直流串勵電動機和並勵電動機的區別
直流電動機是直流電源供電的最基本型別的電動機。一個典型的直流電動機由兩個主要部分組成,即磁場系統和電樞。直流電機用於各種應用,例如玩具、計算機、印表機、工業機械等。根據結構,直流電動機可分為三種類型,即直流串勵電動機、直流並勵電動機和直流復勵電動機。
在這篇文章中,我將解釋什麼是直流串勵電動機和並勵電動機,以及它們之間的主要區別。因此,讓我們從直流串勵和並勵電動機的基礎知識開始。
什麼是直流串勵電動機?
直流串勵電動機是指電樞繞組和勵磁繞組串聯連線的電動機,如下圖所示。
由於勵磁繞組和電樞繞組串聯連線,因此流過勵磁繞組的電流等於電樞電流。當該電樞電流透過串勵繞組時,會在電機中產生工作磁場。
直流串勵電動機以其極高的啟動轉矩而聞名。因此,它們主要用於需要非常高啟動轉矩的應用,例如起重機、提升機、機車、電梯等。
什麼是直流並勵電動機?
直流並勵電動機是一種直流電動機,其勵磁繞組與電樞繞組並聯連線,如下圖所示。
由於直流並勵電動機中的電樞繞組和勵磁繞組並聯連線,因此勵磁繞組接收與電樞繞組相同的電源電壓。此外,並勵繞組上的電壓和電流保持不變。因此,直流並勵電動機以恆定的速度執行。
透過改變勵磁繞組電阻來改變勵磁電流,直流並勵電動機還提供了一種簡單的速度控制機制。然而,直流並勵電動機的啟動轉矩低於直流串勵電動機。出於這個原因,它們用於需要中等啟動轉矩和恆速的應用,例如電梯、印表機、玩具等。
在對直流串勵電動機和直流並勵電動機有了簡要概述之後,現在讓我們討論它們之間的主要區別。
直流串勵電動機和直流並勵電動機的區別
下表突出了直流串勵電動機和直流並勵電動機之間所有顯著差異。
| 引數 | 直流串勵電動機 | 並勵電動機 |
|---|---|---|
| 基礎 | 在直流串勵電動機中,勵磁繞組與電樞繞組串聯連線。 | 在直流並勵電動機中,勵磁繞組與電樞繞組並聯連線。 |
| 勵磁電流 | 在直流串勵電動機中,勵磁電流與電樞電流相同。 | 在直流並勵電動機中,勵磁電流不等於電樞電流。 |
| 電樞和勵磁繞組上的電壓 | 在直流串勵電動機中,電樞和勵磁繞組上的電壓根據其電阻而不同。 | 在直流並勵電動機中,電樞繞組和勵磁繞組上的電壓相同,等於電源電壓。 |
| 勵磁繞組設計 | 直流串勵電動機的勵磁繞組設計採用少量匝數的粗導線。 | 直流並勵電動機的勵磁繞組設計採用大量匝數的細導線。 |
| 勵磁繞組電阻 | 直流串勵電動機的勵磁繞組電阻非常低,因為它承載著全部電樞電流。 | 直流並勵電動機的勵磁繞組電阻非常高,因此它只消耗非常小的電流。 |
| 啟動轉矩 | 直流串勵電動機產生非常高的啟動轉矩。 | 直流並勵電動機產生低而恆定的啟動轉矩。 |
| 轉矩-電流關係 | 在直流串勵電動機中,轉矩與電樞電流的平方成正比,即 | 在直流並勵電動機中,轉矩與電樞電流成正比,即 |
| 啟動電流 | 由於串聯的勵磁和電樞繞組,啟動電流高。 | 由於並聯的繞組佈置,啟動電流低。 |
| 速度 | 直流串勵電動機是變速直流電動機。 | 直流並勵電動機近似於恆速電動機。 |
| 啟動器 | 啟動直流串勵電動機時,使用四點啟動器。 | 啟動直流並勵電動機時,使用三點啟動器。 |
| 速度-負載特性 | 直流串勵電動機在高負載下速度低,而在低負載下速度危險地高。 | 直流並勵電動機的速度不會隨著負載的變化而發生顯著變化。 |
| 速度調節 | 速度調節差 | 與直流串勵電動機相比,其速度調節更好。 |
| 動態響應 | 由於高啟動轉矩,直流串勵電動機具有更快的動態響應。 | 與直流串勵電動機相比,直流並勵電動機的動態響應較低。 |
| 轉子設計 | 直流串勵電動機的轉子設計針對高啟動轉矩進行了最佳化。 | 在直流並勵電動機中,轉子設計針對恆速進行了最佳化。 |
| 能源效率 | 直流串勵電動機在高速和輕載下能源效率較低。 | 直流並勵電動機在各種速度和負載下都能提供更好的能源效率。 |
| 勵磁電流調節 | 在直流串勵電動機中,無法獨立調節勵磁電流,因為它具有相同的勵磁和電樞電流。 | 在直流並勵電動機中,可以獨立調節勵磁電流,而不會影響電樞電流。 |
| 負載平衡機制的需求 | 直流串勵電動機需要負載平衡機制以防止超速。 | 由於它們幾乎具有恆定的速度,因此不需要這種機制。 |
| 應用 | 直流串勵電動機用於需要高啟動轉矩的應用,例如電力機車、提升機和起重機、電動腳踏車和汽車等。 | 直流並勵電動機用於需要恆速的應用,例如風扇、鼓風機、電梯、離心泵、車床等。 |
結論
直流電動機是一種將直流電能轉換為機械能的電機。直流電動機主要有三種類型,即直流串勵電動機、直流並勵電動機和直流復勵電動機。直流串勵和並勵電動機廣泛應用於各種應用,並且在結構和執行特性方面完全不同。直流串勵電動機的勵磁繞組與電樞繞組串聯連線,以其高啟動轉矩而聞名。另一方面,直流並勵電動機的勵磁繞組與電樞繞組並聯連線,以其恆速和良好的速度調節特性而聞名。在這篇綜合文章中,我解釋了直流串勵和並勵電動機的基本理論以及它們之間的主要區別。
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