交直流兩用電動機

交直流兩用電動機指既能在直流電源下工作，又能在交流電源下工作的電機。這種電動機在日常生活用具、手動器件、計算工具和精密機械中得到了廣泛的套用。此外在醫療器械、通信技術、測量技術、電影行業以及其他很多方面也經常用到這種電動機。

基本介紹

• 中文名：交直流兩用電動機
• 外文名：universal motor
• 別稱：普用電動機
• 特點：可由交流供電、直流供電的電動機
• 用於：電動工具和家用電器

基本結構

交直流兩用電動機結構基本上和直流電動機一樣，有不同的電樞結構和勵磁方式。實際上往往採用有槽鐵心的電樞結構，導體放在電樞槽中所受的電磁力較小，容易滿足高速運行時對絕緣材料的機械強度要求。勵磁方式雖可做成串勵和並勵兩種，但並勵式電動機的轉矩要比串勵式低得多。因此通常製成串勵、有槽電樞的直流電動機，其結構及原理如圖1所示。

圖1 交直流兩用電動機結構及原理

交直流兩用電動機的定子上裝有嵌放串勵繞組的主磁極、轉子與直流電動機的有槽電樞一樣，磁路均由疊片鐵心組成。定子沖片往往製成如圖1（C）所示整體形狀，以利於製造和降低成本。

電樞鐵心一般都採用斜槽形式。定、轉子的氣隙較直流電動機為大，並且不均勻，其中最尖處最大氣隙是主氣隙的3一4倍。其他零部件如電刷刷握、端蓋等都和普通直流電機相似。

交直流兩用電動機具有不同的結構形式，有時也做成分裝式，分裝式結構和力矩式電動機結構相似。對於大容量高速或特殊要求的交直流兩用電動機，還需採用換向極以改善換向、抑制火花及減少無線電干擾。

工作原理

交直流兩用電動機的工作原理與直流串勵電動機相同，因而可先從串勵直流電動機著手進行分析。圖2(a)表示其正方向通電時的工作原理圖。

圖2 交直流兩用電機的工作原理圖

根據電動機左手定則，可確定轉子的轉矩方向是逆時針方向；同理在圖2(b)中反方向通電後電動機的轉矩方向仍為逆時針。因此對於交直流兩用電動機，由於其主磁通和電樞電流的方向同時隨電源的極性而改變，因此能使平均轉矩保持逆時針方向不變。

特點及套用

交直流兩用電動機因具有較小的起動電流和較大的起動轉矩，常常用在起動比較困難的地方，或者在需要大的起動轉矩而瞬時斷續運行的機構上作傳動用，如用於操縱控制開關等。這樣，可以提供大的起動轉矩和選用比其他類型電動機小得多的外形尺寸。

此外交直流兩用電動機的調速範圍廣，並能獲得高速。一般異步電動機的轉速取決於電動機極數和供電頻率，50Hz供電的一對極電動機最高轉速低於3ooor/min。當然，變頻電機可以提高轉速，但要提供專用電源。在設計上可以用減少電樞導體數的方法提速，如電動工具用交直流兩用電動機轉速達9900一145oor/min，醫療器械用高速離心機上的最高轉速可達20000r/min。因此在需要高轉速的地方可以選用這種電動機，如牙科用鑽頭就是用交直流兩用電動機帶動的。

交直流兩用電動機的機械特性較軟，在轉矩增加時，轉速迅速降低，致使輸出功率增加有限，不容易因為負載加大而過載，適用於恆功率控制場合或者負載轉矩經常大幅度變化的場所。如在磁帶記錄器的磁帶恆張力結構及腳踏車傳動機構中，這種電動機可以取代永磁式直流電動機。

當負載很小時，交直流兩用電動機轉速會很高，所以它不能全壓、空載運行。一般情況下當全壓工作時。最低負載不應小於額定值的25%一30%。