直流電機原理-1.ppt

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1、第三章直流電機原理直流電機基本功能、用途基本作用原理（電動機、發(fā)電機）基本結(jié)構(gòu)基本分析方法基本特性特性控制第一節(jié)直流電機原理、結(jié)構(gòu)及額定數(shù)據(jù)直流電動機的工作原理直流發(fā)電機的工作原理電機的結(jié)構(gòu)額定值電機可逆原理一、直流電動機的工作原理克服阻力旋轉(zhuǎn)對外輸出機械能主磁極建立磁場外加直流電壓在線圈中產(chǎn)生電流載流導(dǎo)體在磁場中產(chǎn)生電磁力轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)180電角度直流電源供電電流方向不變旋轉(zhuǎn)180電角度后電磁力方向反向平均電磁轉(zhuǎn)矩為0若要維持電磁力方向不變，必須:改變磁極極性改變電流方向二者改變且僅改變一個兩種位置電磁力對比直流電動機原

2、理－換向幾何中性線磁極的幾何分界線電刷和換向器配合電流換向＝電流逆變導(dǎo)體運動經(jīng)過磁極的幾何中性線期間交換線圈電源極性交換線圈電流方向電磁力方向維持不變二、直流發(fā)電機的工作原理主磁極建立磁場外加機械轉(zhuǎn)矩線圈在磁場中旋轉(zhuǎn)運動導(dǎo)體在磁場中產(chǎn)生感應(yīng)電勢帶電負載對外輸出電能直流發(fā)電機的工作原理－換向線圈旋轉(zhuǎn)方向不變導(dǎo)體感應(yīng)電勢在不同極性磁極下感應(yīng)電勢方向不同導(dǎo)體感應(yīng)電勢交變感應(yīng)電勢換向＝整流經(jīng)過磁極的幾何中性線交換線圈輸出極性輸出直流否則，輸出交流線圈感應(yīng)電勢波形線圈旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)過一對磁極的感應(yīng)電勢波形單線圈換向后的感應(yīng)電勢波形每

3、極下有3個線圈的感應(yīng)電勢波形直流電機原理要求結(jié)構(gòu)組成直流電動機建立磁場→產(chǎn)生電磁力的條件載流導(dǎo)體→產(chǎn)生電磁力線圈運動→對外輸出機械功換向器和電刷→換流，產(chǎn)生持續(xù)電磁力直流發(fā)電機建立磁場→產(chǎn)生感應(yīng)電勢的條件導(dǎo)體運動→產(chǎn)生感應(yīng)電勢負載→對外輸出電能換向器和電刷→整流，產(chǎn)生直流電勢三、直流電機結(jié)構(gòu)靜止部分（定子）主磁極、勵磁繞組、電刷、軸承、磁軛和電刷裝置等旋轉(zhuǎn)部分（轉(zhuǎn)子、電樞）電樞鐵心、電樞繞組、換向器、軸等直流電機結(jié)構(gòu)圖直流電機剖面圖四、直流電機的可逆性原理直流電機的可逆性原理一臺直流電機，即可作發(fā)電機運行也可作電動機

4、運行結(jié)構(gòu)一樣所處狀態(tài)，由運行環(huán)境決定輸出電能為發(fā)電機輸出機械能為電動機掌握：如何判斷直流電機的運行狀態(tài)？電動機運行狀態(tài)電網(wǎng)容量無限大網(wǎng)壓U=常數(shù)→ia產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩感應(yīng)電勢EU→輸出電能,電樞電流Ia穩(wěn)定運行直流電機由兩大部分組成：定子(靜止部分)和轉(zhuǎn)子(轉(zhuǎn)動部分或稱電樞）知識點3-3直流電機的主要結(jié)構(gòu)一、定子的組成:主磁極換向極電刷裝置機座定子是直流電機里的靜止部分，主要由以下部分組成：

5、主磁極由主極鐵芯和勵磁繞組組成鐵芯用1~1.5mm的鋼板沖片疊成，外套勵磁繞組。主磁極的作用是建立主磁場，它總是成對出現(xiàn)，N、S極交替排列。換向極也由鐵芯和繞組組成，鐵芯一般是由整塊鋼組成換向極安放在相鄰兩主磁極之間，它的作用是改善電機的換向。電刷裝置示意圖電刷裝置由電刷、刷握、刷桿、壓緊彈簧等組成，它的作用是連接轉(zhuǎn)動和靜止之間的電路。機座的作用:1)固定主磁極等部件2)也是磁路的組成部分,起導(dǎo)磁作用二、轉(zhuǎn)子（電樞）的組成電樞鐵芯電樞繞組換向器轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)子是直流電機里的旋轉(zhuǎn)部分，也稱為電樞，主要由以下部分組成：電樞鐵芯一

6、般用0.5mm涂過絕緣漆的硅鋼片疊壓而成，作用是嵌放電樞繞組，同時它又是電機主磁路的一部分。電樞繞組是由絕緣導(dǎo)線繞制成的線圈（又稱繞組元件）按一定規(guī)律聯(lián)接組成每個元件兩個有效邊，分別嵌放在電樞鐵芯表面的槽內(nèi)元件的兩個出線端分別與兩個換向片相連電樞繞組的作用是產(chǎn)生感應(yīng)電勢和電磁轉(zhuǎn)矩，是實現(xiàn)機電能量轉(zhuǎn)換的樞紐。換向器換向器由許多相互絕緣的換向片組成作用是將電樞繞組中的交流電整流成刷間的直流電或?qū)⑺㈤g的直流電逆變成電樞繞組中的交流電。直流電機的主要結(jié)構(gòu)說明在實際運行時，電機各物理量在額定值時的運行，稱為額定運行。電機處于額

7、定運行狀態(tài)，具有良好的性能，工作可靠。當(dāng)電機電流小于額定電流時的運行，稱為欠載運行，電機長期欠載，效率不高，造成浪費；當(dāng)電機電流大于額定電流時的運行，稱為過載運行，長期過載，使電機過熱，降低使用壽命甚至損壞電機。額定值是選擇電機的依據(jù)，應(yīng)根據(jù)實際使用情況，合理選擇電機容量，使電機工作在額定運行狀態(tài)。五、直流電機額定值額定功率PN(W/kW)：電機在銘牌規(guī)定的額定狀態(tài)下運行時電機的輸出功率額定電壓UN(V)：電機出線端電壓額定電流IN(A)：電機出線電流額定轉(zhuǎn)速nN(r/min,r.p.m)：額定勵磁電壓UfN(V)：

8、額定勵磁電流IfN(A)：額定效率?N(%)：（直流電動機）注意:1)額定功率指的是輸出功率電動機：轉(zhuǎn)軸上輸出的機械功率（PN=UNINηN）發(fā)電機：電刷兩端輸出的電功率（PN=UNIN）2)對于電動機:TN=PN/ΩN=PN*60/(2πnN)=9.55PN/nN例題:Page321)一臺直流電動機，已知額定功率PN=160KW,額定電壓UN