《直流電機(jī)原理》PPT課件

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1、第8章直流電動(dòng)機(jī)8.1直流電機(jī)的構(gòu)造8.2直流電機(jī)的基本工作原理8.4并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與反轉(zhuǎn)8.3直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性8.5并勵(lì)(他勵(lì))電動(dòng)機(jī)的調(diào)速8.5并勵(lì)(他勵(lì))電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第8章直流電動(dòng)機(jī)1.了解直流電動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造和工作原理。2.掌握他勵(lì)（并勵(lì)）和串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電壓與電流的關(guān)系式，接線圖、機(jī)械特性。3.掌握他勵(lì)（并勵(lì)）和串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、反轉(zhuǎn)和調(diào)速、制動(dòng)的基本原理和基本方法。本章要求8.1直流電機(jī)的構(gòu)造直流電動(dòng)機(jī)雖然比三相交流異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修也不便，但由于它的調(diào)速性能較好和起動(dòng)

2、轉(zhuǎn)矩較大，因此，對(duì)調(diào)速要求較高的生產(chǎn)機(jī)械或者需要較大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的生產(chǎn)機(jī)械往往采用直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。直流電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：(1)調(diào)速性能好,調(diào)速范圍廣,易于平滑調(diào)節(jié)。(2)起動(dòng)、制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,易于快速起動(dòng)、停車。(3)易于控制。應(yīng)用:軋鋼機(jī)、電氣機(jī)車、中大型龍門刨床、礦山豎井提升機(jī)以及起重設(shè)備等調(diào)速范圍大的大型設(shè)備。NS············NS8.1.1直流電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造極掌極心勵(lì)磁繞組機(jī)座轉(zhuǎn)子直流電動(dòng)機(jī)的磁極和磁路直流電機(jī)由定子(磁極)、轉(zhuǎn)子(電樞)和機(jī)座等部分構(gòu)成。2.轉(zhuǎn)子(電樞)由鐵心、繞組（線圈）、換向

3、器組成。1.磁極永磁式:由永久磁鐵做成。勵(lì)磁式:磁極上繞線圈，線圈中通過(guò)直流電，形成電磁鐵。勵(lì)磁:磁極上的線圈通以直流電產(chǎn)生磁通，稱為勵(lì)磁。電樞鐵心：由硅鋼片疊裝而成。電樞繞組：由結(jié)構(gòu)、形狀相同的線圈組成用來(lái)在電機(jī)中產(chǎn)生磁場(chǎng)。1.他勵(lì)電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁繞組和電樞繞組分別由兩個(gè)直流電源供電。8.1.2直流電機(jī)的分類直流電機(jī)按照勵(lì)磁方式可分為他勵(lì)電動(dòng)機(jī)、并勵(lì)電動(dòng)機(jī)、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)和復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)2.并勵(lì)電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁繞組和電樞繞組并聯(lián)，由一個(gè)直流電源供電。UUfIaM+_+_If他勵(lì)I(lǐng)aUM+_If+_IE并勵(lì)4.復(fù)勵(lì)電動(dòng)

4、機(jī)勵(lì)磁線圈與轉(zhuǎn)子電樞的聯(lián)接有串有并，接在同一電源上。3.串勵(lì)電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁線圈與轉(zhuǎn)子電樞串聯(lián)接到同一電源上。串勵(lì)UIa+_IfM復(fù)勵(lì)U+_IMIa8.2直流電機(jī)的基本工作原理8.2直流電機(jī)的基本工作原理IU–+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(wú)論線圈怎樣轉(zhuǎn)動(dòng)，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(dòng)機(jī)電樞繞組通電后中受力(左手定則)按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。U–+U–+電刷換向片U–+IFFTn換向器作用：將外部直流電轉(zhuǎn)換成內(nèi)部的交

5、流電，以保持轉(zhuǎn)矩方向不變。U–+EETnSbNdFFacII換向片電刷線圈在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)，將在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。由右手定則，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向與電流的方向相反。KE:與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)n:電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速?：磁通1.電樞感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=EK?nU–+EETnSbNdFFacII換向片電刷由圖可知，電樞感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E與電樞電流或外加電壓方向總是相反，所以稱反電勢(shì)。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(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)?:線圈所處位置的磁通Ia：電樞繞組中的電流3

6、.電磁轉(zhuǎn)矩單位:?(韋伯)，Ia(安)，T(牛頓?米)直流電動(dòng)機(jī)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(zhuǎn)矩，直流電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩公式為4.轉(zhuǎn)矩平衡關(guān)系電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩T為驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩,它使電樞轉(zhuǎn)動(dòng)。在電機(jī)運(yùn)行時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩必須和機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩及空載損耗轉(zhuǎn)矩相平衡，即T=KT?Ia當(dāng)電動(dòng)機(jī)軸上的機(jī)械負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，通過(guò)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、電動(dòng)勢(shì)、電樞電流的變化，電磁轉(zhuǎn)矩將自動(dòng)調(diào)整，以適應(yīng)負(fù)載的變化，保持新的平衡。轉(zhuǎn)矩平衡過(guò)程T2:機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩T0:空載轉(zhuǎn)矩例：設(shè)外加電樞電壓U一定，T=T2(

7、平衡)，此時(shí)，若T2突然增加，則調(diào)整過(guò)程為達(dá)到新的平衡點(diǎn)(Ia?、P入?)。T2?n?Ia?T?E?8.3直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性直流電動(dòng)機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)，雖然電源電壓U和勵(lì)磁電阻保持不變，但隨著勵(lì)磁方式不同，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和機(jī)械特性有很大的區(qū)別。一、并勵(lì)電動(dòng)機(jī)1.轉(zhuǎn)矩特性IaUM+_If+_IE由圖可求得由上分析可知：當(dāng)電源電壓U和勵(lì)磁回路的電阻Rf一定時(shí),勵(lì)磁電流If和磁通?不變，即?=常數(shù)。則T=KT?Ia=KTIa即：并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的磁通?=常數(shù)，轉(zhuǎn)矩與電樞電流成正比。n0TIa2.轉(zhuǎn)速特性8.3

8、直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性由以下公式求得n0TIa式中：n08.3直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性求得IaUM+_If+_IE3.機(jī)械特性式中：n=f(T)特性曲線n0nNTN并勵(lì)電動(dòng)機(jī)在負(fù)載變化時(shí)，轉(zhuǎn)速n的變化不大—硬機(jī)械特性（自然特性）。動(dòng)畫n0T?n?nN很小，大約為3%~8%8.3直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性二、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)1.轉(zhuǎn)矩特性當(dāng)Ia較小時(shí)，鐵心不飽和串勵(lì)UIa+_IfM特點(diǎn)：當(dāng)Ia較大時(shí)，鐵心飽和與并勵(lì)類似2.轉(zhuǎn)速特性當(dāng)Ia較小時(shí)，可得根據(jù)當(dāng)Ia較大時(shí)，鐵心飽和與并勵(lì)類似從上式