电机学精品课件 第二章 直流电机分解.ppt

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1、概述直流电机的电枢绕组直流电机的磁场直流电动机的基本特性第二章直流电机§2.7直流电机的换向§2.1概述§2.2直流电机的电枢绕组§2.3直流电机的磁场§2.5直流电动机的基本特性§2.6直流电力传动一、概述直流电机发电机：得到直流电源。直流电动机：具有良好的调速性能，在许多调速性能要求较高的场合得到广泛使用。§2.1概述2.1.1工作原理二、直流电机的用途电源励磁机测速伺服图2.1用途(见图2.1).作电源用-->直流发电机.作伺服用-->自流电动机.信号的传递  ==>作为测量元件-->直流测速发电机  ==>作为执行元件-->直流伺服电动机.做励磁机用一般小于

2、10万kW即100MW的单机同步发电机要用直流发电机作为励磁机。直流电机是电机的主要类型之一。直流电机自身有着显著的优点，但与交流电机相比自身又有着缺点。近年来，与电力电子装置结合而具有直流电机性能的电机不断涌现，使直流电机有被取代的趋势。尽管如此，直流电机仍有一定的理论意义和实用价值!三.直流电机的特点★直流电动机以其良好的起动性和调速性能著称。(调速范围宽广，调速特性平过载能力较强;热动和制动转矩较大)★直流发电机供电质量较好，常常作为励磁电源(电势波形较好，对电磁干扰的影响小)。结构较复杂直流电机成本较高使它的应用受到限制可靠性较差存在换向器，其制造复杂，价格较高。(1

3、)直流电机的环形物理模型图解释直流电机的物理模型图见图2.2、2.3。图中表示一台最简单的两极直流电机模型。固定部分有磁铁，这里称作主磁极；固定部分还有电刷。转动部分有铁心和绕在环形铁心上的。定子与转子之间有一气隙。四、直流电机的工作原理图2.2直流电机的物理模型图图2.3直流(发）电机的物理模型图(2)直流发电机的工作原理（图2.4）机械能直流电能的电气设备。    如何转换？分以下步骤说明：设原动机拖动转子以每分转n转转动；    电机内部的固定部分要有磁场。导体将感应电势，其大小与磁通密度B、导体的有效长度l和导体切割磁场速度v三者的乘积成正比，其方向用右手定则判

4、断。电势正方向：abcdB+,A-（1）、换流过程abcdABdcabAB电势正方向：dcbaB+,A-图2.4直流发电机的原理注意：某一根转子导体的电势性质是交流电，而经电刷输出的电动势是直流电。电势性质:1.N及S极下的导体电势方向改变2.电刷与磁极相对静止，固定与N极或S极下的导体相连,电刷两端电势不变，为直流电.由于电刷与换向器的配合作用，交流电势变成了直流电势，这种电机为换向器式直流电机。（1）、换流过程abcd电流正方向：dcba转矩方向：顺时针电势方向：abcd电流正方向：dcba转矩方向：电势方向：电流正方向：abcd转矩方向：顺时针电势方向：dcbadcab

5、abcdS(3)直流电动机的工作原理图2.5直流电动机工作原理直流电动机工作原理：1.电源经电刷接通电枢绕组，电枢导体有电流流过。2.电机内部有磁场。3.载流转子（即电枢）导体受电磁力f的作用f=Blia（左手定则）4.所有导体产生的电磁力作用于转子，使转子以n(转/分)旋转，拖动机械负载。五.直流电机小结1.所有直流电机的电枢绕组总是自成闭路。2.电枢绕组的支路数（2a）永远是成对出现，这是由于磁极数(2p)是一个偶数.     注：a－支路对数           p－极对数3．直流发电机为了得到最大的直流电势，电刷总是与位于几何中线上的导体相接触。旋转电机定子转子

6、气隙2.1.2直流电机的主要结构部件一、基本结构直流电机定子转子机座换向极主磁极电刷装置电枢铁心轴承换向器风扇转轴电枢绕组NS············NS极掌极心励磁绕组机座转子直流电动机的磁极和磁路直流电机由定子(磁极)、转子(电枢)和机座等部分构成。图2.6国产直流电机的结构二、定子1.主磁极（图2.7）主磁极：建立主磁场。主磁极铁心采用1～1.5mm的低碳钢板冲压一定形状叠装固定而成。主磁极上装有励磁绕组。主磁极的个数一定是偶数，相邻主磁极的极性按N，S极交替出现。图2.7主磁极图2.8换向极2.机座:一是作为主磁极的一部分，二是作为电机的结构框架。一般用厚钢板弯成筒形

7、以后焊成，或者用铸钢件（小型机座用铸铁件）制成。两端装有端盖。3.换向极:（图2.8）作用：改善直流电机的换向情况，使电机运行时不产生有害的火花。结构：由换向极铁心和绕组构成，用螺杆固定在机座上。个数一般与主磁极的极数相等。小功率直流电机中，可不装换向极的。换向极绕组在使用中是和电枢绕组相串联的，要流过较大的电流，与主磁极的串励绕组一样，导线有较大的截面。5.电刷装置:由电刷，刷握，刷杆和连线等组成。是石墨或金属石墨组成的导电块，放在刷握内用弹簧以一定的压力按放在换向器的表面，旋转时与换向器表面形成滑动