【直(zhi)流電(dian)動(dong)機(ji)】直(zhi)流電(dian)動(dong)機(ji)工作原理 直(zhi)流電(dian)動(dong)機(ji)和交流電(dian)動(dong)機(ji)區別

直流電動機工作原理

直流電機是(shi)根(gen)據通(tong)電(dian)流(liu)的導體在磁場(chang)中(zhong)會受力的原理來(lai)工(gong)作的。既電(dian)工(gong)基礎中(zhong)的左(zuo)手定(ding)則。電(dian)動機(ji)的轉(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)(zi)上(shang)(shang)繞(rao)有線(xian)圈(quan)(quan)，通(tong)入電(dian)流(liu)，定(ding)子(zi)(zi)(zi)作為磁場(chang)線(xian)圈(quan)(quan)也(ye)通(tong)入電(dian)流(liu)，產(chan)生定(ding)子(zi)(zi)(zi)磁場(chang)，通(tong)電(dian)流(liu)的轉(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)(zi)線(xian)圈(quan)(quan)在定(ding)子(zi)(zi)(zi)磁場(chang)中(zhong)，就(jiu)會產(chan)生電(dian)動力，推動轉(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)(zi)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)。轉(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)(zi)電(dian)流(liu)是(shi)通(tong)過整流(liu)子(zi)(zi)(zi)上(shang)(shang)的碳(tan)刷連(lian)接(jie)到直流(liu)電(dian)源(yuan)的。

直(zhi)流無刷電(dian)(dian)機(ji)(ji)的(de)控制原理，要讓電(dian)(dian)機(ji)(ji)轉(zhuan)(zhuan)動(dong)起來，首先控制部就(jiu)(jiu)必須根(gen)據hall-sensor感應(ying)到的(de)電(dian)(dian)機(ji)(ji)轉(zhuan)(zhuan)子(zi)所在(zai)位(wei)(wei)置(zhi)，然后依(yi)照定子(zi)繞線決定開(kai)(kai)啟(qi)(或(huo)關閉(bi))換流器(inverter)中(zhong)功率(lv)(lv)晶(jing)體(ti)(ti)管(guan)的(de)順(shun)(shun)序，inverter中(zhong)之(zhi)AH、BH、CH(這(zhe)些稱為上臂(bei)功率(lv)(lv)晶(jing)體(ti)(ti)管(guan))及AL、BL、CL(這(zhe)些稱為下臂(bei)功率(lv)(lv)晶(jing)體(ti)(ti)管(guan))，使電(dian)(dian)流依(yi)序流經電(dian)(dian)機(ji)(ji)線圈產(chan)生順(shun)(shun)向(xiang)(或(huo)逆向(xiang))旋轉(zhuan)(zhuan)磁場，并(bing)與轉(zhuan)(zhuan)子(zi)的(de)磁鐵相互作(zuo)用，如(ru)此就(jiu)(jiu)能使電(dian)(dian)機(ji)(ji)順(shun)(shun)時/逆時轉(zhuan)(zhuan)動(dong)。當電(dian)(dian)機(ji)(ji)轉(zhuan)(zhuan)子(zi)轉(zhuan)(zhuan)動(dong)到hall-sensor感應(ying)出另一(yi)組信(xin)號的(de)位(wei)(wei)置(zhi)時，控制部又再開(kai)(kai)啟(qi)下一(yi)組功率(lv)(lv)晶(jing)體(ti)(ti)管(guan)，如(ru)此循環電(dian)(dian)機(ji)(ji)就(jiu)(jiu)可(ke)以依(yi)同一(yi)方向(xiang)繼續轉(zhuan)(zhuan)動(dong)直(zhi)到控制部決定要電(dian)(dian)機(ji)(ji)轉(zhuan)(zhuan)子(zi)停止則(ze)關閉(bi)功率(lv)(lv)晶(jing)體(ti)(ti)管(guan)(或(huo)只開(kai)(kai)下臂(bei)功率(lv)(lv)晶(jing)體(ti)(ti)管(guan))；要電(dian)(dian)機(ji)(ji)轉(zhuan)(zhuan)子(zi)反向(xiang)則(ze)功率(lv)(lv)晶(jing)體(ti)(ti)管(guan)開(kai)(kai)啟(qi)順(shun)(shun)序相反。

