03第3章_直流电机原理

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1、*掌握直流发电机和直流电动机的工作原理。*了解直流电机的结构、电枢绕组。*熟练掌握并能正确使用直流电机的额定值。*了解直流电机的换向原理，掌握换向方法。*熟练掌握直流电机的励磁方式。*搞清直流电机空载磁场，正确理解磁化曲线。*正确理解电枢反应概念及其影响。*正确理解电势及转矩公式，并能正确使用。第三章直流电机§3.1直流电机的用途及其基本工作原理3.1.1直流电机的用途直流电机电动机：电能→机械能发电机：机械能→电能直流电机是电机的主要类型之一。一台直流电机即可作为发电机使用，也可作为电动机使用。用作发电机可以获得直流电源，用作电动机，由于其具有良好的调速性能，在许多调速性能要

2、求较高的场合，得到广泛使用。直流电机的用途直流电机是一种通过磁场耦合作用实现机械能与直流电能相互转换的旋转式机械装置。把直流电能转变为机械能的电机是直流电动机；反之，把机械能转变为直流电能的电机是直流发电机。直流电机直流电动机直流发电机输出机械能输出直流电能输入机械能输入直流电能直流电机具有可逆性:一台直流电机既可以工作在电动机状态，也可以工作在发电机状态，取决于电机的运行条件。直流电动机与交流电动机相比，其主要特点是：(1)调速范围广，易于平滑调速；(2)起动、制动和过载转矩大；(3)易于控制，控制装置可靠性较高。直流电动机常应用于调速要求较高的工业应用场合：(1)大型可逆式

3、轧钢机、矿井卷扬机、大型车床、大型起重机；(2)电动车辆牵引、电力机车牵引；(3)挖掘机械、纺织机械。直流发电机供电质量较好，常作为大型直流电动机以及大型交流发电机的励磁直流电源。直流电机与交流电机相比的主要缺点是:(1)电机结构较复杂，成本较高，维护困难，可靠性稍差；(2)主要是换向问题，直流电机在运行时由于电刷与换向器之间易产生火花，它限制了直流电机的极限容量和转速，又增加了维护的工作量；使得直流电机的发展和应用受到限制。近年出，由于电力电子技术的迅速发展，与电力电子装置结合而具有直流电机性能的电机不断涌现，直流电机有被取代的趋势。尽管如此，直流电机仍有相当重要的理论意义

4、和实用价值。3.1.2直流电机的基本工作原理(一)直流发电机的基本工作原理产生电能要两个必要条件：有一个磁场存在；导体在磁场中有运动基本原理：电磁感应定律导体ab:运动的方向为:电流方向ab,导体cd:运动的方向为:电流方向cd经过180度后导体ab:运动的方向为:电流方向ba导体cd:运动的方向为:电流方向dc从以上分析可以看出，线圈中的电动势及电流的方向是交变的，只是经过电刷和换向片的整流作用，才使外电路得到方向不变的直流电。直流发电机实质上是带有换向器的交流发电机。磁极电刷换向器电枢电枢铁心电枢线圈(二)直流电动机的基本工作原理基本原理：电磁力定律产生力矩要两个必要条件：

5、有一个磁场存在；导体中有电流导体ab:ab,力f的方向导体cd:cd,力f的方向经过180度后导体ab:ba,力f的方向为导体cd:dc,力f的方向为从以上分析可见，在直流电动机中，线圈中的电流是交变的，但产生的电磁转矩方向是恒定的。3.2直流电机的主要结构与型号3.2.1主要结构定子部分转子部分定子定子转子端盖一、定子部分:主磁极；换向磁极；机座；电刷主磁极换向磁极1、主磁极在大多数直流电机中，主磁极是电磁铁，为了尽可能的减小涡流和磁滞损耗，主磁极铁心用1～1.5mm厚的低碳钢板叠压而成。整个磁极用螺钉固定在机座上。主磁极的作用:是在定转子之间的气隙中建立磁场,使电枢绕组在此

6、磁场的作用下感应电动势和产生电磁转矩.2、换向极：换向极又称附加极或间极,其作用是用以改善换向。换向极装在相邻两主极之间，它也是由铁心和绕组构成。3、机座：一是作为电机磁路系统中的一部分，二是用来固定主磁极、换向极及端盖等，起机械支承的作用。因此要求机座有好的导磁性能及足够的机械强度与刚度。机座通常用铸钢或厚钢板焊成。4、电刷装置：电刷的作用是把转动的电枢绕组与静止的外电路相连接，并与换向器相配合，起到整流或逆变器的作用。二转子部分：转子又称为电枢，包括电枢铁心、电枢绕组、换向器、风扇、轴和轴承等。1电枢铁心：是电机主磁路的一部分，用来嵌放电枢绕组的，为了减少电枢旋转时电枢铁心

7、中因磁通变化而引起的磁滞及涡流损耗，电枢铁心通常用0.5mm厚的两面涂有绝缘漆的硅钢片叠压而成2电枢绕组：电枢绕组是由许多按一定规律联接的线圈组成，它是直流电机的主要电路部分，也是通过电流和感应电动势，从而实现机电能量转换的关键性部件。换向器电刷刷架电刷电枢铁心电枢铁心硅钢片(0.5mm)电枢铁心转子下线http://202.194.199.225/new/dianji/dianjijiegou.htm爆炸图装配图3.2.2直流电机的额定值（铭牌数据）1、额定功率PN：电机额定工作状况下的输