电机学6直流电动机课件.ppt

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1、第五篇直流电机第16章直流电机的基本工作原理和结构第17章直流电机的运行原理第18章直流电机的运行特性第16章直流电机直流电机用途和基本工作原理和结构直流电机的主要结构直流电机的额定值§16—1直流电机的基本工作原理和结构基本工作原理直流电机的用途：视频固定部分有磁铁，这里称作主磁极；固定部分还有电刷。转动部分有环形铁心和绕在环形铁心上的绕组。左图表示一台最简单的两极直流电机模型，它的固定部分（定子）上，装设了一对直流励磁的静止的主磁极N和S，在旋转部分（转子）上装设电枢铁心。定子与转子之间有一气隙。在电枢铁心上放置

2、了由A和X两根导体连成的电枢线圈，线圈的首端和末端分别连到两个圆弧形的铜片上，此铜片称为换向片。换向片之间互相绝缘，由换向片构成的整体称为换向器。换向器固定在转轴上，换向片与转轴之间亦互相绝缘。在换向片上放置着一对固定不动的电刷B1和B2，当电枢旋转时，电枢线圈通过换向片和电刷与外电路接通。直流发电机（1）线圈中的电动势和电流都是交流电，通过换向片及电刷作用产生的直流电动势及直流电流。（2）感应电动势和电流的方向始终一致。（3）电磁电流产生的磁场在空间上是一个恒定不变的磁场。（4）电磁力制动性质与转子转向相反，原动机

3、必须输入机械功率克服电磁力矩制动作用使转子恒速旋转产生电能。直流电动机（1）将直流电源通过电刷接通电枢绕组，使电枢导体有电流（交流）流过。换向片和电刷起逆变作用。（2）从空间上看，电枢电流产生的磁场是一个恒定磁场。（3）电枢旋转时，电枢导体切割磁力线也会产生感应电动势与电枢电流方向相反。（4）直流电动机中，电磁转矩的方向与转子旋转方向一致，是驱动性质。归纳：（1）所有的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）

4、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。（4）每根电枢导体的电势性质是交流电，而经电刷引出的电势为直流电势。16-2直流电机的主要结构二、直流电动机工作原理把电刷A、B接到直流电源上，电刷A接正极，电刷B接负极。此时电枢线圈中将电流流过。直流电动机是将电能转变成机械能的旋转机械。在磁场作用下，N极性下导体ab受力方向从右向左，S极下导体cd受力方向从左向右。该电磁力形成逆时针方向的电磁转矩。当电磁转矩大于阻转矩时，电机转子逆时针方向旋转。直流电机的组成铁心主磁极：建立主磁场机座：构成磁路、支撑励

5、磁绕组定子电刷：整流和逆变的作用铁心换向极：改善直流电机的换向端盖：构成磁路、防护换向极绕组电枢铁心：主磁路的组成部分又是电枢绕组支撑部分转子电枢绕组：产生感应电动势、电磁转矩、进行能量转换换向器：整流（发电机）、逆变（电动机）每部分都由电磁和机械部分组成，以满足电磁作用的条件。16-3直流电机的额定值在额定状态下运行时，可以保证各电气设备长期可靠地工作额定功率PN：指电机在规定的额定状态下运行时电机的功率。直流发电机：PN是指从发电机引出端输出的电功率PN＝UNIN；直流电动机：PN是指从它的转轴上输出的机械功率P

6、N＝UNINηN额定电压UN：指额定状态下电机出线端的电压。额定电流IN：指额定状态下电机出线端的电流。额定转速nN：指额定状态下运行时转子的转速，单位r/min。额定励磁电流If：指电机在额定状态时的励磁电流值。当实际电流大于额定电流时，称为过载或超载，长期会影响寿命（过热）；当实际电流小于额定电流时，称为欠载或轻载，容量不能充分利用，会降低效率；当实际电流等于额定电流时，称为满载运行。又叫额定负载状态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附近，此时电机的运

7、行效率、工作性能等比较好。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。第17章直流电机的运行原理17.1直流电机的电枢绕组17.2直流电机的磁场和电枢反应17.3直流电机的换向17.4电枢

8、绕组的感应电动势和电磁转矩17.5直流电机的基本方程式§17—1直流电机的电枢绕组电枢绕组是直流电机的电路部分，是实现机电能量转换的枢钮。直流电机的电枢绕组分为五种形式单叠绕组、复叠绕组、单波绕组、复波绕组、蛙形绕组。基本术语：绕组元件：指两端分别与两片换向片接触的单匝或多匝线圈。电枢绕组：由许多结构相同的绕组元件构成的。元件边：在电枢槽中，能