基(ji)本上(shang)功率晶(jing)體管(guan)的開法可舉例如下：AH、BL一組(zu)→AH、CL一組(zu)→BH、CL一組(zu)→BH、AL一組(zu)→CH、AL一組(zu)→CH、BL一組(zu)，但絕不能開成AH、AL或(huo)BH、BL或(huo)CH、CL。此外因為電子零件總有開關(guan)(guan)的響(xiang)應(ying)時(shi)間(jian)，所(suo)以功率晶(jing)體管(guan)在關(guan)(guan)與開的交錯時(shi)間(jian)要將(jiang)零件的響(xiang)應(ying)時(shi)間(jian)考慮進去，否則當(dang)上(shang)臂(或(huo)下臂)尚未完全關(guan)(guan)閉(bi)，下臂(或(huo)上(shang)臂)就已(yi)開啟(qi)，結果就造成上(shang)、下臂短路而使功率晶(jing)體管(guan)燒毀(hui)。

當電(dian)(dian)機轉(zhuan)動起來，控制部會再根據驅動器設定的(de)速(su)度及(ji)加(jia)/減(jian)速(su)率所組成的(de)命令(Command)與hall-sensor信號(hao)變化的(de)速(su)度加(jia)以(yi)比(bi)對(或(huo)由軟件運算(suan))再來決定由下一組(AH、BL或(huo)AH、CL或(huo)BH、CL或(huo)……)開關導通，以(yi)及(ji)導通時間長短。速(su)度不夠則(ze)(ze)開長，速(su)度過頭則(ze)(ze)減(jian)短，此部份(fen)工作就由PWM來完成。PWM是(shi)決定電(dian)(dian)機轉(zhuan)速(su)快或(huo)慢的(de)方式(shi)，如何產生(sheng)這(zhe)樣的(de)PWM才(cai)是(shi)要達到(dao)較精(jing)準速(su)度控制的(de)核心(xin)。

高轉速(su)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)速(su)度控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)必須(xu)考(kao)(kao)慮到系統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)CLOCK 分辨率(lv)是否足以(yi)掌(zhang)握(wo)(wo)處理軟件指令的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時間，另外(wai)對于(yu)hall-sensor信(xin)(xin)號(hao)變(bian)(bian)(bian)化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)資料存(cun)取方式(shi)也(ye)(ye)影響到處理器(qi)效能與判定正(zheng)確性、實(shi)時性。至于(yu)低(di)轉速(su)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)速(su)度控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)尤其(qi)是低(di)速(su)起動則因為(wei)回傳的(de)(de)(de)(de)(de)(de)hall-sensor信(xin)(xin)號(hao)變(bian)(bian)(bian)化(hua)變(bian)(bian)(bian)得(de)更慢(man)，怎樣擷取信(xin)(xin)號(hao)方式(shi)、處理時機以(yi)及(ji)根(gen)據電機特性適(shi)當配置控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)參數(shu)值就顯得(de)非(fei)常重(zhong)(zhong)要(yao)(yao)。或者(zhe)速(su)度回傳改(gai)變(bian)(bian)(bian)以(yi)encoder變(bian)(bian)(bian)化(hua)為(wei)參考(kao)(kao)，使信(xin)(xin)號(hao)分辨率(lv)增加(jia)以(yi)期得(de)到更佳的(de)(de)(de)(de)(de)(de)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)。電機能夠運(yun)轉順暢而且響應良好，P.I.D.控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)恰當與否也(ye)(ye)無法忽視。之前提(ti)到直流無刷電機是閉回路控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)，因此(ci)回授信(xin)(xin)號(hao)就等于(yu)是告訴控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)部電機轉速(su)距(ju)離目(mu)標速(su)度還差(cha)多(duo)少，這就是誤(wu)差(cha)(Error)。知(zhi)道了(le)誤(wu)差(cha)自然就要(yao)(yao)補償，方式(shi)有傳統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)程控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)如P.I.D.控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)。但(dan)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)狀態(tai)及(ji)環(huan)境(jing)其(qi)實(shi)是復雜多(duo)變(bian)(bian)(bian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，若要(yao)(yao)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)堅固(gu)耐(nai)用則要(yao)(yao)考(kao)(kao)慮的(de)(de)(de)(de)(de)(de)因素恐怕不(bu)是傳統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)程控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)能完全掌(zhang)握(wo)(wo)，所以(yi)模糊(hu)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)、專家(jia)系統及(ji)神經(jing)網絡也(ye)(ye)將(jiang)被納入成(cheng)為(wei)智能型P.I.D.控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)要(yao)(yao)理論(lun)。

