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风扇马达运转原理

风扇马达运转原理

两块磁铁(可为永久磁铁或电磁铁)之间存在一种能量。

此能量随磁铁间相对位置而改变,磁铁会选择能量最低组态,这使磁铁间存在相互运动的趋势。

利用此原理可製作各式各样的器具,马达即使是利用此原理所製作的电动机(因为以电磁铁取代永久磁铁,如此使马达可将电能转变为机械能)。

要使马达持续运动,其中一磁铁必须适时更换极性,也就是说至少有一磁铁是电磁铁才能使马达持续运转。马达可自由运动的磁铁称为转子,另一固定的磁铁称为定子,电磁铁可是定子或转子。

磁铁间能量随其相对位置的变化量即是马达的转矩。由下图可知马达转矩是随相对位置而改变。 

风扇马达运转原理定子说明图

Fig.1-1转矩等于零时转子定子相对关系图 

转子定子相对位置关系如Fig.1-1时,马达之转矩为零。此时定子在转子的对称点,此时无论定子电磁铁之磁性如何强。马达皆无运动的趋势。

风扇马达运转原理转矩最大时转子定子相对位置关系图Fig.1-2转矩最大时转子定子相对位置关系图

    如转子与定子关系如Fig.1-2时,马达转矩最大,此时定子恰在转子的磁界交界处。此时如转子或定子磁铁之磁场越强。马达之转矩越强。
可将马达之转矩与电流以数学式表示
T = kt × i
T:转矩
kt:转矩常数
i:电流
前面的讨论可知当磁铁强度固定时转矩随位置改变。如电流为常数,电磁铁强度固定,因此kt随位置改变。Fig.1-2时kt最大。kt之详细波形需以磁路模拟分析。

风扇马达运转原理:马达基本特性

图A所示为DC马达之简化后的等价电路。在该图中,电源电压Eb供给在方块内之马达。图A可以用下面的公式来表达其关系。
Eb = Ra.Ia + Ec ………………………... (1 . 1)

风扇马达运转原理马达特性说明图

此处之Eb为电源电压,EC为马达之逆起电压,Ra为马达之电枢(Armature)的绕线电阻。
但是,在电源电压加在马达之后的瞬间由于马达尚未旋转,逆起电压Ec为0,故马达起动时之等价公式为:
Eb = Ra.Ia……………………………(1 . 2)
Ra为电枢之绕线电阻,因所使用之马达而不同。因此,马达在起动时之电流为:
Ia = Eb / Ra…………………………(1 . 3)

    马达发生最大转矩是在起动时以及马达被过负荷困住而无法转动之状态时产生的。

如果已选定所使用的马达时,加在马达之上的负荷超出其额定值之场合马达是无法起动的,如果持续此一状态时,马达因W = Ia2.Ra而发热。有时甚至于会烧毁电枢之绕线。
 
因此,马达之负荷最好为马达最大额定负荷 (转矩) 的1 / 3 〜1 / 2 左右。
 
 
 
 

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