第9章直流电机ppt课件.ppt

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1、第9章直流电机电机概述电机的定义电机是一种能实现机电能量转换的电磁装置，是电动机和发电机的统称。将电能转换为机械能的电机称为电动机；将机械能转换为电能的电机称为发电机。工作原理电磁感应定律、电磁力定律及电流的磁效应。电机分类：变压器直流电机伺服电动机、步进电动机、测速发电机回转变压器、自整角机、直线电动机电力变压器：升压变压器、降压变压器动力电机微特电机感应电机同步电机感应电动机感应发电机交流电机同步电动机同步发电机同步补偿机直流电动机直流发电机旋转电机静止电机特种变压器：自耦、三绕组、互感器直流电机基本理论及结构直流电机优缺点：优点

2、：起动性能和调速性能好，过载能力大。缺点：存在电流换向问题，结构工艺复杂，使用有色金属多，价格昂贵，运行可靠性差。直流电机发展形势：随着近年来电力电子学和微电子学的迅速发展，将逐步被交流调速电动机取代，直流发电机则正在被电力电子器件整流装置所取代。但在今后一个相当长的时期内，直流电机仍将在许多场合继续发挥作用。直流电机的基本工作原理电磁力定律：垂直于磁力线的导体通过电流时，会受到力的作用。力的方向用左手定则确定：若与磁力线垂直的导体通过电流，导体受的力为：F=B·L·IF：力，NB：磁感应强度,Wb/m2或T(特斯拉)L:导体的有效

3、长度，mI：导体中的电流，A若导体与磁力线发生相对运动，导体中感应的电势为：E=B·L·VE：感应电势，VB：磁感应强度,Wb/m2或T(特斯拉)L:导体的有效长度，mV：导体的运动速度，m/s感应电动势的方向用右手定则确定：直流电机的基本工作原理(2)电磁感应定律：若导体切割磁力线，导体中会产生感应电动势。直流电机的基本工作原理(3)电流磁效应：通电的导体周围会产生磁场。磁场的方向用右手螺旋定则确定：直流电机基本工作原理AB直流电机物理模型直流电机的物理模型如图所示。线圈在磁场中旋转，线圈的两条边分别与两个彼此绝缘而且与线圈同轴旋

4、转的铜片连接，铜片上又各压着一个固定不动的电刷。电刷换向片2.线圈逆时针旋转——电源正接换向片B，电源负接换向片A电流：由B流进，由A流出；电磁转矩：方向逆时针；线圈感应电动势：B为高电位，A为低电位。AB结论：线圈内部电流Ia交变，感应电动势Ea交变，且与电流方向相反，电磁转矩T方向不变。直流电动机原理IaEaT1.电源正接换向片A，电源负接换向片B电流：由A流进，由B流出；电磁转矩：方向逆时针；线圈感应电动势：A为高电位，B为低电位。直流发电机原理IaEaT1T1.原动机提供机械转矩T1，带动线圈逆时针旋转，当换向片A接电刷A’，

5、换向片B接电刷B’时线圈感应电动势：A为高电位，B为低电位；电流：由A流出，由B流入；电磁转矩：方向顺时针；2.原动机提供机械转矩T1，带动线圈逆时针旋转，当换向片A接电刷B’，换向片B接电刷A’时线圈感应电动势：B为高电位，A为低电位；电流：由B流出，由A流入；电磁转矩：方向顺时针；BA结论：线圈内部电流I交变，感应电动势Ea交变，但电刷电动势方向不变，电磁转矩T方向与T1相反。直流发电机的基本工作原理♣电机可逆原理：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发电机运行，也可以作为电动机运行，只是其输入输出的条件不同而已。

6、如用原动机拖动直流电机的电枢，将机械能从电机轴上输入，而电刷上不加直流电压，则从电刷端可以引出直流电动势作为直流电源，可输出电能，电机将机械能转换成电能而成为发电机；如在电刷上加直流电压，将电能输入电枢，则从电机轴上输出机械能，拖动生产机械，将电能转换成机械能而成为电动机。这种同一台电机，既能作发电机又能作电动机运行的原理，在电机学理论中称为电机的可逆原理。主磁极换向磁极电刷装置机座端盖磁极铁心励磁绕组电刷刷握绝缘支架压紧力调整装置转子定子直流电机（产生励磁磁场）（产生电动势，流过电流，产生电磁转矩）转轴电枢铁心电枢绕组换向器1、结构

7、1、直流电机的基本结构永磁直流电动机直流电机整体结构图励磁绕组和串换向极后的电枢绕组出线定子机座换向极铁心换向极绕组主磁极铁心主磁极绕组（励磁绕组）换向极绕组与励磁的串联接线直流电机定子轴端盖电枢铁心电枢绕组和槽碶电枢绕组端部换向器轴承直流电机的转子换向器电枢铁心电枢绕组电枢铁心冲片(0.5mm厚)（硅钢片）涂绝缘漆冲片叠压而成轴向通风孔直流电枢的铁心模型2.主磁极在主磁极铁心上固定励磁绕组，产生磁场并使电枢表面的气隙磁密按一定形状在空间分布。主磁极铁心是由1~1.5mm的低碳钢板叠成。极身极靴机座主磁极励磁绕组3.换向极一般用于1k

8、W以上的直流电机中，位置在两主极之间，帮助电枢换向并消除或减弱电枢反应。换向极铁心用整块钢或钢板绝缘后叠装而成，换向绕组一般由粗的扁铜线绕成，且与电枢绕组相串联。主极换向极4.电刷装置电刷：由石墨做成的导电块；刷握（刷盒