第3章 直流电机的工作原理及特性ppt课件.ppt

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1、第三章直流电机的工作原理及特性3.1直流电机的基本结构和工作原理3.2直流发电机3.3直流电动机的机械特性3.4直流他励电动机的启动特性3.5直流他励电动机的调速特性3.6直流他励电动机的制动特性①在了解直流电动机的基本结构的基础上，着重掌握直流电机的基本工作原理，特别应掌握转矩方程式、电势方程式和电压平衡方程式；②掌握直流电动机的机械特性，特别是人为机械特性；③掌握直流电动机启动、调速和制动的各种方法以及各种方法的优缺点和应用场所；④学会用机械特性的四个象限分析直流电动机运行状态；⑤学会根据他励直流电动机的铭牌技术数据，确定电动机启动等运行特性。基本要求由于机械特性

2、是根据转矩、电势、电压平衡方程式推导出来的，而机械特性又是分析启动、调速和制动特性的依据，所以机械特性是电动机内容的重中之重；他励直流电动机的启动特性；他励直流电动机的调压调速特性。电流、电势的换向过程和电动机的制动过程；电动机在各种运转状态下电磁转矩T、负载转矩TL，转速n、电枢电流Ia，和电势E等符号的确定。重点难点概述直流电机的用途:直流电机包括直流发电机和直流电动机，两者具有可逆性。作电源用：直流发电机将机械能转化为直流电能作动力用：直流电动机将直流电能转化为机械能信号传递：直流测速发电机将机械信号转换为电信号信号传递：直流伺服电动机将控制电信号转换为机械信号

3、直流电机的优缺点:①直流发电机的电势波形较好，受电磁干扰的影响小。②直流电动机的调速范围宽广，调速特性平滑。③直流电动机过载能力较强，起动和制动转矩较大。④由于存在换向器，其制造复杂，成本较高。⑤直流电动机存在直流电源问题。直流电机的铭牌数据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、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电机铭牌上还标有其它数据，如励磁电压、出厂日期、出厂编

4、号等。在额定电压下，运行于额定功率时对应的电流概述3.1直流电机的基本结构和工作原理一、直流电机的基本结构永磁直流电动机直流电动机主磁极:包括铁心和励磁绕组，产生恒定气隙磁通换向磁极:改善换向电刷装置:与换向片配合，完成直流与交流的互换机座和端盖:起支撑和固定作用定子静止部分转子旋转部分电枢铁心:主磁路的一部分，放置电枢绕组电枢绕组:由导线绕制而成，是电路的一部分换向器:与电刷装置配合，完成直流与交流的互换转轴轴承风扇直流电机定子结构定子用于建立磁场，并作为机械支撑转子结构转子用于实现机电能量转换，所以又把转子称为电枢换向器能保证N极和S极下的转子绕组电流始终按一个方

5、向流动，使得转子绕组受到的电磁转矩方向始终不变，从而保证电机持续旋转直流电机的磁路二、直流电机的工作原理1.直流电机具有可逆性一台直流电机原则上既可以作为电动机运行，也可以作为发电机运行，只是外界条件不同而已。发电机——若用原动机拖动电枢恒速旋转，就可以从电刷端引出直流电动势而作为直流电源对负载供电；电动机——若在电刷端外加直流电压，电机就可以带动轴上的机械负载旋转，从而把电能转变成机械能。这种同一台电机能作电动机或作发电机运行的原理，在电机理论中称为可逆原理。直流发电机工作原理图直流电动机工作原理图磁极对N、S不动，线圈（绕组）abcd旋转，换向片1、2旋转，电刷及

6、出线A、B不动。直流电机物理模型图右手定则2.直流发电机的工作原理直流发电机工作原理图Bev①定子上的励磁绕组通过直流电流（称为励磁电流If）产生恒定磁场（称为励磁磁场，主磁场）；②原动机拖动电枢以转速n(r/min)旋转；③电枢线圈的导体中将产生感应电势e（右手定则），该电势为交流电；④经过换向器与电刷的作用可以引出直流电势EAB，从而输出直流电能。3.直流电动机的工作原理电枢绕组开始通电时电枢绕组转动半周后直流电动机工作原理图转子如何旋转？电枢绕组开始通电时电枢绕组转动半周后直流电动机工作原理图左手定则Bfi线圈受力方向直流电动机原理图电枢绕组开始通电时ff电枢绕

7、组转动半周后ff①定子上的励磁绕组通过直流电流（称为励磁电流If）产生恒定磁场φ（称为励磁磁场，主磁场）；②将直流电源U、Ia通过电刷和换向器接入电枢绕组，使电枢导体有电流ia通过。③载流的转子（即电枢）导体将受到电磁力f的作用（左手定则）；④所有导体产生的电磁力作用于转子，可产生电磁转矩T，从而拖动机械负载以n（r/min）旋转。电枢绕组在磁场中运动产生的感应电动势和受到的电磁转矩是分析直流电机运行的两个关键量IIaIUEGRRaRfUfIf–+直流他励发电机直流他励电动机U=E–IaRaU＝E＋IaRa励磁电路（定子电路）用下标f表示电枢电路（转