《直流電機原理》PPT課件.ppt

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1、第3章直流電機原理直流電機的用途及基本工作原理直流電機的主要結(jié)構(gòu)與型號直流電機的磁路直流電機的電樞繞組電樞電動勢與電磁轉(zhuǎn)矩直流電動機運行原理他勵直流電動機的機械特性直流電機的換向本章基本要求了解直流電機的基本結(jié)構(gòu)、工作原理熟悉直流電機的勵磁方式理解直流電機電樞繞組的構(gòu)成及特點掌握電樞電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩的計算理解和掌握直流電機的工作特性和機械特性了解直流電機的換向3.1直流電機的用途及基本工作原理電源勵磁機測速伺服3.1.1直流電機的用途直流電機的特點：直流發(fā)電機的電勢波形較好，對電磁干擾的影響小。直流電動機的調(diào)速范圍寬廣，調(diào)速特性平滑。直流電動機

2、過載能力較強，啟動和制動轉(zhuǎn)矩較大。易于控制，可靠性較高由于存在換向器，其制造復(fù)雜，價格較高3.1.2基本工作原理1、直流發(fā)電機的工作原理電刷換向片直流發(fā)電機運行時的幾點結(jié)論：1）電樞線圈內(nèi)電勢、電流方向是交流電；2）電刷間為直流電勢。線圈中感應(yīng)電勢與電流方向一致；3）從空間看，電樞電流產(chǎn)生的磁場在空間上是恒定不變的磁場；4）產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反，是制動性質(zhì)。2、直流電動機的工作原理直流電動機運行時的幾點結(jié)論：1）外施電壓、電流是直流，電樞線圈內(nèi)電流是交流；2）線圈中感應(yīng)電勢與電流方向相反；3）線圈是旋轉(zhuǎn)的，電樞電流是交變的；4）產(chǎn)生的電

3、磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相同，是驅(qū)動性質(zhì)。結(jié)論從上述基本電磁情況來看，一臺直流電機原則上既可以作為電動機運行，也可以作為發(fā)電機遠行，只是約束的條件不同而已。在直流電機的兩電刷端上，加上直流電壓，將電能輸入電樞，機械能從電機軸上輸出，拖動生產(chǎn)機械，將電能轉(zhuǎn)換成機械能而成為電動機；如用原動機拖動直流電機的電樞，而電刷上不加直流電壓，則電刷端可以引出直流電動勢作為直流電源，可輸出電能，電機將機械能轉(zhuǎn)換成電能而成為發(fā)電機。同一臺電機既能作電動機又能作發(fā)電機運行的這種原理，在電機理論中稱為可逆原理。3.2直流電機的主要結(jié)構(gòu)與型號主磁極換向磁極電刷裝置機座端蓋定子

4、轉(zhuǎn)子電樞鐵心電樞繞組換向器轉(zhuǎn)軸軸承直流電機3.2.1主要結(jié)構(gòu)1、定子部分（1）主磁極1—主磁極鐵心2—勵磁繞組3—機座主磁極鐵心用1～1.5mm厚的鋼板沖片疊壓而成。（2）換向極1—換向極鐵心2—換向極繞組換向極鐵心一般用整塊鋼或鋼板板疊片加工而成。換向極繞組與電樞繞組串聯(lián)。作用：改善換向。（3）機座作用：一是用來固定主磁極、換向極和端蓋等，起機械支承的作用；二是作為電機磁路的一部分。機座通常由鑄鋼或厚鋼板焊成。（4）電刷裝置電刷的作用是把轉(zhuǎn)動的電樞繞組與靜止的外電路相連接，并與換向器相配合，起到整流或逆變器的作用。1—刷握2—電刷3—壓緊彈簧4

5、—銅絲辮2、轉(zhuǎn)子部分（1）電樞鐵心作用：一是作為電機主磁路的主要部分；二是嵌放電樞繞組。為了減少電樞旋轉(zhuǎn)時電樞鐵心中因磁通變化而引起的磁滯及渦流損耗，電樞鐵心通常用0.5mm厚的兩面涂有絕緣漆的硅鋼片疊壓而成。（2）電樞繞組電樞繞組是由許多按一定規(guī)律聯(lián)接的線圈組成，它是直流電機的主要電路部分，是通過電流和感應(yīng)產(chǎn)生電動勢以實現(xiàn)機電能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部件。線圈用帶絕緣的圓形或矩形截面導(dǎo)線繞成，嵌放在電摳槽內(nèi)，上下層之間以及線圈與鐵心之間都要妥善地絕緣。然后用槽楔壓緊，再用鋼絲或玻璃絲帶扎緊，以防止離心力將繞組甩出槽外。（3）換向器作用：是將電刷上所通過的

6、直流電流轉(zhuǎn)換為繞組內(nèi)的交變電流，在直流發(fā)電機中，它將繞組內(nèi)的交變電動勢轉(zhuǎn)換為電刷端上的直流電動勢。換向器由許多換向片組成。換向片之間用云母絕緣。電樞繞組的每一個線圈兩端分別焊接在兩個換向片上。直流電機的基本結(jié)構(gòu)總結(jié)主要由定子、轉(zhuǎn)子兩部分組成直流電機定子轉(zhuǎn)子機座換向極主磁極電刷裝置電樞鐵心軸承換向器風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸電樞繞組3.2.2電機的銘牌數(shù)據(jù)直流電機的額定數(shù)據(jù)額定容量PN：輸出功率，單位kW額定電壓UN：額定狀態(tài)下出線端電壓，單位V額定電流IN：額定狀態(tài)下出線端電流，單位A額定轉(zhuǎn)速nN：額定狀態(tài)下的電機轉(zhuǎn)速，單位r/min直流發(fā)電機：PN＝UN·IN直

7、流電動機：PN＝UN·IN·?★額定勵磁電壓、額定勵磁電流和勵磁方式等。電動機軸上輸出的額定轉(zhuǎn)矩：3.3直流電機的磁路、空載時的氣隙磁密與空載磁化特性3.3.1直流電機的磁路直流電機空載時的磁場分布磁路從氣隙1出發(fā)經(jīng)－電樞齒－電樞軛－電樞齒2－氣隙2－主磁極2－定子軛－主磁極1，最后又回到氣隙13.3.2空載時氣隙磁通密度的分布波形主磁場磁密的分布在一個磁極的范圍內(nèi)，勵磁磁勢大小一樣，Bδ大小完全與氣隙長度成反比。引進極弧系數(shù)bp’和氣隙卡氏系數(shù)在主極直軸附近的氣隙較小，并且氣隙均勻，磁阻小，即此位置的主磁場較強，在此位置以外，氣隙逐漸增大，主磁

8、場也逐漸減弱，到兩極之間的幾何中線處時，磁密等于0。3.3.3空載磁化特性為了感應(yīng)電動勢或產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，直流電機氣隙中需要有一定量的每極