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1、第8章直流電動機8.1直流電機的構造8.2直流電機的基本工作原理8.4并勵電動機的起動與反轉8.3直流電動機的機械特性8.5并勵(他勵)電動機的調速8.5并勵(他勵)電動機的制動第8章直流電動機1.了解直流電動機的基本構造和工作原理。2.掌握他勵（并勵）和串勵直流電動機的電壓與電流的關系式，接線圖、機械特性。3.掌握他勵（并勵）和串勵直流電動機的起動、反轉和調速、制動的基本原理和基本方法。本章要求8.1直流電機的構造直流電動機雖然比三相交流異步電動機的結構復雜，維修也不便，但由于它的調速性能較好和起動轉矩較大，因此，對調速要求較高的生產(chǎn)機械或者需要較大起動轉矩的生產(chǎn)
2、機械往往采用直流電動機驅動。直流電機的優(yōu)點：(1)調速性能好,調速范圍廣,易于平滑調節(jié)。(2)起動、制動轉矩大,易于快速起動、停車。(3)易于控制。應用:軋鋼機、電氣機車、中大型龍門刨床、礦山豎井提升機以及起重設備等調速范圍大的大型設備。NS············NS8.1.1直流電動機的構造極掌極心勵磁繞組機座轉子直流電動機的磁極和磁路直流電機由定子(磁極)、轉子(電樞)和機座等部分構成。2.轉子(電樞)由鐵心、繞組（線圈）、換向器組成。1.磁極永磁式:由永久磁鐵做成。勵磁式:磁極上繞線圈，線圈中通過直流電，形成電磁鐵。勵磁:磁極上的線圈通以直流電產(chǎn)生磁通，稱為
3、勵磁。電樞鐵心：由硅鋼片疊裝而成。電樞繞組：由結構、形狀相同的線圈組成用來在電機中產(chǎn)生磁場。1.他勵電動機勵磁繞組和電樞繞組分別由兩個直流電源供電。8.1.2直流電機的分類直流電機按照勵磁方式可分為他勵電動機、并勵電動機、串勵電動機和復勵電動機2.并勵電動機勵磁繞組和電樞繞組并聯(lián)，由一個直流電源供電。UUfIaM+_+_If他勵IaUM+_If+_IE并勵4.復勵電動機勵磁線圈與轉子電樞的聯(lián)接有串有并，接在同一電源上。3.串勵電動機勵磁線圈與轉子電樞串聯(lián)接到同一電源上。串勵UIa+_IfM復勵U+_IMIa8.2直流電機的基本工作原理8.2直流電機的基本工作原理IU
4、–+SbNacd直流電從兩電刷之間通入電樞繞組，電樞電流方向如圖所示。由于換向片和電源固定聯(lián)接，無論線圈怎樣轉動，總是S極有效邊的電流方向向里,N極有效邊的電流方向向外。電動機電樞繞組通電后中受力(左手定則)按順時針方向旋轉。U–+U–+電刷換向片U–+IFFTn換向器作用：將外部直流電轉換成內(nèi)部的交流電，以保持轉矩方向不變。U–+EETnSbNdFFacII換向片電刷線圈在磁場中旋轉，將在線圈中產(chǎn)生感應電動勢。由右手定則，感應電動勢的方向與電流的方向相反。KE:與電機結構有關的常數(shù)n:電動機轉速?：磁通1.電樞感應電動勢E=EK?nU–+EETnSbNdFFacI
5、I換向片電刷由圖可知，電樞感應電動勢E與電樞電流或外加電壓方向總是相反，所以稱反電勢。式中：U—外加電壓Ra—繞組電阻2.電樞回路電壓平衡式–RaIaE+–+UMKT:與電機結構有關的常數(shù)?:線圈所處位置的磁通Ia：電樞繞組中的電流3.電磁轉矩單位:?(韋伯)，Ia(安)，T(牛頓?米)直流電動機電樞繞組中的電流(電樞電流Ia)與磁通?相互作用，產(chǎn)生電磁力和電磁轉矩，直流電機的電磁轉矩公式為4.轉矩平衡關系電動機的電磁轉矩T為驅動轉矩,它使電樞轉動。在電機運行時，電磁轉矩必須和機械負載轉矩及空載損耗轉矩相平衡，即T=KT?Ia當電動機軸上的機械負載發(fā)生變化時，通過電
6、動機轉速、電動勢、電樞電流的變化，電磁轉矩將自動調整，以適應負載的變化，保持新的平衡。轉矩平衡過程T2:機械負載轉矩T0:空載轉矩例：設外加電樞電壓U一定，T=T2(平衡)，此時，若T2突然增加，則調整過程為達到新的平衡點(Ia?、P入?)。T2?n?Ia?T?E?8.3直流電動機的運行特性直流電動機在正常運行時，雖然電源電壓U和勵磁電阻保持不變，但隨著勵磁方式不同，電動機的轉矩、轉速和機械特性有很大的區(qū)別。一、并勵電動機1.轉矩特性IaUM+_If+_IE由圖可求得由上分析可知：當電源電壓U和勵磁回路的電阻Rf一定時,勵磁電流If和磁通?不變，即?=常數(shù)。則T=K
7、T?Ia=KTIa即：并勵電動機的磁通?=常數(shù)，轉矩與電樞電流成正比。n0TIa2.轉速特性8.3直流電動機的運行特性由以下公式求得n0TIa式中：n08.3直流電動機的機械特性求得IaUM+_If+_IE3.機械特性式中：n=f(T)特性曲線n0nNTN并勵電動機在負載變化時，轉速n的變化不大—硬機械特性（自然特性）。動畫n0T?n?nN很小，大約為3%~8%8.3直流電動機的運行特性二、串勵電動機1.轉矩特性當Ia較小時，鐵心不飽和串勵UIa+_IfM特點：當Ia較大時，鐵心飽和與并勵類似2.轉速特性當Ia較小時，可得根據(jù)當Ia較大時，鐵心飽和與并勵類似從上
