简 介： 针对网络上小型直流电机原理说明视频存在的问题，通过CSDN视频制作系统进行阐释。进一步把TEASOFT中的文稿-视频转换功能进行完善，实现快速零后期视频制作。 经过这次测试，为今后MOOC课程制作奠定技术基础。

关键词： 直流电机，视频，MOOC

§01 三线圈直流电机

1.1 背景介绍

  今天在西瓜视频看到 三线圈直流电机工作原理 的视频，其中使用了精美的动画展示了电机内部的结构。但是很可惜，我认为对于电机的工作原理采用传统的方式进行解释，可能所令人产生的疑惑远大于其清晰所能能够展示的内容。

  下面就此制作一个视频对此再次深入讨论一下。

1.1.1 相关资料

（1）DOP存储目录

  D:\MooC\Apple\2022\科普内容\直流电机的工作原理

（2）相关推文

• 有些原理，讲着讲着自己也就相信了
• 小型直流电机内部结构

1.2 视频脚本

1.2.1 引入

  今天（2022-03-21）在西瓜视频看到一条短片， 关于三线圈直流电机工作原理介绍。 视频使用了精致3D动画展示了电机内部结构，以及运行电磁原理。

  但是令人遗憾的是，这个视频还是采用经典电磁安培力解释电机运动原理， 这反而会产生更多的问题。。

  下面让我们看看最主要的的两个问题。>>>

1.2.2 问题提出

  采用通电线圈上的安培力解释电机运动原理， 对照实际电机结构会发现电机转子力矩来源的两个问题。

展开两个问题：线圈是否受力？转子表面受力分析。

  【展开两个问题】第一个问题是力矩是否由转子表面磁场作用力产生? 第二个问题，转子转矩是否来自于线圈受力？

放大观转子与弧形磁铁之间的磁场分布。

  【绘制转子表面磁场】 观察转子与磁铁之间的磁力线，可以看到无论转子磁极是N，还是S ， 【绘制定子磁力线】它与永磁铁之间的磁场受力都是径向方向， 因此不会产生转子转矩 。【绘制？号】所以，转子上的旋转力矩可能不是来自于转子表面的磁场受力？

  【放大线圈附近】这是转子上磁靴外面的线圈，【绘制转子磁场】定子和转子的绝大部分磁力线都集中在转子磁靴内部，【绘制少量外部磁场】外部很少有磁场。 所以套在转子外面的线圈上基本没有电磁安培力。 【绘制？号】因此线圈也不会提供转子转动力矩。

  那么问题来了：转子上的转矩究竟来自于哪儿呢？

1.2.3 转子表面受力分析

  下面让我们仔细观察电机转子与定子表面的磁场分布。这里请大家注意定义磁铁边缘处的磁力线分布。

  【绘制电源正负】假设电机电刷上的直流电是下正上负，【绘制各个线圈电流方向】那么三个线圈中的电流方向如图所示。【绘制三个磁极极性】这是线圈引起三个磁极表面的磁极极性。

  【绘制定子磁铁各点磁场方向】这里显示了定子各点磁场方向，磁场方向大都指向电机中心。【】这是磁铁边缘处磁力线方向，它不再指向电机中心，而是与转子表面平行。

  【最上面磁极】首先看一下最上面的磁极，由于它完全与定子磁铁对齐，【】它表面所 受力都是径向的， 所以不产生任何旋转力矩。

  【绘制左边磁极边缘】然后在看一下左边磁极，【】它同时与上下两个定子磁铁都相对。 【上面边缘绘制同性磁极】在上面定子边缘处，定子磁场方向与平行转子，【】和转子表面垂直磁场逆时针力矩。【下面磁场】下定子边缘处，磁场也是平行转子表面。【】与转子表面的垂直磁场同样产生逆时针力矩。

  【绘制右下磁极边缘磁场】对于右下转子磁极，它与下面定子磁铁相对，【】在磁铁边缘处同样产生逆时针力矩。。

  【绘制所有转子与定子正对磁场】除了磁铁边缘之外，在与磁铁内部针对着的转子表面，虽然也存在着磁场力，【绘制指向中心的力矩】但这个力是指向电机中心，所以不产生转子旋转力矩。

  由此，我们可以得到以下结论：

  【移动展示三个解释】一、线圈在直流电机中仅仅用于激发转子磁场， 【加亮：+】它本身并不产生力矩。【+】二、转子力矩仅仅在定子磁铁边缘产生， 而正对磁铁内部的转子表面不存在转矩。【+】对于完全对准定子的磁极的转子磁极，不仅没有转矩，【绘制上面磁极】而且其中的磁通量不发生变化， 所以该磁极上的线圈也不会产生感应电动势。 【局部放大换流环】此时换流环在两个电机切换时， 不会产生电火花。

1.2.4 结束语

  对于小型直流电机电机， 从传统经典线圈受力分析来解释旋转原理， 转向转子表面局部磁场受力分析，

  不仅可以更加清晰解释了电机旋转机制， 消除由此产生的更多的疑问，

  而且可以对于更加复杂的电机结构， 都可以应用这个方法进行分析。

  利用磁场之间的力矩分析， 对于交流电机、直流复刷电机运行分析更加方便。

  将来你再次看到直流电机内部结构的时候， 是否对其工作原理有了更加明确的认识了呢？

1.3 成片展示

1.3.1 效果总结

  这个版本最初是深夜编写，一边编写，一边修改TEASOFT软件，因此从效果来看，出现了一些不如人意的地方。主要体现在：

• 对于电机边缘产生力矩展示的不清晰；
• 对于线圈上的受力分析也显得不足；

  总之是重点不突出。后面需要对此进行进一步的改进。

§02 改进版本

※ 总  结 ※

  针对网络上小型直流电机原理说明视频存在的问题，通过CSDN视频制作系统进行阐释。进一步把TEASOFT中的文稿-视频转换功能进行完善，实现快速零后期视频制作。 经过这次测试，为今后MOOC课程制作奠定技术基础。

■ 相关文献链接:

• 三线圈直流电机工作原理
• 有些原理，讲着讲着自己也就相信了
• 小型直流电机内部结构

文章来源: zhuoqing.blog.csdn.net，作者：卓晴，版权归原作者所有，如需转载，请联系作者。

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