电机与拖动-第2章直流电机原理.ppt

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1、第2章直流电机原理2.1直流电机的结构和基本原理2.2直流电机的电枢绕组和磁场2.3直流电机的感应电动势和电磁转矩2.4直流电动机运行原理2.5直流发电机运行原理2021/8/1312.1直流电机的结构和基本原理2.1.1直流电机的结构2021/8/132直流电机结构图端盖端盖磁轭主磁极励磁绕组电枢铁心电枢绕组换向器电刷装置轴轴承风扇换向极绕组换向磁极2021/8/1331.定子(stator)产生磁场和作电机的机械支撑2021/8/134主磁极机座主磁极铁心励磁绕组绝缘框架电枢铁心螺栓机座换向极主磁极主磁极和机座2021/8/135换向极和电刷换向

2、极绕组换向极铁心铜丝辫压紧弹簧电刷刷握2021/8/1362.转子(rotor)(电枢armature)电枢铁心和绕组换向器转轴和风扇2021/8/1372.1.2直流电机工作原理电动机工作原理NSAX＋U－iaiaffTemNS－U＋XAiaiaffTem线圈边中电流不改变方向，则平均Tem=0。2021/8/138电动机工作原理NSAXB1B2换向片电刷＋U－iaiaffTemNS＋U－XB1B2AiaiaffTem电刷和换向片的作用是什么？线圈边切割磁力线会产生什么？eaeaeaea2021/8/139有磁场，电源通过电刷和换向器向电枢绕组

3、通入直流电。根据电磁力定律，直流电动机电枢绕组产生电磁力矩，驱动机械负载。同时，根据电磁感应定律，电枢绕组内部也产生感应电势——反电动势。输入的直流电能克服反电动势，通过气隙磁场做功，电能转换成机械能。2021/8/1310直流电流交流电流电磁转矩(拖动转矩)换向机械负载旋转克服反电动势做功电动机的电磁关系外加电源电刷和换向器电枢绕组内部气隙磁场转子2021/8/1311NST1AXeaeaB2B1－Ea＋B1XANST1B2eaea－Ea＋电刷和换向片的作用是什么？载流导体在磁场中会产生什么？ffff直流发电机2021/8/1312原动机拖动

4、转子旋转，根据电磁感应定律，直流发电机电枢绕组产生感应电势，同时，根据电磁力定律，旋转的电枢绕组切割磁场，也产生电磁转矩——与旋转方向相反。2021/8/1313气隙磁场的分布波形及线圈电动势波形0Bt23AX0eXAtNS0πAX×+e－0eB1B2t2021/8/1314每极下有3个串联线圈时的电动势波形0et23在直流发电机中，换向器和电刷的共同作用：①将线圈中的交流电动势整流成刷间的直流电动势；②把转动的电路与外面不转的电路联接。2021/8/1315电磁关系输出直流电换向原动机感应电动势和电流电磁转矩(阻转矩)做功气隙

5、磁场电枢绕组内部机械能电刷和换向器转子2021/8/13162.1.3直流电机额定值1.铭牌直流电动机型号Z3－95产品编号7001结构类型励磁方式他励功率30kW励磁电压220V电压220V工作方式连续电流160.5A绝缘等级定子B转子B转速750r/min重量685kg标准编号JB1104－68出厂日期年月2021/8/1317额定电压UN(V)发电机的UN：指输出电压的额定值。电动机的UN：指输入电压的额定值。额定电流IN(A)发电机的IN：指输出电流的额定值。电动机的IN：指输入电流的额定值。额定功率PN(kW)发电机的PN：指输出电功率的额

6、定值。电动机的PN：指输出机械功率的额定值。额定转速nN(r/min)2.额定值2021/8/1318额定励磁电压UfN(V)额定励磁电流IfN(A)※额定状态：指U、I、P、n均为额定值的状态。※满载状态：指I=IN的状态。[例2－1]一台Z2型直流发电机，UN=230V，nN=1450r/min，PN=145kW，N＝90％，求该发电机的额定电流和额定输入功率[例2－2]一台直流电动机，UN=110V，nN=1000r/m，PN=22kW，N＝84％，求该电动机的额定电流和额定输入功率2021/8/1319Z2系列是普通中小型直流电机。ZZJ

7、系列是一种冶金起重辅助传动直流电动机适用于轧钢机、起重机、升降机、电铲等。其他系列的直流电机型号、技术数据可从产品目录或相关的手册中查到。2.直流电机的型号和系列国产直流电机的系列产品代号采用大写汉语拼音字母表示，型号采用汉语拼音字母和阿拉伯数字组合表示，例如：“Z2-72”表示直流电动机、第二次改进设计型，“7”表示机座号，7后面的2表示长铁心（2号表示长铁心，1号表示短铁心）。2021/8/13202.2电机的电枢绕组和磁场2.2.1直流电机电枢绕组1.绕组的基本概念单叠绕组、单波绕组、复叠绕组、复波绕组、蛙绕组（叠绕和波绕混合绕组）。(1)元件

8、是构成电枢绕组的基本单元，其两端分别与两片换向片相连的单匝或多匝线圈。后端接上元件边前端接下元件边2021/