直流电机复习介绍课件

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时间:2018-10-02

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1、1重庆大学自动化学院电机学及拖动基础2直流电机复习直流电机框架34一、直流电动机的工作原理和结构安培定律(电磁力定律)——载流导体在磁场中受到的力表达式为:电机的工作要求:能够产生大小方向可以稳定的转矩。因此,直流电机工作条件:磁场:需要产生磁场通电线圈:对通电线圈的要求直流电机的磁场励磁方式——供给励磁绕组电流而产生励磁磁动势的方式不管哪种励磁方式,直流电机的磁场是通过直流电产生的磁场,其大小和空间分布是固定不变的。电枢反应:负载电流所产生的磁场对励磁磁场的影响。5/2通电绕组:6对通电绕组通电的要求:要求转矩的大小方向不变,要求绕组中的电流方向与线圈位置

2、有关因此电枢线圈中电流为交流,直流电动机电枢线圈产生的电势为交流,其方向与电流方向相反。通电线圈:处于相同极性磁极下的导体所受电磁力的方向保持不变,亦即相同极性磁极下导体中电流方向不变;----所以线圈处于不同磁极下电流方向需要相应变化78主磁极换向磁极电刷装置机座端盖磁极铁心励磁绕组电刷刷握绝缘支架压紧力调整装置转子定子直流电机(产生电动势,流过电流,产生电磁转矩)转轴电枢铁心电枢绕组换向器9直流电动机工作原理的几点结论外施电压、电流是直流电,电枢线圈内电流是交流电;线圈是旋转的,电枢电流是交变的。电枢电流产生的磁场在空间上是恒定不变的;10直流电机工作原

3、理的特点不管是直流电动机还是直流发电机,都需要一个空间分布不变的磁场;电枢绕组中必须有多个线圈,线圈之间通过串联形成一个无头无尾的闭合回路;电机结构中必须有换向器和电刷,电刷放置在电势最小的线圈位置;通过电刷,电枢绕组形成两条并联的支路,而且线圈内流过的电流为交流;11额定功率(PN,kW)——额定条件下电机所能提供的功率电动机——指轴上输出的机械功率发电机——指电刷间输出的额定电功率额定电压(UN,V)——在额定工况下,电机出线端的平均电压发电机——是指输出额定电压;电动机——是指输入额定电压。二、直流电机的额定值三、电机的运行改变电枢电压的运行变化过程改

4、变电枢电阻的运行变化过程改变励磁磁场的运行变化过程改变负载转矩的运行变化过程运行状态的分析方法:物理量的变化、机械特性的表示。1213分析14四、直流电机的电动势和电磁转矩公式以上公式就回答了有电流就一定会有转矩,有转速就一定会有电势剩下的问题就是:转矩与转速的关系,电流与电势的关系。15五、直流电机的基本方程式(稳态、他励)1.电动势平衡方程式2.转矩平衡方程式16直流电动机的功率平衡方程式Pe为转换成机械功率的电磁功率(机械能)pCua=Ia2Ra为电枢回路上的铜耗,也称可变损耗pc为电刷接触损耗3.功率平衡方程式第六节直流电机的运行原理17pFe为电机

5、铁耗pmech为机械损耗pFe+pmech为空载损耗,也称不变损耗P2输出机械功率18pCuapmech六、直流电机的功率流程图直流拖动与应用19GD2——飞轮惯量(N·m2),GD2=4gJ机械惯性——反映在系统的飞轮惯量上,使转速不能突变20直流拖动与应用1.恒转矩负载特性——负载转矩Tz与转速n大小无关的特性反抗性(反作用)恒转矩负载特性的特点——转矩Tz总与运动方向相反,位于一三象限(金属压延机构、机床平移机构等)位能性恒转矩负载特性的特点——转矩Tz具有固定的方向,由拖动某些具有位能的部件造成,位于一四象限七、负载特性nTznTz21通风机转矩负载

6、特性——转矩与转速大小有关,基本上与转速的平方成正比2、通风机负载特性22恒功率负载转矩特性——负载转矩基本上与转速成反比,功率基本不变(如车床等)3、恒功率负载特性23R——电枢回路总电阻Ce——电动是常数CT——转矩常数八、直流电动机的机械特性24机械特性的特点机械特性是一条向下倾斜的直线斜率越大,速度降落越大,机械特性越软几个关键点理想空载点(0,n0)实际空载点(T0,n'0)额定工作点(TN,nN)起动点(Tst,0)机械特性小结机械特性的定义——电动机的转速n与电磁转矩T的关系n=f(T)固有机械特性——当他励电动机电压及磁通均为额定值,电枢没有

7、串联电阻时的机械特性人为机械特性——通过改变电动机参数获得的机械特性电枢串联电阻时的人为机械特性(典型特点)改变电压时的人为机械特性(典型特点)减弱电动机磁通时的人为机械特性(典型特点)25电枢串联电阻时的人为机械特性(典型特点)26RaRa+RΩ27电力拖动系统稳定运行的充分必要条件:必要条件——机械特性和负载转矩特性有交点T=Tz充分条件——在交点对应的转速之上TTz记忆方式:在交点之上要降下来,必须负载转矩大;在交点之下,要升上去,必须电磁转矩大。九、稳定性判据28起动存在的问题——电流大、转矩大解决方法——降压起动、串阻起动十、直

8、流电动机的起动291.能耗制动的含义、实现方法、实现

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