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1、3.3直流電機電樞繞組3.4直流電機的磁場本章主要討論直流電機的基本結構和工作原理，討論直流電機的磁場分布、感應電動勢、電磁轉矩、電樞反應及影響、換向及改善換向方法。3.5直流電機的電樞電動勢和電磁轉矩3.7直流電機的運行特性3.8直流電動機的起動、調(diào)速和制動3.9直流電機的換向3.2直流電機的主要結構與基本工作原理第三章直流電機3.6直流電機的基本平衡關系3.1直流電機概述直流電機是一種轉換與直流電能有關的機器。3.1直流電機概述直流電能機械能（直流電動機）一.直流電機機械能直流電能（直流發(fā)電機）二.直流電機的可逆性同一臺直流電機，既可以作為直流電動
2、機運行，又可以作為直流發(fā)電機。三.直流電機的優(yōu)缺點1.優(yōu)點：（1）調(diào)速性能好，主要表現(xiàn)在調(diào)速范圍廣、調(diào)速方便、調(diào)速平滑。（2）起動性能好，主要表現(xiàn)在起動力矩大。作為直流電動機，主要用于廣泛調(diào)速的地方，比如電力機車、城市地鐵、城市電車等。也可以用于快速可逆電力拖動系統(tǒng)，比如卷揚機、軋鋼機等。作為直流發(fā)電機，既可以作為獨立的直流電源，也可以作為發(fā)電機－電動機拖動系統(tǒng)。2.缺點：結構比較復雜，運行時可能產(chǎn)生環(huán)火。四.直流電機的用途一、直流電機的主要結構3.2直流電機的主要結構與基本工作原理2.轉子部分電樞鐵心電樞繞組換向器轉軸軸承主磁極換向磁極電刷裝置機座端
3、蓋1.定子部分（1）主磁極作用：建立主磁場。構成：主極鐵心和套裝在鐵心上的勵磁繞組。（2）機座作用：①主磁路的一部分；②電機的結構框架，主要起支撐和防護作用。構成：用厚鋼板彎成筒形焊成或鑄鋼件制成。（3）換向極作用：改善換向。構成：由鐵心和繞組組成。（4）電刷裝置作用：電樞電路的引出（或引入）裝置。構成：電刷、刷盒、刷桿和連線等。（5）端蓋作用：起支撐、保護作用。（6）電樞鐵心作用：①主磁路的一部分；②電樞繞組的支撐部件。構成：一般用厚0.5㎜且沖有齒、槽的DR530或DR510的硅鋼片疊壓夾緊而成。（8）換向器作用：整流（發(fā)電機）或逆變（電動機）。構
4、成：由許多鴿形尾的換向片排列成一個圓筒片間用V形云母絕緣，兩端再用兩個形環(huán)夾緊而構成。（7）電樞繞組作用：直流電機的電路部分。構成：用絕緣的圓形或矩形截面的導線繞成，上下層以及線圈與電樞鐵心間要妥善地絕緣，并用槽楔壓緊。上圖為直流發(fā)電機的物理模型，N、S為定子磁極，abcd是固定在可旋轉導磁圓柱體上的線圈，線圈連同導磁圓柱體稱為電機的轉子或電樞。線圈的首末端a、d連接到兩個相互絕緣并可隨線圈一同旋轉的換向片上。轉子線圈與外電路的連接是通過放置在換向片上固定不動的電刷進行的。二.直流電機的工作原理1.直流發(fā)電機工作原理當原動機驅(qū)動電機轉子逆時針旋轉后，如
5、下圖。導體ab在S極下，a點低電位，b點高電位；導體cd在N極下，c點低電位，d點高電位；電刷A極性仍為正，電刷B極性仍為負?？梢?，和電刷A接觸的導體總是位于N極下，和電刷B接觸的導體總是位于S極下，因此電刷A的極性總是正的，電刷B的極性總是負的，在電刷A、B兩端可獲得直流電動勢。在磁場作用下，N極性下導體ab受力方向從右向左，S極下導體cd受力方向從左向右。該電磁力形成逆時針方向的電磁轉矩。當電磁轉矩大于阻轉矩時，電機轉子逆時針方向旋轉。把電刷A、B接到直流電源上，電刷A接正極，電刷B接負極。此時電樞線圈中將電流流過。如圖（a）。實際直流發(fā)電機的電樞
6、是根據(jù)實際需要有多個線圈。線圈分布在電樞鐵心表面的不同位置，按照一定的規(guī)律連接起來，構成電機的電樞繞組。磁極也是根據(jù)需要N、S極交替旋轉多對。2.直流電動機工作原理直流電動機是將電能轉變成機械能的旋轉機械。（a）（b）當電樞旋轉到圖（b）所示位置時，原N極性下導體ab轉到S極下，受力方向從左向右，原S極下導體cd轉到N極下，受力方向從右向左。該電磁力形成逆時針方向的電磁轉矩。線圈在該電磁力形成的電磁轉矩作用下繼續(xù)逆時針方向旋轉。同直流發(fā)電機相同，實際的直流電動機的電樞并非單一線圈，磁極也并非一對。三.直流電機的銘牌數(shù)據(jù)額定值是制造廠對各種電氣設備（本章
7、指直流電機）在指定工作條件下運行時所規(guī)定的一些量值。在額定狀態(tài)下運行時，可以保證各電氣設備長期可靠地工作。并具有優(yōu)良的性能。額定值也是制造廠和用戶進行產(chǎn)品設計或試驗的依據(jù)。額定值通常標在各電氣的銘牌上，故又叫銘牌值。⒈額定功率PN指電機在銘牌規(guī)定的額定狀態(tài)下運行時，電機的輸出功率，以“W”為量綱單位。若大于1kW或1MW時,則用kW或MW表示。對于直流發(fā)電機，PN是指輸出的電功率，它等于額定電壓和額定電流的乘積。PN＝UNIN對于直流電機，PN是指輸出的機械功率，所以公式中還應有效率ηN存在。PN＝UNINηN⒌額定勵磁電流If指電機在額定狀態(tài)時的勵磁
8、電流值。⒉額定電壓UN指額定狀態(tài)下電樞出線端的電壓，以“V”為量綱單位。⒊額定電流IN指電機在
