b
B
2
C
5
每步三个绕组中一个绕组流入电流，一个绕组流出电流，一个绕组不导通； 通电顺序如下： 1.A+B- 2.C+B- 3.C+A- 4.B+A- 5. B+C- 6.A+C-
4、直流电机的调速 直流电机可实现无极平滑调速，通过速度反馈实现闭环控制，广泛
用于的速度控制要求比较高的场合。
C+
3
CD
2
CL
1
C 13
U P hase 1u F/25V
C 12
EM I电容
C P2 10 00p F/AC 25 0V
EC N 3 0 2 1 0 P 6 00 V、1 . 5 A 功率模块
1u F/25V
R7
B
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R2 0
10 0
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3p pr
C 17 20 pF/50 V
PT PR F1 8B D4 71Q B 5R B
B
Rቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ13
1.2R
R N1 404
R 14
2.0R
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R 11 1K
C 11 0.1u F/25V
A Po wer GN D Sign al G ND
1
2
ECN30210P 方波120°控制板电路原理图
设计 校对 审核 批准
张 健201 4.11.08
A 合肥市通得力电气制造有限公司
R6 12 K
19
HWP C ML V TR
FG 2 RS GH
10 1p pr 9 8
《直流电机培训资料》课件
目录
直流电机的基本原理
了解直流电机的内部结构，电动势与电流之间的关 系，以及动磁场与定子磁场的作用。
直流电机的控制
探索电枢控制、电源控制和合成控制等直流电机控 制方式的原理和应用。
直流电机的特性
研究直流电机在不同载荷下的特性，包括载荷特性、 转速特性和效率特性。
直流电机的应用
了解直流电机在工业自动化、交通运输和家用电器 等领域的广泛应用。
《直流电机培训资料》 PPT课件
欢迎来到《直流电机培训资料》PPT课件！本课程将为您介绍直流电机的基本 知识和应用，帮助您深入了解这一领域的核心概பைடு நூலகம்和技术。
简介
直流电机培训资料课程旨在全面介绍直流电机的基本原理、控制方式、特性以及应用领域。我们将深入讲解电机结 构、电动势与电流的关系，以及动磁场与定子磁场的作用。
参考资料
1. 《直流电机原理与应用》- 深入介绍了直流电机的原理和应用，帮助读 者深入理解电机技术。
2. 《电机控制技术》- 提供了关于电机控制方面的详细知识，对于理解电 机控制系统非常有帮助。
3. 《直流电机在工业控制中的应用》- 强调了直流电机在工业控制领域的 应用实例和技术要点。
【精品】直流电机培训资料43页PPT
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
【精品】直流电机培训资料
1、合法而稳定的权力在厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
永磁直流电动机开发培训资料二
Tem
pN ΦI a CT ΦI a 2 πa
Ea
pN Φn C e Φn 60 a
由上分析可知，电枢绕组在直流电机中起着重要的作 用。电机中能量的变换就是通过电枢绕组而实现的。而电 枢绕组的结构对电机基本参数和性能都有影响，因此对电 枢绕组提出了一定的要求，这就是在允许通过规定的电流 和产生足够的电动势的前提下，尽可能地节省材料并且要 结构简单、运行可靠。
S K 16 的直流电机
1. 绕组的节距
Qu 16 y1 4 2p 4 y yk 1 y 2 y y 1 3
y和 y 1 是正数，表示是向由的跨距，y 2 是负数，表 示是向左的跨距， y k 为1，表示是单叠绕组，取 正数表示元件联结顺序是从左向右，构成一个右 行绕组。若 y k 取-1，则联成一个左行绕组，但一 般不用。
上堂课主要内容回顾：
Ea pN Φn C e Φn 60 a pN ΦI a CT ΦI a 2 πa
N Lav Ra sa ( 2a )2
Pem Tem Ea I a
Tem
E1 BLv f 1 BБайду номын сангаасI
N Ia A Da 2a p fw
U Ea I a ( Ra Ri ) Ub P 1P em pCua pCui pb Pem P2 pFe p fw
pyk K 1
因此，单波绕组元件的换向器节距
K 1 yk p
式中正负号的选择，首先要满足 y k 是一个整数。当取负 号时，绕组联结成为左行绕组，取正号时，可得右行绕组。在 取正负号都能得到整数的 y k 时，一般都取负号，这时端接可 稍微短些。由上式可以看出，两个相串联的元件，虽然处在相 同极性的磁极下面，但它们在磁场中的相对位置，实际上是不 相同的。这时因为，这两个元件之间相距的虚槽数为
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一、馬達型號介紹
二、微型DC馬達之應用
一般地,微型DC馬達的使用範圍相當之廣泛.根據其使用用途,大致可分為以下幾方面:
三、成品編號系統
四、DC馬達性能曲線圖之理解方法
4.1 從DC馬達之性能曲線圖,可確定在不同工作點上之馬達性能,現簡述其專用符號:
No:空載轉速(rpm) Ts:堵轉力矩(g.cm)
Io:空載電流(A) Is:堵轉電流(A)
輸出功率曲線理論上是
2
Ts
為功率最大,並中心對稱. 任意一點輸出功率方程為:97500
)
.()()(cm g T rpm N W P ⨯=
4.2.3效率曲線:
100%I(輸入功率/W)
V P(輸出功率/W)
η(%)⨯⋅=
4.3 性能曲線圖判定其工作點性能方法
a) 當力矩已知時,在橫軸力矩點上劃作垂直線,在與N,I,η相交點取各數值.