直流電動機和交流電動機區別

從結(jie)構上(shang)說，直流(liu)(liu)電機的(de)原理相對簡單(dan)，但(dan)結(jie)構復(fu)雜，不便于維護。而交流(liu)(liu)電機原理復(fu)雜但(dan)結(jie)構相對簡單(dan)，而且比直流(liu)(liu)電機便于維護。

直流電(dian)(dian)機(ji)(ji)是(shi)通過(guo)電(dian)(dian)刷和換向(xiang)器把電(dian)(dian)流引入轉(zhuan)子(zi)(zi)電(dian)(dian)樞中，從(cong)而(er)使轉(zhuan)子(zi)(zi)在(zai)定(ding)子(zi)(zi)磁(ci)(ci)場中受力而(er)產(chan)生(sheng)旋轉(zhuan)。交(jiao)流電(dian)(dian)機(ji)(ji)（以常用的交(jiao)流異步電(dian)(dian)動機(ji)(ji)為例）是(shi)把交(jiao)流電(dian)(dian)通入定(ding)子(zi)(zi)繞(rao)組，從(cong)而(er)在(zai)定(ding)轉(zhuan)子(zi)(zi)氣(qi)隙中產(chan)生(sheng)旋轉(zhuan)磁(ci)(ci)場，旋轉(zhuan)磁(ci)(ci)場在(zai)轉(zhuan)子(zi)(zi)繞(rao)組中產(chan)生(sheng)感應電(dian)(dian)流，進而(er)使轉(zhuan)子(zi)(zi)在(zai)定(ding)子(zi)(zi)磁(ci)(ci)場中受力產(chan)生(sheng)旋轉(zhuan)。

1、直流特點：

（一）調(diao)速性能好。所謂(wei)“調(diao)速性能”，是(shi)指電(dian)動(dong)機在一定負載(zai)的(de)條件下(xia)，根據需要，人(ren)為地改變(bian)電(dian)動(dong)機的(de)轉速。直流電(dian)動(dong)機可以在重負載(zai)條件下(xia)，實現均(jun)勻、平滑的(de)無級調(diao)速，而且調(diao)速范圍較寬。

（二）起(qi)動力(li)矩大。可以均勻而經(jing)濟地實現轉(zhuan)速調(diao)節(jie)。因此，凡(fan)是在重負載下起(qi)動或要求(qiu)均勻調(diao)節(jie)轉(zhuan)速的(de)機(ji)械。

例如(ru)大型(xing)可逆軋鋼機、卷揚機、電力(li)機車、電車等，都用直(zhi)流(liu)直(zhi)流(liu)電動(dong)機電動(dong)機拖(tuo)動(dong)。

2、交流特點：

交(jiao)流電動機的工(gong)作效(xiao)率(lv)較高，又沒有煙塵、氣味，不污(wu)染(ran)環境，噪聲也(ye)較小。由于它的一系列優點(dian)，所以在工(gong)農業(ye)生(sheng)產(chan)、交(jiao)通運輸、國防、商(shang)業(ye)及(ji)家(jia)用電器、醫療電器設備等各方面廣泛應用。