【直流(liu)(liu)(liu)電動(dong)機(ji)】直流(liu)(liu)(liu)電動(dong)機(ji)工作原理 直流(liu)(liu)(liu)電動(dong)機(ji)和交流(liu)(liu)(liu)電動(dong)機(ji)區別

直流電動機工作原理

直流電機是(shi)根(gen)據通電(dian)(dian)(dian)流(liu)的(de)導體在磁(ci)場中(zhong)會受力的(de)原理(li)來工作的(de)。既電(dian)(dian)(dian)工基礎中(zhong)的(de)左手定則(ze)。電(dian)(dian)(dian)動(dong)機(ji)的(de)轉(zhuan)子(zi)(zi)上(shang)繞有線(xian)圈(quan)(quan)，通入(ru)電(dian)(dian)(dian)流(liu)，定子(zi)(zi)作為磁(ci)場線(xian)圈(quan)(quan)也通入(ru)電(dian)(dian)(dian)流(liu)，產生定子(zi)(zi)磁(ci)場，通電(dian)(dian)(dian)流(liu)的(de)轉(zhuan)子(zi)(zi)線(xian)圈(quan)(quan)在定子(zi)(zi)磁(ci)場中(zhong)，就會產生電(dian)(dian)(dian)動(dong)力，推(tui)動(dong)轉(zhuan)子(zi)(zi)旋轉(zhuan)。轉(zhuan)子(zi)(zi)電(dian)(dian)(dian)流(liu)是(shi)通過(guo)整流(liu)子(zi)(zi)上(shang)的(de)碳刷連接(jie)到直流(liu)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)的(de)。

直流(liu)無刷(shua)電(dian)機(ji)(ji)(ji)的(de)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)原理，要讓電(dian)機(ji)(ji)(ji)轉(zhuan)動(dong)(dong)起來，首先控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)部就(jiu)必(bi)須根(gen)據hall-sensor感應(ying)(ying)到(dao)的(de)電(dian)機(ji)(ji)(ji)轉(zhuan)子(zi)所(suo)在(zai)位置(zhi)(zhi)，然后依(yi)照定(ding)子(zi)繞線(xian)(xian)決定(ding)開(kai)(kai)啟(qi)(或關閉)換(huan)流(liu)器(inverter)中(zhong)(zhong)功(gong)率(lv)(lv)(lv)晶(jing)體(ti)管的(de)順(shun)(shun)(shun)序，inverter中(zhong)(zhong)之AH、BH、CH(這些稱為(wei)上臂功(gong)率(lv)(lv)(lv)晶(jing)體(ti)管)及AL、BL、CL(這些稱為(wei)下(xia)臂功(gong)率(lv)(lv)(lv)晶(jing)體(ti)管)，使電(dian)流(liu)依(yi)序流(liu)經電(dian)機(ji)(ji)(ji)線(xian)(xian)圈產生順(shun)(shun)(shun)向(xiang)(xiang)(或逆(ni)向(xiang)(xiang))旋轉(zhuan)磁(ci)場，并與(yu)轉(zhuan)子(zi)的(de)磁(ci)鐵相互(hu)作用，如此就(jiu)能使電(dian)機(ji)(ji)(ji)順(shun)(shun)(shun)時(shi)/逆(ni)時(shi)轉(zhuan)動(dong)(dong)。當電(dian)機(ji)(ji)(ji)轉(zhuan)子(zi)轉(zhuan)動(dong)(dong)到(dao)hall-sensor感應(ying)(ying)出(chu)另一組(zu)(zu)信(xin)號的(de)位置(zhi)(zhi)時(shi)，控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)部又再開(kai)(kai)啟(qi)下(xia)一組(zu)(zu)功(gong)率(lv)(lv)(lv)晶(jing)體(ti)管，如此循環電(dian)機(ji)(ji)(ji)就(jiu)可以依(yi)同一方向(xiang)(xiang)繼續轉(zhuan)動(dong)(dong)直到(dao)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)部決定(ding)要電(dian)機(ji)(ji)(ji)轉(zhuan)子(zi)停(ting)止則(ze)關閉功(gong)率(lv)(lv)(lv)晶(jing)體(ti)管(或只開(kai)(kai)下(xia)臂功(gong)率(lv)(lv)(lv)晶(jing)體(ti)管)；要電(dian)機(ji)(ji)(ji)轉(zhuan)子(zi)反向(xiang)(xiang)則(ze)功(gong)率(lv)(lv)(lv)晶(jing)體(ti)管開(kai)(kai)啟(qi)順(shun)(shun)(shun)序相反。

