【直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)(liu)電動(dong)機】直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)(liu)電動(dong)機工(gong)作原理(li) 直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)(liu)電動(dong)機和交流(liu)(liu)(liu)電動(dong)機區別

直流電動機工作原理

直流電機是根據通電(dian)(dian)(dian)流的導體在(zai)磁場(chang)中(zhong)會受力的原理來工作的。既電(dian)(dian)(dian)工基礎中(zhong)的左手定(ding)(ding)則(ze)。電(dian)(dian)(dian)動機的轉(zhuan)子(zi)上繞(rao)有線圈，通入(ru)電(dian)(dian)(dian)流，定(ding)(ding)子(zi)作為(wei)磁場(chang)線圈也通入(ru)電(dian)(dian)(dian)流，產生(sheng)定(ding)(ding)子(zi)磁場(chang)，通電(dian)(dian)(dian)流的轉(zhuan)子(zi)線圈在(zai)定(ding)(ding)子(zi)磁場(chang)中(zhong)，就(jiu)會產生(sheng)電(dian)(dian)(dian)動力，推動轉(zhuan)子(zi)旋轉(zhuan)。轉(zhuan)子(zi)電(dian)(dian)(dian)流是通過整流子(zi)上的碳(tan)刷連接到直流電(dian)(dian)(dian)源的。

直流(liu)(liu)(liu)無刷電(dian)機(ji)(ji)的(de)控制原理，要(yao)讓電(dian)機(ji)(ji)轉(zhuan)動(dong)起來，首(shou)先控制部(bu)就必(bi)須根據hall-sensor感應到的(de)電(dian)機(ji)(ji)轉(zhuan)子(zi)所在(zai)位置，然后依(yi)照定子(zi)繞(rao)線決定開(kai)啟(qi)(或關閉)換流(liu)(liu)(liu)器(inverter)中功(gong)率(lv)(lv)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)(ti)管(guan)的(de)順序，inverter中之AH、BH、CH(這些(xie)稱為上(shang)臂(bei)(bei)功(gong)率(lv)(lv)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)(ti)管(guan))及AL、BL、CL(這些(xie)稱為下臂(bei)(bei)功(gong)率(lv)(lv)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)(ti)管(guan))，使(shi)電(dian)流(liu)(liu)(liu)依(yi)序流(liu)(liu)(liu)經電(dian)機(ji)(ji)線圈產(chan)生(sheng)順向(或逆向)旋轉(zhuan)磁(ci)場，并與轉(zhuan)子(zi)的(de)磁(ci)鐵相互作(zuo)用(yong)，如此就能(neng)使(shi)電(dian)機(ji)(ji)順時(shi)/逆時(shi)轉(zhuan)動(dong)。當(dang)電(dian)機(ji)(ji)轉(zhuan)子(zi)轉(zhuan)動(dong)到hall-sensor感應出另(ling)一組信(xin)號的(de)位置時(shi)，控制部(bu)又再開(kai)啟(qi)下一組功(gong)率(lv)(lv)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)(ti)管(guan)，如此循環電(dian)機(ji)(ji)就可以依(yi)同一方向繼續轉(zhuan)動(dong)直到控制部(bu)決定要(yao)電(dian)機(ji)(ji)轉(zhuan)子(zi)停止則(ze)(ze)關閉功(gong)率(lv)(lv)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)(ti)管(guan)(或只開(kai)下臂(bei)(bei)功(gong)率(lv)(lv)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)(ti)管(guan))；要(yao)電(dian)機(ji)(ji)轉(zhuan)子(zi)反(fan)向則(ze)(ze)功(gong)率(lv)(lv)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)(ti)管(guan)開(kai)啟(qi)順序相反(fan)。

