陕西白吉馍:电动机线圈如何缠绕

电动机是将电能转换为机械能的机器.用电池或电源给电动机通电就会使轴开始旋转.有的电动机由直流电源（如电池）供电，有的电动机由交流电源供电.虽然电动机有多种设计方法，但原理是相同的.

有两个物理原理为电动机的运转奠定了基础.第一个原理是电磁感应定律，它是由英国科学家和发明家迈克尔·法拉第于 1831 年发现的.其内容是：如果导体穿过磁场，或改变穿过静止导电闭合回路的磁场强度，导体内将产生感应电流.第二个原理与此相对，指的是电磁的反作用，它是法国物理学家安德尔·玛利亚·安培于 1820 年观察到的.

所以，如果将带电导体（如一段铜线）放置在磁场中，它将受到力的作用.将导体缠绕许多圈，每一圈都位置适当且导体内有电流通过，这时，产生的力会使线圈旋转.线圈旋转时，电动机的轴也将随之旋转.

电动机由两个基本单元组成：一个是磁场，即缠绕着线圈的电磁铁；另一个是电枢，它是支持切割磁场并在电动机内输送励磁电流的导体的机构.

发电机，它们与电动机相反，是将动能转换为电能.

节选自一自制文章

用等长的一根导线绕成不同形状的线圈时，各线圈的电感值会有一定的差异。自制电感线圈时最好能确定线圈的最佳结构，也就是用料最省的结构。这种最佳线圈结构如图1所示。它的结构尺寸要点是：首先绕成的线圈截面应为正方形，其次线圈的内径等于外径的一半。假设线圈两侧面截面的边长为a，则线圈的内径为2a，外径就是4a.

在业余制作中，如果没有电感测试仪，要绕制电感量符合一定要求的线圈很困难。但用根据下面介绍的计算方法得出的绕制数据而制作的电感，误差一般小于5%，能满足直接使用要求。计算方法和步骤如下：

（1）确定线圈正方形截面的边长a，a=(L/R/8.66)1/2(mm)
公式中，L为线圈所需的电感量（单位，μH），R是所期望的直流电阻。与单元串联的线圈（如本刊第5期51页图6中的L1），R值可取单元额定阻抗的1/15左右，与单元并联的（如图5中的L2），取额定阻抗的1/10即可。a确定后，线圈的内、外径也就随之确定了，其中骨架外径可适当加大10%左右，按要求制作或到元件店去选购线圈骨架即可。
（2）计算线圈匝数N：N=19.88（L/a）1/2（匝）
（3）计算漆包线铜芯直径d：d=0.84a/N1/2(mm)
（4）计算所需漆包线长度Lo：Lo=187.3/(La)1/2(mm)
（5）计算所需漆包线的总重量W：W=a3/21.4(g)
（6）计算漆包线的加长系数K：K=0.4[(d’/d)-1]

上述几项中，第6项是作为第4项的补充。当计算出来的漆包线铜芯直径不在标准漆包线中时，应取比计算值稍大的标准铜芯直径d’。这时绕成的线圈电感量会比计算值小一些，应用K值修正。经修正后，绕制的线圈电感量的误差可小于3%。这时，用Lo’=(K+1)Lo公式，求出所需漆包线的实际长度。

计算过程就不列出了。L1按上述计算，其线圈骨架如图2中的a骨架，两夹板间距a=14.2mm，内径2a=28.4mm，外径4a=56.8mm（实际取60mm）。L2的线圈骨架如图2中的b，两夹板间距a=11mm，内径2a=22mm，外径4a=44mm。其中计算出来的L1的铜芯直径d=1.20mm，正好是标准规格的漆包线，因此L1设计无须修正。L1计算出来的长度为13204mm，重量为133.9g。购买时可量取13204mm或在精密天平中称取133.9g的φ1.20mm漆包线。而L2计算了来的φ0.84mm不是标准漆包线，经修正后采用长约12698mm或重量为62.2g的φ0.86mm的漆包线即可.

电感线圈所用漆包线一般选用高强度聚酯漆包线，要求较高的可选用无氧铜漆包线，有条件的，若选用多股无氧铜漆包线，交流损耗将更低，对改善系统阻尼大有帮助。线圈自制时将漆包线绕一端线头固定在线圈骨架上。一边用手压住，一边进行密实绕制。绕好后，在线圈外围用粘性胶带纸固定的，使其牢固而不松散。

用绕线机