基本上(shang)功(gong)率(lv)晶(jing)體(ti)(ti)管的(de)(de)開(kai)法可舉(ju)例如下(xia)：AH、BL一(yi)(yi)組(zu)→AH、CL一(yi)(yi)組(zu)→BH、CL一(yi)(yi)組(zu)→BH、AL一(yi)(yi)組(zu)→CH、AL一(yi)(yi)組(zu)→CH、BL一(yi)(yi)組(zu)，但(dan)絕不能開(kai)成AH、AL或BH、BL或CH、CL。此外因為電子零件(jian)總有開(kai)關(guan)(guan)(guan)的(de)(de)響應(ying)時(shi)間，所以功(gong)率(lv)晶(jing)體(ti)(ti)管在關(guan)(guan)(guan)與開(kai)的(de)(de)交(jiao)錯時(shi)間要將(jiang)零件(jian)的(de)(de)響應(ying)時(shi)間考慮(lv)進去，否則當上(shang)臂(bei)(bei)(bei)(或下(xia)臂(bei)(bei)(bei))尚(shang)未完全(quan)關(guan)(guan)(guan)閉(bi)，下(xia)臂(bei)(bei)(bei)(或上(shang)臂(bei)(bei)(bei))就(jiu)已(yi)開(kai)啟，結果就(jiu)造成上(shang)、下(xia)臂(bei)(bei)(bei)短(duan)路而使功(gong)率(lv)晶(jing)體(ti)(ti)管燒毀。

當電機(ji)轉動起(qi)來(lai)(lai)(lai)，控(kong)制部會再根據驅動器設定(ding)(ding)的速(su)(su)(su)(su)度及(ji)加/減速(su)(su)(su)(su)率所(suo)組(zu)成(cheng)的命令(Command)與hall-sensor信號變化的速(su)(su)(su)(su)度加以(yi)比對(dui)(或(huo)由(you)軟件運算)再來(lai)(lai)(lai)決定(ding)(ding)由(you)下一組(zu)(AH、BL或(huo)AH、CL或(huo)BH、CL或(huo)……)開(kai)關導通，以(yi)及(ji)導通時(shi)間長短(duan)。速(su)(su)(su)(su)度不夠則開(kai)長，速(su)(su)(su)(su)度過頭則減短(duan)，此(ci)部份工作就由(you)PWM來(lai)(lai)(lai)完成(cheng)。PWM是決定(ding)(ding)電機(ji)轉速(su)(su)(su)(su)快(kuai)或(huo)慢(man)的方式(shi)，如(ru)何(he)產生這樣的PWM才是要達到(dao)較精(jing)準速(su)(su)(su)(su)度控(kong)制的核心(xin)。

