电工电子技术及应用第2版 教学课件 作者 申凤琴 主编 第5章.ppt

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1、第五章电动机第二节三相异步电动机第三节单相异步电动机返回主目录第一节直流电动机第四节特种电动机第一节直流电动机直流电动机是将直流电能转换为机械能的一种电磁装置。一、基本工作原理若磁场与导体互相垂直，且导体中通以电流，则作用于载流导体上的电磁力为式中，为导体所在处的磁通密度（Wb/m2）；l为导体ab或cd的长度（m）；i为流过导体的电流（A）；f为电磁力（N）。图5-1二、基本结构1．定子（1）主磁极由主磁极铁心和励磁绕组组成。当励磁绕组通入直流电流后，就在铁心和气隙中产生励磁磁场。（2）换向极由换向极铁心和换向极绕组组成。换向极用以改善电机换向，减小运行时电刷与换向器间产生的火

2、花。（3）电刷装置由电刷、刷握、刷杆座、弹簧等组成。（4）机座图5-2二、基本结构2．转子电枢绕组是产生感应电动势和流过电流而产生电磁转矩实现机电能量转换的重要部件。换向器将外部通入的直流电流转换成电枢绕组内的交流电流。电枢铁心是电动机主磁路的一部分。由0.5mm厚两面涂有绝缘漆的硅钢冲片叠制而成，三、励磁方式他励串励并励复励四、基本公式（1）电枢电动势式中，是电动机电动势常数，取决于电机的结构。电枢电动势是由电枢导体在磁场中切割磁力线而产生的。与每极磁通及电动机的转速成正比，即(5-1)(5-1)（2）电磁转矩电磁转矩是由载流导体在磁场中受力而产生的，与每极磁通及电枢电流成正比

3、，即(5-2)式中，是电动机转矩常数，取决于电机的结构。五、电压平衡方程式（1）他(并)励直流电动机(5-3)（2）串励直流电动机(5-4)电枢回路总电阻励磁绕组电阻六、转速特性转速特性：当电源电压和励磁电流为额定值时，电动机转速与电枢电流之间的关系称作它的转速特性。（1）他(并)励直流电动机（2）串励直流电动机(5-5)(5-6)直流电动机转速特性七、他励直流电动机的机械特性机械特性：电动机的机械特性是指电动机的转速与电磁转矩之间的关系，即(5-7)电枢回路外串电阻理想空载转速机械特性曲线斜率图5-5他励直流电动机的机械特性1－固有机械特性2－电枢回路串电阻3－降压4－弱磁（一

4、）固有机械特性（二）人为机械特性（1）电枢回路串电阻（2）降压（3）弱磁八、他励直流电动机的起动、反转、调速和制动1.起动起动：电动机接至电源后，转速从零开始逐渐升到稳定运行转速的全部过程。三个基本要求：起动电流(即起动瞬间的电枢电流)应尽量小；起动转矩(即起动瞬间的电磁转矩)足够大；起动设备简单、经济、操作方便、运行可靠。(1)全压起动全压起动：指不采取任何限流措施，利用刀开关把静止的电枢直接投入额定电压的电网上起动。起动开始瞬间，由于机械惯性的影响，转速，则。对于他励电动机，约为额定电流的(10～20)倍，大注意：起动前，应先建立励磁磁场，然后再起动。n对于串励电动机非常大n

5、全压起动的优点操作简单、起动时间短，毋须起动设备。全压起动的缺点对电网产生不利影响。使电机的电刷与换向器之间产生强烈火花，使其表面受损伤；由于也很大，导致电动机轴上所带工作机构受到严重冲击。限制起动电流的方法有两种：①电枢回路串变阻器；②减压。仅适于(1～2)kW的小功率电机全压起动的适用范围：(2)电枢回路串变阻器起动起动过程中致使转速上升缓慢，起动过程延长。n为了限制起动电流，起动时常在电枢回路中串入一个起动电阻使足够大，在转速上升过程中应平滑均匀地切除起动电阻，使。通常起动电阻分成2～4段逐级切除。串电阻起动：存在问题：措施：(3)减压起动起动过程中致使转速上升缓慢，起动过

6、程延长。n为了限制起动电流，起动前将施加在电枢两端的电源电压降低。使足够大，，在转速上升过程中，电源电压必须不断升高至额定电压，使电动机进入稳定运行状态。用晶闸管整流装置自动控制起动电压措施：存在问题：方法：减压起动：2.反转反转原理根据公式可知：电磁转矩的方向取决于磁通方向和电枢电流方向，只要改变其中一个参数的方向，即可改变电动机转向。电动机反转的方法一是改变励磁电流方向；二是改变电枢电压极性。3.调速调速:在一定的负载下，人为地改变电动机的转速以满足生产机械的工作速度称为调速。调速机械调速：改变传动机构速比的方法调速，称为机械调速电气调速：改变电动机电气参数而改变生产机械的速

7、度，称为电气调速。(5-7)方法：电枢回路串电阻调速降压调速弱磁调速图5-7他励直流电动机电枢回路串电阻调速的机械特性图5-8他励直流电动机降压调速的机械特性图5-9他励直流电动机弱磁调速的机械特性（四）制动制动机械制动电气制动利用机械装置使电动机在切断电源后停转通过改变电动机电气参数使其产生一个与转向相反的电磁转矩。能耗制动反接制动回馈制动系统把电动机的动能转变成电能消耗在电枢回路电阻上，因此称为能耗制动。能耗制动原理：制动瞬间，由于系统惯性很大，转速n的大小和方向来不及改变，