汽车电工电子教学课件 作者 吕玫 第5章 直流电动机及其应用.ppt

《汽车电工电子教学课件 作者 吕玫 第5章 直流电动机及其应用.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第五章直流电动机及其应用5.1直流电动机的结构和工作原理5.2直流电动机的励磁方式5.3直流电动机的启动、反转和调速5.4无刷直流电机5.5车用直流起动机5.6典型汽车电动机控制电路5.1直流电动机的结构和工作原理5.1.1直流电动机的结构5.1.2直流电动机的工作原理5.1.3直流电动机的反电动势和电磁转矩5.1.4直流电动机的转矩平衡5.1.5直流电动机的铭牌直流电动机主要由定子（固定部分）和电枢（旋转部分）两大部分组成。图5-1所示为直流电动机的结构图。5.1.1直流电动机的结构图5-1直流电

2、动机的结构图定子主要由主磁极、换向磁极、机座、端盖、电刷装置等部件组成。（1）主磁极主磁极的作用是产生主磁场。1．定子图5-2主磁极结构图（2）换向磁极在相邻的主磁极之间装有换向磁极，它也是由铁芯和绕组构成。其作用是消除或减小换向时的火花，保护换向器，使电动机可靠安全的运行。（3）机座图5-3机座结构图（4）电刷装置电刷装置一般由电刷、刷握、引线、电刷弹簧等构成。直流电动机的转子是电动机实现能量转换的枢纽，所以常称之为电枢。电枢部分包括电枢铁芯、电枢绕组、换向器、转轴、轴承、风扇等。2．电枢（1）电

3、枢铁芯（2）电枢绕组图5-4小型直流电动机电枢冲片和电枢铁芯示意图（3）换向器图5-5换向器结构示意图流电动机也是由磁路和电路两个基本部分组成的。它的工作原理仍以电磁力定律和电磁感应定律为基础。5.1.2直流电动机的工作原理图5-6直流电动机的工作原理图Ea＝KeΦn（5-1）式中，Ke—电动势常数，由电动机本身的结构所决定。直流电动机运转时，电枢中的电流为（5-2）式中，U—外加电压；Ra—电枢绕组的电阻。5.1.3直流电动机的反电动势和电磁转矩于是得U=Ea+RaIa（5-3）这是直流电动机的电

4、压平衡方程式，显然Ea＜U。上式两边乘以电流（Ia），即得功率平衡方程：UIa=EaIa+RaIa2（5-4）式中，EaIa—电磁功率，它转化为电动机的机械功率，如果不计摩擦损耗，它也就是电动机的输出功率；RaIa2—电枢绕组的铜耗；UIa—电源供给的电功率（不计铁耗）。直流电动机的电磁转矩（T）与每极磁通（Φ）和电枢电流（Ia）成正比：T=KTΦIa（5-5）式中，KT—转矩常数，取决于电动机的结构。直流电动机的稳定运行状况取决于负载的大小；当负载发生变化时，电动机的转速、电流、转矩都将自动地作相

5、应的变化来达到新的平衡。转速公式可由式（5-1）和式（5-3）得出（5-6）5.1.4直流电动机的转矩平衡直流电动机的铭牌上标明其型号、额定数据和励磁方式等。型号主要说明产品代号和规格代号。例如，型号为Z-132L-TH的直流电动机，说明此直流电动机是中心高为132mm，长机座，适用于湿热带地区使用的普通直流电动机。5.1.5直流电动机的铭牌直流电动机在标准环境温度下，带额定负载、按规定励磁方式励磁且使励磁电流为额定值、电枢绕组加额定电压时的运行方式，称为额定运行。额定数据主要有如下几个。额定电压（

6、UN）指直流电动机额定运行时，电枢绕组外接电源的电压，也是电动机安全工作的最高电压。1．额定电压额定电流（IN）指直流电动机额定运行时，电枢绕组流过的直流电流，也是电动机按规定长期额定运行时电枢绕组可以通过的最大电流。2．额定电流额定功率（PN）指电动机额定运行时，轴上输出的机械功率。即PN=UNINN（5-7）式中，N—额定效率。3．额定功率额定转速（nN）指电动机额定运行时的转速。根据铭牌上一些物理量的额定值，可以计算另一些物理量的额定值，则额定转矩为（5-8）4．额定转速励磁方式是指励磁绕

7、组的供电方式，励磁方式与电动机的性能有密切关系。直流电动机有他励、并励、串励和复励４种励磁方式。5．励磁方式5.2直流电动机的励磁方式5.2.1他励直流电动机5.2.2并励直流电动机5.2.3串励直流电动机5.2.4复励直流电动机励磁电流为式中，Uf—励磁电压；Rf—励磁电阻（包括励磁绕组电阻和励磁调节电阻）。为了能用较小的电流产生足够的磁场，励磁绕组匝数很多，导线截面很细，所以Rf比较大，一般的关系是RfRa。5.2.1他励直流电动机图5-7他励直流电动机的等效电路图并励直流电动机的励磁绕组与其电

8、枢电路并联后，共同由一个直流电源供电，其等效电路如图5-8所示，这时电源输出的电流等于电枢电流与励磁电流之和，即I=Ia+If（5-9）5.2.2并励直流电动图5-8并励直流电动机的等效电路图图5-9并励直流电动机的机械特性曲线串励直流电动机的励磁绕组和电枢绕组串联后，由一个电源供电，其等效电路如图5-10所示。可见串励直流电动机的励磁电流就是电枢电流，其数值为（5-11）5.2.3串励直流电动机图5-10串励直流电动机的等效电路图复励直流电动机的主磁极上装有两个励磁