《直流电机》PPT课件

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1、第五章直流电机§5—1．直流电机工作原理和结构特点§5—2．直流电机励磁方式和运行特性§5—3．无刷直流电动机直流电机特点直流电机是实现机械能和直流电能互换的重要旋转机械。作为电动机时，他能将电能转换为机械能，调速设备简单调速性能良好，起动制动转矩大以及过载能力强等优点，被广泛应用于电车、轧钢机和起重设备中。作为发电机使用时，能将机械能转变为电能。直流发电机早期在船上作为主电源使用，在交流电制船舶上直流电动机在各类拖动装置中还有应用。直流电机和交流电机相比，其缺点是直流电压不能变换以及结构复杂，造价

2、高和维修工作量大等。§5-1.直流电机工作原理和结构特点本节的主要内容有三部分：工作原理：直流发电机工作原理，直流电动机工作原理，电枢绕组和电刷的正确位置。直流电机构造：定子主要部件，转子主要部件。直流电机额定值：直流发电机工作原理换向器在直流发电机中起到机械整流作用电刷A总是与处于正电位的换向片接触，而电刷B总是与处于负电位的换向片接触。虽然bc和de感应的电势是交变的，但电刷AB两端的电压却是直流的。实际直流电机的换向片较多，电刷和换向器配合起机械整流器的作用。电刷和换向器配合：每个绕组元件内部

3、感应电势是交流的，但，一对电刷之间电势等于一个支路中各绕组电势之和，因此，电刷间的电势为合成电势，是一个脉动的直流电势。直流发电机工作原理直流电动机工作原理直流电机电枢绕组和电刷的正确位置为了获得平滑恒定的直流电动势和电磁转矩，直流电机的电枢绕组实际采用分布式线圈结构，每个线圈有两个边，分别置于相距一个磁极极距位置的槽内，这些线圈沿电枢铁心圆周均匀分布，并通过相应数量的换向片依次串联构一个闭合回路。电枢线圈越多，相邻线圈的分布间距越小则电枢间的电动势越高，越平滑恒定，电刷间的电动势等于任一支路各线圈

4、电动势之和。直流电机电枢绕组和电刷的正确位置根据获得支路最大电动势的原则来确定实际电刷的位置，在原理上等效于将电刷放在磁场几何中性线上。直流电机电枢绕组和电刷的正确位置电刷位置正确与否将影响：1.正负电刷间的电动势，从而影响发电机的电压和电动机的转速2.电刷是否产生火花直流电机电枢绕组和电刷的正确位置直流电机的主磁场一般由主磁极的励磁绕组产生，空载时的磁场分布取决于磁路的情况。带负载时，电枢绕组中的电枢电流产生电枢磁势，电枢磁势的存在影响主磁场的分布和大小。为保证电刷的正确位置，通常在刷架与端盖或刷

5、架与定子之间设置了正确的装配标记。基本构造：定、转子。电刷、换向器作用：——起机械整流器作用。后续基本原理中进一步介绍（元件交流，电刷两端直流）。直流电机构造风叶磁极电刷电枢转子转轴换向器换向片压紧环电枢绕组绕组端部结构细说换向器电枢绕组另外一半电枢绕组也构成另外一条支路。不管电枢如何转动，一条支路中绕组感应的总电势大小基本不变（微小脉动）。主要铭牌数据铭牌数据：——额定容量、电压、电流、转速、励磁（电压、电流）等。额定容量：都是指输出。发电机：电枢绕组输出的电功率；电动机：转子轴上输出的机械功率。

6、额定励磁电流：——额定负载时励磁绕组通过的励磁电流。通常由励磁回路串联的变阻器调节。通常还标明励磁电压——以备采用与电枢电压不同等级时参考。励磁方式：他励、并励、串励和复励种。2、直流电机励磁方式和运行特性直流电机励磁方式对于发电机，分为自励和他励，他励发电机励磁电流独立，自励发电机励磁电流是由发电机的电枢电流提供，因而励磁电流受电枢电流和电压的影响。直流电机励磁方式直流电机基本理论感应电势电磁转矩功率关系直流发电机运行特性条件：I=0，n=nN。特性：E=f（If）或U0=f（If）实质：——磁化

7、曲线。与同步发电机相似，也是电机磁路的磁化曲线。实验测量时注意：也应该单方向调节励磁电流，否则磁滞的影响，将使结果出现偏差。红色的曲线为空载特性空载特性过程：发电机转动，依靠剩磁可产生很小的剩磁电压，如果接线正确，流过励磁绕组的微小励磁电流产生的磁通方向与剩磁磁通方向相同，电枢绕组感应的电势增强，于是出现正反馈，如果励磁回路电阻足够小，正反馈的作用将继续下去，直到磁路饱和，电势稳定在一个确定的数值上。如果磁通方向相反，磁通反而被削弱，就不能自励起压。必须将励磁绕组和电枢绕组的两个接线头互换条件：1.

8、有剩磁（若无，应可充磁）；2.接线正确（励磁与剩磁同向）；3.场阻线与空载特性有一个确定的交点（励磁电路电阻小于建压临界电阻）。自励发电机的建压条件uo=ifRf+Lfdif/dt外特性：是指保持额定转速不变和并励总电阻不变的条件下，发电机端电压随负载电流的变化特性。即U=f(I)发电机端电压随负载电流变化的程度不仅取决于电枢内电阻压降，而且与励磁方式有关。外特性外特性：他励发电机的励磁电流与电枢电流无关，电动势基本保持不变，因此只有很小的电枢电阻引起端电压的下降。并