电机学_第5篇_直流电机

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1、第五篇直流电机10/7/20211河海大学直流电机第一节.直流电机的工作原理第二节.直流电机的铭牌数据第三节.直流电机的绕组*第四节.直流电机的励磁方式及磁场第六节.感应电动势和电磁转矩的计算第七节.直流电机的运行原理第八节.直流电机的换向*10/7/20212河海大学第一节.直流电机的工作原理和结构10/7/20213河海大学一、直流电动机的工作原理1.皮－萨电磁力定理通电导体在磁场中受力：设大小：方向：左手定则第一节.直流电机的工作原理和结构10/7/20214河海大学2.电磁力形成转矩当电流：a流入，x流出，逆时针受力A边转过中性面后，若电流不变，顺时针

2、受力交变的电磁转矩，转子摆动，而不转第一节.直流电机的工作原理和结构10/7/20215河海大学关键：换向：将流过线圈中的电流方向及时的加以变换。当线圈通过中性面时，改变线圈中电流方向则转矩方向不变。换向由换向器配合电刷进行第一节.直流电机的工作原理和结构10/7/20216河海大学二、直流发电机的工作原理本质：导体切割磁力线产生感应电势图中：导体ab在N极下产生电势：b→a在S极下产生的电势：a→b输出电势为交流第一节.直流电机的工作原理和结构10/7/20217河海大学关键：换向线圈与外电路在适当位置交换连接。图中：A始终“＋”；B始终“－”电刷输出：大小

3、变化，方向不变的脉振磁势。实质：带换向器的交流发电机。可逆原理：第一节.直流电机的工作原理和结构10/7/20218河海大学第一节.直流电机的工作原理和结构10/7/20219河海大学第一节.直流电机的工作原理和结构三、结构两大部分（定子、转子）1.静止部分——定子作用：(产生磁场)组成：主磁极：铁心＋线圈，线圈中通入励磁电流(直流电)→主生磁场换向极：位置：在两主磁极之间；作用：改善换向机座：固定主磁极、换向极等；磁路的一部分电刷装置：换向10/7/202110河海大学第一节.直流电机的工作原理和结构2.转动部分——转子（电枢）作用：产生电磁转矩和感应电势组

4、成：电枢铁心：作用：磁路，嵌放绕组材料：硅钢片电枢绕组：主电路，机电能量转换关键部件换向器：直流←→交流发电机中：绕组中的交流电势→电刷上的直流电势输出电动机中：输入直流电流→绕组中的交流电流10/7/202111河海大学第一节.直流电机的工作原理和结构10/7/202112河海大学10/7/202113河海大学10/7/202114河海大学第二节.直流电机的铭牌数据10/7/202115河海大学第二节.直流电机的铭牌数据额定功率：额定电压：额定电流：额定转速：额定励磁电压：额定励磁电流：励磁方式10/7/202116河海大学第三节.直流电机的绕组10/7/2

5、02117河海大学序电动机：绕组中流过电流，产生电磁转矩，使线圈在磁场里转动，在线圈中产生反电动势，吸收功率。电能机械能发电机：线圈在磁场里转动产生感应电势，换向引出后接负载，电流流过线圈产生制动的电磁转矩，吸收机械功率。机械能电能关键：电枢电枢表面开槽，槽内放绕组：电枢绕组第三节.直流电机的绕组10/7/202118河海大学第三节.直流电机的绕组二.绕组的基本形式元件：即一个绕组直流电机绕组为双层绕组一个元件的两个边：一个边放一个槽的上层，另一个边放另一槽的下层。两端子接在两换向片上两种基本形式：单叠绕组、单波绕组10/7/202119河海大学第三节.直流电

6、机的绕组10/7/202120河海大学第三节.直流电机的绕组1.单叠绕组特点：单：元件两个端子联接于相邻两个换向片上。叠：后一绕组叠加在前一绕组上（向后移一个槽）第一节距：元件跨距（槽数）换向节距：上层元件边与下层元件边所联接的两个换向片间的距离。10/7/202121河海大学第三节.直流电机的绕组单叠绕组：yk=1第k+1元件的首端与第k元件末端连于一点，并连到第k个换向片上双层绕组：元件数S＝换向片数K＝槽数Q绕组展开图：上层元件边（首端）－实线下层元件边（末端）－虚线相邻元件依次串联，形成闭合回路。10/7/202122河海大学第三节.直流电机的绕组10

7、/7/202123河海大学例：直流电动机，N极：磁力线进入纸面S极：磁力线穿出纸面→：电磁转矩方向编号：元件号＝元件上层边所放槽号＝上层边所边换向片号；所有元件，从某一号换向片出发，绕过电枢一周，形成一闭合回路。第三节.直流电机的绕组10/7/202124河海大学第三节.直流电机的绕组10/7/202125河海大学瞬间绕组连接电路图要点：绕组顺次连接四个支路：a=p四个元件被电刷短路：1,5,9,13不同极面下电流方向相反电刷A1、A2并联，B1、B2并联10/7/202126河海大学单波绕组(了解)特点：绕组“一路向前走”一元件的两端子所连两换向片相距很远（

8、即：）绕电枢一周后总的所跨过换向片数为