基本上(shang)功率(lv)晶(jing)(jing)體管(guan)的(de)開(kai)法可舉例如下(xia)(xia)：AH、BL一組(zu)(zu)→AH、CL一組(zu)(zu)→BH、CL一組(zu)(zu)→BH、AL一組(zu)(zu)→CH、AL一組(zu)(zu)→CH、BL一組(zu)(zu)，但絕不能開(kai)成AH、AL或BH、BL或CH、CL。此(ci)外因為電(dian)子零件總有(you)開(kai)關的(de)響(xiang)應時間(jian)，所以功率(lv)晶(jing)(jing)體管(guan)在(zai)關與開(kai)的(de)交錯時間(jian)要將零件的(de)響(xiang)應時間(jian)考慮進去，否則當上(shang)臂(bei)(或下(xia)(xia)臂(bei))尚未(wei)完全關閉，下(xia)(xia)臂(bei)(或上(shang)臂(bei))就已開(kai)啟(qi)，結果就造成上(shang)、下(xia)(xia)臂(bei)短路而使功率(lv)晶(jing)(jing)體管(guan)燒毀。

當電(dian)機(ji)轉動起來，控(kong)制(zhi)部會再根據驅動器設定的(de)速(su)(su)(su)(su)度及加(jia)/減速(su)(su)(su)(su)率所(suo)組(zu)成的(de)命(ming)令(Command)與(yu)hall-sensor信(xin)號變(bian)化的(de)速(su)(su)(su)(su)度加(jia)以(yi)比(bi)對(dui)(或(huo)(huo)由(you)軟件運算)再來決定由(you)下一組(zu)(AH、BL或(huo)(huo)AH、CL或(huo)(huo)BH、CL或(huo)(huo)……)開關導通，以(yi)及導通時間長短(duan)(duan)。速(su)(su)(su)(su)度不夠則開長，速(su)(su)(su)(su)度過頭(tou)則減短(duan)(duan)，此部份工作(zuo)就(jiu)由(you)PWM來完成。PWM是決定電(dian)機(ji)轉速(su)(su)(su)(su)快或(huo)(huo)慢的(de)方式(shi)，如(ru)何產生這(zhe)樣的(de)PWM才(cai)是要(yao)達到較精準速(su)(su)(su)(su)度控(kong)制(zhi)的(de)核心。

高(gao)轉(zhuan)速(su)(su)(su)的(de)速(su)(su)(su)度(du)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)必須考慮(lv)到(dao)系統的(de)CLOCK 分(fen)辨率(lv)是(shi)(shi)否(fou)足(zu)以(yi)(yi)掌(zhang)握(wo)處(chu)理軟(ruan)件指(zhi)令的(de)時(shi)間，另外對于(yu)hall-sensor信號變化(hua)(hua)的(de)資料(liao)存取(qu)方(fang)式(shi)(shi)也(ye)影響(xiang)到(dao)處(chu)理器效能(neng)與(yu)判(pan)定(ding)正確性(xing)、實(shi)時(shi)性(xing)。至于(yu)低(di)轉(zhuan)速(su)(su)(su)的(de)速(su)(su)(su)度(du)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)尤其(qi)是(shi)(shi)低(di)速(su)(su)(su)起(qi)動則因為(wei)回(hui)(hui)傳的(de)hall-sensor信號變化(hua)(hua)變得更慢，怎樣擷取(qu)信號方(fang)式(shi)(shi)、處(chu)理時(shi)機以(yi)(yi)及(ji)根據電機特性(xing)適當配置(zhi)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)參(can)數值就顯得非(fei)常重要(yao)(yao)。或者(zhe)速(su)(su)(su)度(du)回(hui)(hui)傳改變以(yi)(yi)encoder變化(hua)(hua)為(wei)參(can)考，使信號分(fen)辨率(lv)增加(jia)以(yi)(yi)期得到(dao)更佳的(de)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)。電機能(neng)夠(gou)運轉(zhuan)順暢而且響(xiang)應(ying)良好，P.I.D.控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)的(de)恰當與(yu)否(fou)也(ye)無法忽視(shi)。之(zhi)前提到(dao)直流無刷電機是(shi)(shi)閉回(hui)(hui)路(lu)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)，因此回(hui)(hui)授信號就等于(yu)是(shi)(shi)告(gao)訴(su)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)部電機轉(zhuan)速(su)(su)(su)距離目(mu)標速(su)(su)(su)度(du)還差多(duo)(duo)少，這(zhe)就是(shi)(shi)誤差(Error)。知道(dao)了誤差自然就要(yao)(yao)補償，方(fang)式(shi)(shi)有傳統的(de)工程(cheng)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)如P.I.D.控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)。但(dan)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)的(de)狀(zhuang)態及(ji)環境(jing)其(qi)實(shi)是(shi)(shi)復雜多(duo)(duo)變的(de)，若要(yao)(yao)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)的(de)堅固耐用則要(yao)(yao)考慮(lv)的(de)因素恐怕不是(shi)(shi)傳統的(de)工程(cheng)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)完全(quan)掌(zhang)握(wo)，所以(yi)(yi)模糊控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)、專家系統及(ji)神經網絡也(ye)將(jiang)被納入成為(wei)智能(neng)型P.I.D.控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)的(de)重要(yao)(yao)理論。

