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    ? 淺談微型直流電機損耗


    微型直流電機在運轉過程中必定有損耗,那么什么是損耗?為什么有損耗?有哪些損耗呢?下面天孚微電機來和大家聊一聊有關微型直流電機損耗的問題。


    直流電機是一個能量守恒系統,在能量轉換過程中遵守能量守恒,穩定運轉時,直流電機輸入的能量等于輸出能量,輸出能量除了機械能或電能之外就是直流電機的各種損耗了,損耗最終以熱能的形式消耗掉。


    直流電機是一個能量守恒系統,在進行能量轉換的過程中遵守能量守恒法則。穩態運行時,電機輸入的能量永遠等于輸出的能量。而輸出的能量除了有用的機械能(電機)或電能(發電機)外,就是電機的各種損耗,而損耗最終又以熱能的形式消耗掉。


    TF直流電機?


    微型直流電機運轉時有電能、熱能、機械能、磁場能這4種能量,電能與機械能是直流電機的輸入或輸出的能量,磁場能量是儲存在直流電機磁場中的能量,而熱能是微型直流電機在運行過程中的各種損耗轉換而來。


    電源輸入電能=磁場儲能的增量+轉化為熱能的能耗+機械能輸出


    其中,導體中電流在電阻中引的電器損耗(銅耗)、消耗在軸承摩擦和通風中的機械損耗、微型直流電機內的磁場鐵芯中產生的磁滯損耗和渦流損耗都會轉化為熱能。這些轉化為熱能的損耗,是一個不可逆的過程,這部分能量很難或不可能再轉化為電能或機械能。


    TF直流電機?


    這些轉化為熱能的損耗,是一個不可逆的過程,也就是說這部分的能量很難或者根本不可能再轉化為電能或機械能。



    微型直流電機的損耗主要由5個部分構成


    1.微型直流電機定子和轉子鐵芯中的基本損耗


    這個是在主磁場在鐵芯內發生變化時產生的磁滯損耗和渦流損耗,這個變化可以是交變磁化性質,也可以是旋轉磁化性質的。


    1)磁滯損耗:鐵磁材料會存在辭職現象,產生磁滯損耗;


    2)渦流損耗:鐵芯中的磁場發生變化時,鐵芯中會感應電動勢,相應的電流就是渦流,這個損耗就是它引起的;


    3)軛部及齒部的基本損耗:鐵心中的基本鐵耗在頻率一定的情況下,主要與鐵心中的磁通密度、材料厚度及性能相關,同時鐵心疊裝工藝水平及加工方法也對損耗有較大的影響。


    TF直流電機?


    2.空載時鐵心中的附加損耗


    定子和轉子開槽所引起的氣隙磁導諧波磁場在對方鐵心表面產生的表面損耗和因開槽而使對方齒中磁通因電機旋轉而變化所產生的脈振損耗,空載時,鐵心中附加損耗主要指鐵心表面損耗和齒中脈振損耗,它是由氣隙中諧波磁場引起的。


    3.電氣損耗


    是指工作電流在繞組(銅或鋁)中產生的損耗,也包括電刷在換向器和集電環上的接觸損耗。


    1)繞組的電器損耗:繞組電氣損耗等于繞組中電流的平方與電阻的乘積。


    2)電刷/集電環接觸損耗:電刷與集電環或換向器間的接觸壓降主要與所選用的電刷種類有關,與電流大小無關。


    4.負載時的附加損耗


    由于定子或轉子的工作電流所產生的漏磁場和諧波磁場在定轉子繞組中和鐵心及結構中引起的各種損耗。


    由于繞組周圍存在漏磁場,所以負載時會產生附加損耗。這些漏磁場在繞組及所有附近的金屬結構中會產生渦流損耗。定子和轉子繞組在氣隙中建立的諧波磁動勢所產生的諧波磁場以不同的速度相對于轉子和定子運動,在鐵心中和籠形繞組中感生渦流,產生附加損耗。


    5.機械損耗


    包括通風損耗、軸承摩擦損耗和電刷與換向器或集電環間的摩擦損耗。軸承摩擦損耗與摩擦面上的壓強、摩擦系數及摩擦表面間的相對運動速度有關。由于與多種因素有關,例如摩擦面的光滑程度、潤滑油的種類及其工作溫度、零部件加工質量和電機的總裝質量等,摩擦系數很難確定。通風損耗也與電機結構、風扇的類型和通風系統的風阻等很多難以精確計算的因素相關。



    在小功率的微電機中,一般只計算定子與轉子鐵心中的基本損耗,電氣損耗,機械損耗。

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