b) 當力矩為未知值時,先用電流表量出馬達動作時之工作電流,並將該值點上電流線上,以該點劃出垂直線和力矩刻度為其工作點力矩,其餘數值同a)方法找出.
五、直流馬達的性能調節 V →端子電壓;R →馬達電阻; 5.1 改變馬達端子電壓調節性能 5.2 改變馬達電阻調節性能 5.3 改變馬達磁力強度調節性能
下面就此三種方式對馬達性能的影響進行簡要的分析: 5.1 改變馬達端子電壓調節性能
5.1.1 如果供電電源是恆壓電源,那麼改變馬達端子電壓,則馬達機械特性曲線(即速度曲線)將平行移動.改變電壓前後的馬達空載轉速比,堵轉扭力比,堵轉電流比均與電壓比成正比,而空載電流可近視認為相等。
Io o I ≈'
V V Is s I '⨯
=' V
V Ts s T '⨯
=' 最高效率max max
ηη〉' 注以上電壓的改變量須在馬達性能的承受的範圍內.
5.1.2 No o N ='V
V No o N '⨯
='V Io
I ='
r →電源內阻 R →馬達電阻 V →電源電壓 5.2 改變馬達電阻調節性能
改變馬達電阻調節性能為以下三種情況: A. 改變線圈匝數調節性能 B. 改變漆包線線徑調節性能
C. 改變線圈匝數及漆包線線徑調節性能 5.2.1
堵轉扭力相等
5.2.2
馬達空載轉速
5.2.3 馬達空載轉速比與線圈匝數比成反比,馬達空載電流比與線圈匝數比成反比
堵轉扭力→'Ts s T ,堵轉電流
→'Is s I ,→''
⨯='T T T T No o N ,T T
Io o I '
⨯='T
T Ro o R '
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)
(φφ'⨯='Ts s T T T Io o I T T No o N '⨯
=''⨯='線圈匝數
→'T T , 空載轉速 → ' No o N , Is
s I Ts '⨯=
馬達堵轉電流比與線圈匝數比成反比與漆包線線徑比成正比
馬達堵轉扭務比與線徑平方比成正比
注:調節線歸前後須考慮槽滿率及線高須接近 5.3 改變磁力調節馬達性能
改變磁力調節馬達性能可分為以下三種情況: A. 改變磁石類型調節馬達性能 B. 增加導磁環對馬達性能影響
C. 5.3.1 馬達堵轉電流相等
5.3.2 導磁環對馬達性能的影響
為了防止磁力外漏,充分利用磁石的磁力,在馬達上加有導磁環.漏磁系數a 與導磁環的厚度有關.算有導磁環的馬達性能. 馬達空載轉速
馬達空載電流
馬達堵轉電流
馬達堵轉扭力 5.3.3 由於電柩反應使馬達氣隙磁場發生畸變.使氣隙磁場物理中性線(在馬達氣隙磁場中表示磁密為零的線稱為物理中性線)相對幾何中性能偏移a 角.因此對電動機來說適當扭角可減小火花、電氣噪音又可增加電動機壽命,不同的扭角對馬達的性能影響不同。
例如端子逆轉向扭角或換向器順轉向或扭角10°,°會提高約8%,
漆包線線徑→''
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六、馬達的基本構造
1.直流馬達的基本構造,由以下三要素構成:
A.產生磁場部分;
B.電流流過部分;
C.機械轉動輸出部分
大型直流馬達產生磁場部分的A其形狀是鐵心上繞線圈的電磁石,而小型直流馬達則使用永久磁石. 電流流過部分B
的構成端子電刷換向器電刷端子.換向器與線圈隨轉動角。