直流電動機和交流電動機區別

從結構上說，直流(liu)電(dian)機(ji)的原(yuan)理相對簡單，但結構復雜，不便于(yu)維護。而交流(liu)電(dian)機(ji)原(yuan)理復雜但結構相對簡單，而且(qie)比直流(liu)電(dian)機(ji)便于(yu)維護。

直流(liu)電機(ji)是(shi)通過(guo)電刷和換向器把電流(liu)引(yin)入(ru)轉(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)電樞中，從(cong)而使轉(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)在定(ding)子(zi)(zi)磁場中受(shou)力而產(chan)生(sheng)(sheng)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)。交(jiao)流(liu)電機(ji)（以常用的交(jiao)流(liu)異步電動機(ji)為例(li)）是(shi)把交(jiao)流(liu)電通入(ru)定(ding)子(zi)(zi)繞組，從(cong)而在定(ding)轉(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)氣(qi)隙中產(chan)生(sheng)(sheng)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)磁場，旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)磁場在轉(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)繞組中產(chan)生(sheng)(sheng)感應電流(liu)，進而使轉(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)在定(ding)子(zi)(zi)磁場中受(shou)力產(chan)生(sheng)(sheng)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)。

1、直流特點：

（一）調(diao)速(su)性能好(hao)。所(suo)謂“調(diao)速(su)性能”，是指電(dian)動機在一定負(fu)載的條(tiao)件下(xia)，根(gen)據需要(yao)，人為地改變電(dian)動機的轉速(su)。直流電(dian)動機可以在重負(fu)載條(tiao)件下(xia)，實現(xian)均勻、平(ping)滑的無(wu)級調(diao)速(su)，而且調(diao)速(su)范圍較寬。

（二）起動力(li)矩大(da)。可以均勻(yun)而經濟地實(shi)現(xian)轉速(su)調(diao)節(jie)。因此，凡是在(zai)重負載下(xia)起動或要求均勻(yun)調(diao)節(jie)轉速(su)的機械(xie)。

例如大(da)型可逆軋鋼機(ji)(ji)、卷揚機(ji)(ji)、電力(li)機(ji)(ji)車、電車等，都(dou)用直流直流電動機(ji)(ji)電動機(ji)(ji)拖(tuo)動。

2、交流特點：

交流電(dian)(dian)(dian)動(dong)機的工作效率較高，又(you)沒有煙塵(chen)、氣(qi)味，不污染(ran)環境(jing)，噪聲(sheng)也較小。由于它(ta)的一(yi)系(xi)列優點，所以在工農(nong)業(ye)(ye)生產、交通(tong)運(yun)輸、國防、商(shang)業(ye)(ye)及家用電(dian)(dian)(dian)器、醫療電(dian)(dian)(dian)器設備等各方面廣泛應用。