《直流电机原理》PPT课件

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1、第3章直流电机原理直流电机基本结构直流电机基本原理直流电机主要工作特性3.1直流电机概述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，在许多调速性能要求较高的场合，得到广泛使用。直流电机的优缺点本章分析直流电机的工作原理、结构及换向等问题，为电力拖动自动控制系统提供元件的基本知识。直流发电机的电势波形较好，受电磁干扰的影响小。直流电动机的调速范围宽广，调速特性平滑。直流电动机过载能力较强，起动和制

2、动转矩较大。电路结构、磁路结构直流电机由于存在换向器，其制造复杂，价格较高。3.2基本工作原理3.2.1交流发电机基本工作原理物理模型①磁极都是成对出现；②；电子式机械式③整流3.2.2直流发电机基本工作原理定子转子3.2.2直流发电机基本工作原理①换向器（机械整流装置）②内部:交流外部:直流③实质:带有换向器的交流电机④实际电机:多个线圈有规律连接3.2.3直流电动机基本工作原理①小结：1、直流电机仅是能量转换工具；2、DMDG的可逆性；直流电机的可逆性：一台直流电机原则上既可以作为电动机运行，

3、也可以作为发电机运行，只是外界条件不同而已。这种同一台电机能作电动机或作发电机运行的原理，在电机理论中称为可逆原理。3.3直流电机的主要结构：P29直流电机由静止的部分定子和旋转的部分转子两大部分构成：1、定子：机座、主磁极、换向极和电刷装置等。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1～1.2mm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,使电枢绕组在此磁场的作用下感应电动势和产生电磁转矩.2）

4、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。2、转子：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：电机主磁路的一部分，用来嵌放电枢绕组的，为了

5、减少电枢旋转时电枢铁心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。3.4直流电机的铭牌数据(额定值)为了使电机安全可靠地工作，且保持优良的运行性能，电机厂家根据国家标准及电机的设计数据，对每台电机在运行中的电压、电流、功率、转速等规定了保证值，这些保证值称为电机的额定值。1．额定容量(功率)PN（kW）；

6、2．额定电压UN（V）；3．额定电流IN（A）；4．额定转速nN（r／min）；5．励磁方式和额定励磁电流IfN（A）。额定功率：额定输出功率。对直流发电机来说，是指输出的电功率，对直流电动机来说，是指轴上输出的机械功率。直流发电机的额定功率为：直流电动机的额定功率为：直流电动机的额定输出转矩：额定过载欠载运行状态额定效率3.5直流电机的电枢绕组电枢绕组是直流电机的核心部分，在电机的机电能量转换过程中起着重要的作用。因此，电枢绕组须满足以下要求：在能通过规定的电流和产生足够的电动势前提下，尽可能

7、节省有色金属和绝缘材料；并且要结构简单、运行可靠等。元件边1、两个有效边组成一个元件;2、许多元件互联组成一个绕组;3、元件组成的原则:两个相邻异性极相对应的位置.NSS(元件数)=K(换向片数)=Ze(虚槽数)极轴线：磁极的中心线；几何中性线：磁极之间的平分线；P：极对数；元件节距（第一节距）：元件两条边的距离，以槽数计，总是整数整数NS极距：在电枢铁心表面上，一个极所占的距离，可用槽数表示合成节距、第二节距单叠绕组展开图P39～40元件依次相连，元件的出线端接到相邻的换向片上，第一个元件的下

8、层边连接着第二个元件的上层边，它放在第一元件上层边相邻的第二个槽内。已知某直流电机的极对数P=2,Ze=K=S=16,试画出单叠绕组展开图。1．计算绕组数据2．画绕组展开图P40（1）先画16根等长、等距的实线（虚线）;（2）放磁极:N.S(0.7);（3）换向片;（4）联绕组;（5）确定感应电势方向;（6）放电刷.单叠绕组并联支路图:单叠绕组的特点元件的两个出线端联接于相邻两个换向片上；并联支路数等于磁极数，2a=2p；每条支路由不相同的电刷引出，所以电刷不能少，电刷数等于磁极数