电机拖动 第2章 直流电机.ppt

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1、第二章直流电机第二章直流电机2.1直流电机的工作原理及结构2.2直流电机的名牌数据2.3直流电机的绕组2.4直流电机的励磁方式及磁场2.6感应电动势和电磁转矩的计算2.7直流电机的运行原理2.8直流电机的换向§2-1直流电机的基本工作原理及结构一、直流电动机的基本工作原理（一）直流电动机的工作原理载流导体在磁场中受到的力B—磁场的磁感应强度(Wb/m2)i—导体中的电流(A)l—导体的有效长度(m)磁极电刷换向器电枢电枢铁心电枢线圈电磁力定律（一）直流电动机的工作原理要使电枢受到一个方向不变的电磁转矩，关键在于：当线圈边在不同极性的磁极下，如何将流

2、过线圈中的电流方向及时地加以变换，即进行所谓“换向”。为此必须增添一个叫做换向器的装置，换向器配合电刷可保证每个极下线圈边中电流始终是一个方向，就可以使电动机能连续的旋转。这就是直流电动机的工作原理。(二)直流发电机的基本工作原理运动导体在磁场中的感应电动势：B—磁场的磁感应强度(Wb/m2)V—导体垂直切割磁力线的速度(m/s)l—导体的有效长度(m)磁极电刷换向器电枢电枢铁心电枢线圈电磁感应定理结论：为脉动的直流电动势。由于旋转电刷和静止换向器的作用，(三)电机的可逆运行原理从上述基本电磁情况来看，一台直流电机原则上，既可以作为电动机运行，也可

3、以作为发电机运行。这种原理在电机理论中称为可逆原理。二、直流电机的结构转子——电枢：转轴、电枢铁心、绕组、换向器、风扇定子：机座、主磁极、换向极、端盖、轴承、电刷（一）直流电机的静止部分1、主磁极2、换向极1—主磁极铁心2—励磁绕组3—机座1—换向极铁心2—换向极绕组3、机座——用来固定主磁极、换向极和端盖；另外，又作为磁路的一部分。4、电刷装置1—刷握2—电刷3—压紧弹簧4—铜丝辫（二）直流电机的转动部分(转子)（二）直流电机的转动部分1、电枢铁心a)—电枢铁心冲片b)—电枢铁心2、电枢绕组——由许多按一定规律连接的线圈组成。2、电枢绕组1—槽楔

4、2—线圈绝缘3—导体4—层间绝缘5—槽绝缘6—槽底绝缘电枢槽内的绝缘3、换向器——由许多换向片组成，换向片之间用云母绝缘。1—换向片2—连接片第二节直流电机的铭牌数据第二节直流电机的铭牌数据直流电机的额定值有：1、额定功率PN(kW)2、额定电压UN(V)3、额定电流IN(A)4、额定转速nN(r/min)5、额定励磁电压UfN(V)6、励磁方式和励磁电流IfN(A)根据国家标准、电机的设计指标、试验数据，电机制造厂给每台电机规定的主要性能指标。额定条件下电机所能提供的功率指电刷间输出的额定电功率发电机指轴上输出的机械功率电动机发电机：是指输出额定

5、电压；电动机：是指输入额定电压。在额定工况下，电机出线端的平均电压在额定电压下，运行于额定功率时对应的电流在额定电压、额定电流下，运行于额定功率时对应的转速对应于额定电压、额定电流、额定转速及额定功率时的励磁电流指直流电机的励磁线圈与电枢线圈的连接方式励磁方式此外，电机铭牌上还标有其它数据，如励磁电压、出厂日期、出厂编号等。电机运行时，所有物理量与额定值相同——电机运行于额定状态。电机的运行电流小于额定电流——欠载运行；运行电流大于额定电流——过载运行。长期欠载运行将造成电机浪费，而长期过载运行会缩短电机的使用寿命。电机最好运行于额定状态或额定状态

6、附近，此时电机的运行效率、工作性能等比较好。电枢绕组是直流电机的核心部分，在电机的机电能量转换过程中起着重要的作用。因此，电枢绕组须满足以下要求：（1）在能通过规定的电流和产生足够的电动势前提下，尽可能节省有色金属和绝缘材料，（2）并且要结构简单、运行可靠等。第三节直流电机的绕组第三节直流电机的绕组结论：通过换向片，6个元件依次串连构成一个闭合回路。1、电枢绕组与换向片一、简单的绕组2、电枢绕组与电刷连接位于对称位置的电刷将闭合的6个线圈分成两个并联支路。电刷将环形闭合电枢绕组分成两条对称的并联支路。两个电刷位于换向器内圆对称位置(实际放置在外圆上

7、)。二、绕组的基本形式直流电机电枢绕组的基本形式：（1）单叠绕组（2）单波绕组波绕组元件叠绕组元件波绕组示意图叠绕组示意图1.电枢绕组元件——线圈(1).2个元件边：嵌在槽中的部分(2).前端接部分、后端接部分(3).上层元件边、下层元件边(4).首(出线)端、末(出线)端上层元件边、下层元件边处在不同极性的磁极下，即同一元件的上层元件边、下层元件边的距离约为一个磁极的距离。(一)、元件与节距*.本课程只讨论：一个槽内共放置2个元件边*.元件数S=换向片数K，即S=K*.换向片数K=槽数Z*.S=K=Z1片换向片总接1个元件的上层元件边和另1个元件

8、的下层元件边。1个元件有2个元件边。1个槽放2个元件边。2.节距：用来表征元件本身和元件之间连接规律的数据节距第一节距y1