高轉速(su)的(de)(de)(de)速(su)度控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)必須考慮(lv)到(dao)系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)CLOCK 分(fen)辨(bian)率是(shi)否(fou)足以掌(zhang)握處(chu)理(li)軟(ruan)件指令的(de)(de)(de)時(shi)間(jian)，另(ling)外對(dui)于hall-sensor信號(hao)(hao)(hao)變(bian)化(hua)的(de)(de)(de)資料(liao)存(cun)取(qu)方(fang)式(shi)也影響(xiang)到(dao)處(chu)理(li)器效能(neng)與(yu)判定正確性、實(shi)時(shi)性。至于低(di)轉速(su)的(de)(de)(de)速(su)度控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)尤其是(shi)低(di)速(su)起動則因(yin)(yin)為(wei)回(hui)傳(chuan)的(de)(de)(de)hall-sensor信號(hao)(hao)(hao)變(bian)化(hua)變(bian)得(de)更慢，怎樣擷取(qu)信號(hao)(hao)(hao)方(fang)式(shi)、處(chu)理(li)時(shi)機以及根據電(dian)機特性適當(dang)配置控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)參(can)數值就(jiu)顯得(de)非常重要(yao)。或者(zhe)速(su)度回(hui)傳(chuan)改變(bian)以encoder變(bian)化(hua)為(wei)參(can)考，使信號(hao)(hao)(hao)分(fen)辨(bian)率增加以期得(de)到(dao)更佳的(de)(de)(de)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)。電(dian)機能(neng)夠(gou)運轉順暢而(er)且響(xiang)應良好，P.I.D.控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)恰當(dang)與(yu)否(fou)也無法忽視。之前提到(dao)直流無刷電(dian)機是(shi)閉回(hui)路控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)，因(yin)(yin)此回(hui)授信號(hao)(hao)(hao)就(jiu)等于是(shi)告訴控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)部(bu)電(dian)機轉速(su)距(ju)離目標速(su)度還差多(duo)少(shao)，這就(jiu)是(shi)誤差(Error)。知道了(le)誤差自然就(jiu)要(yao)補償，方(fang)式(shi)有傳(chuan)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)工程(cheng)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)如(ru)P.I.D.控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)。但控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)狀(zhuang)態及環境其實(shi)是(shi)復(fu)雜多(duo)變(bian)的(de)(de)(de)，若(ruo)要(yao)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)堅固耐用則要(yao)考慮(lv)的(de)(de)(de)因(yin)(yin)素恐怕不是(shi)傳(chuan)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)工程(cheng)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)完全掌(zhang)握，所以模糊控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、專家(jia)系(xi)(xi)統(tong)(tong)及神經網絡也將被(bei)納入成為(wei)智能(neng)型(xing)P.I.D.控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)重要(yao)理(li)論。

直流電動機和交流電動機區別

從結構上(shang)說(shuo)，直(zhi)流電(dian)機的原理相對簡(jian)單，但結構復(fu)雜，不便(bian)于(yu)維護。而交流電(dian)機原理復(fu)雜但結構相對簡(jian)單，而且比直(zhi)流電(dian)機便(bian)于(yu)維護。

直(zhi)流(liu)電(dian)機(ji)是通過電(dian)刷和(he)換向(xiang)器把電(dian)流(liu)引入轉(zhuan)子(zi)電(dian)樞中，從而(er)使轉(zhuan)子(zi)在(zai)定子(zi)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)中受力而(er)產生旋轉(zhuan)。交(jiao)流(liu)電(dian)機(ji)（以常用的交(jiao)流(liu)異(yi)步(bu)電(dian)動(dong)機(ji)為(wei)例）是把交(jiao)流(liu)電(dian)通入定子(zi)繞組(zu)，從而(er)在(zai)定轉(zhuan)子(zi)氣隙中產生旋轉(zhuan)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)，旋轉(zhuan)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)在(zai)轉(zhuan)子(zi)繞組(zu)中產生感應電(dian)流(liu)，進而(er)使轉(zhuan)子(zi)在(zai)定子(zi)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)中受力產生旋轉(zhuan)。

1、直流特點：

（一）調速性能好。所謂“調速性能”，是指電動(dong)(dong)機在一定負載的(de)條件(jian)下，根據需要(yao)，人為地改變電動(dong)(dong)機的(de)轉速。直(zhi)流電動(dong)(dong)機可以在重(zhong)負載條件(jian)下，實現均勻、平滑的(de)無級(ji)調速，而且調速范(fan)圍較寬。

（二）起動力(li)矩大。可(ke)以(yi)均勻而經濟地實現(xian)轉速調節。因此，凡是在重負載下(xia)起動或要求均勻調節轉速的機械。

例如大型可逆軋鋼機、卷揚機、電(dian)力機車、電(dian)車等，都(dou)用(yong)直流(liu)直流(liu)電(dian)動(dong)機電(dian)動(dong)機拖動(dong)。

2、交流特點：

交流電動機的(de)(de)工(gong)作效率(lv)較高，又(you)沒有煙塵、氣(qi)味(wei)，不污染環境(jing)，噪(zao)聲也(ye)較小。由于它的(de)(de)一系(xi)列優點(dian)，所以在工(gong)農業生產、交通運輸、國防(fang)、商業及家(jia)用電器、醫療(liao)電器設備等各方面廣泛(fan)應用。