直流测速发电机1

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1、第2章直流测速发电机2.1直流发电机工作原理和结构2.2直流电势的关系式2.3直流测速发电机及其输出特性2.4直流测速发电机误差及其减小的方法2.5直流测速发电机的应用2.6直流测速发电机的性能指标2.7直流测速发电机的发展趋势思考题与习题2.1.1直流电机的工作原理一、直流发电机原理（机械能->直流电能）定子（不动部件）上的励磁绕组通过直流电流(称为励磁电流If)时产生恒定磁场（励磁磁场，主磁场）；原动机带动电枢线圈旋转切割主磁场B,转速n(r/min)；电枢线圈的导体中将产生感应电势e=Blv；通过换向器与电刷的作用，可以引出单向（直流

2、）的端电势eAB。（看原理图1)退出上一页下一页返回原理图1退出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。退出上一页下一页返回2.1.2直流电机的主要结构旋转电机都是由定子和转子两大部分组成定子部分包括机座、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1～1.5mm厚的低碳钢板叠压而成。整个磁极用螺钉固定在机座上。见图主极的作用是在定转子之间的气隙

3、中建立磁场,退出上一页下一页返回图1.4主磁极1-主极铁心；2-极靴；3-励磁绕组；4-绕组绝缘；5-机座；6-螺杆图1.5换向极1-换向极铁心；2-换向极绕组退出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。注意：励磁绕组的连接必须使得相邻主磁极的极性按N，S极交替出现。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，它是由铁心和绕组构成。见图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。退出上一页下一页返回图1.6电刷装置1-

4、钢丝辫；2-压紧弹簧；3-电刷；4-刷握图1.8换向器退出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。转子部分：转子称为电枢，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：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中退出上一页下一页返回的磁滞及涡流损耗，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

5、流过电流和产生感应电动势，从而实现机电能量转换的关键性部件。3）换向器[见图]：换向器是直流电机的重要部件。在直流电动机中，它将电刷上的直流电流转换为绕组内的交流电流；在直流发电中，它将绕组内部的交流电动势转换为电刷端的直流电动势。退出上一页下一页返回直流电机的额定值直流电机常见的额定值有：1．额定容量PN：（功率）（kW）2．额定电压UN：（V）；3．额定电流IN：（A）;4．额定转速nN：（r／min）；5．额定励磁电流If：（A）注意：额定容量，对直流发电机来说，是指电刷端输出的电功率，对直流电动机来说，是指轴上输出的机械功率。退出上

6、一页下一页返回所以，直流发电机的额定容量为：而直流电动机的额定功率为：退出上一页返回上一页下一页返回2.2直流电机的电枢电动势2.2.1电枢电动势电枢电动势是指直流电机正负电刷之间的感应电动势，也就是电枢绕组里每条并联支路的感应电动势。所以，我们可以先求一根导体的在一个极距范围内所产生的平均电动势，再求一条支路的。一个磁极极距范围内，平均磁密用表示，极距为，电枢的轴向有效长度为，每极磁通为Ф，则退出下一页上一页返回一根导体的平均电动势为：又因为：所以：退出上一页下一页因为一条支路里的串联总导体数（N为电枢总导体数，），于是，电枢电动势为：式

7、中，，称为电动势常数。退出下一页上一页2.3直流测速发电机及其输出特性2.3.1直流测速发电机的型式按照励磁方式划分，直流测速发电机有两种型式。1.永磁式永磁式直流测速发电机的定子磁极由永久磁钢做成，没有励磁绕组，以图2-15所示的符号表示。2.电磁式电磁式直流测速发电机的定子励磁绕组由外部电源供电，通电时产生磁场，以图2-16所示的符号表示。图2-15永磁式直流测速发电机图2-16电磁式直流测速发电机ZYS型永磁式直流测速发电机ZYS-A系列永磁式直流测速发电机2.3.2自动控制系统对直流测速发电机的要求自动控制系统对其元件的要求，主要是

8、精确度高、灵敏度高、可靠性好等。据此，直流测速发电机在电气性能方面应满足以下几项要求：(1)输出电压与转速的关系曲线(称为输出特性)应为线性，如图2-17所示；(2)输出特性的斜