电机学 第六章 直流电机的工作原理和基本结构

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1、第二篇直流电机第六章直流电机的用途、工作原理与结构6-2直流电机的工作原理6-3直流电机的基本结构6-4直流电机按励磁方式的分类6-5直流电机的额定值直流电机分为电动机和发电机直流发电机①用于大型同步发电机的励磁电源。②化学工业中的电镀、电解③直流输电（容量可比交流发电提高30％）直流电动机①起动性能好，用于电力机车、重型机械。②调速性能好，高精度、高性能电力拖动，如驱动轧钢机，可以实现无级调速。6-2直流电机的工作原理2、直流电动势的产生1、电磁转矩的产生3、直流电动机的换向（直流电动机）（直流发电机）电动机原理直流电动机用来拖动生产机械，如拖动电力机车、吊车、机床等输入电功率输出机械功

2、率电流、电压电磁转矩怎样使一台直流电机通电后能转动并输出机械功率？先复习皮奥——萨伐——拉普拉斯定律。若磁场与载流导体互相垂直，作用在导体上的电磁力：f=BIL(N)NBSfif——电磁力，可使导体运动，用左手定则确定B——磁场的磁感应强度(wb/m2)I——通电导体的电流（A）L——导体的有效长度（m）载流导体在磁场内受到电磁力电机简单结构（剖面图）磁极固定，电枢可以转动。·×磁极NS电枢磁轭.电机轴向NS轴生产机械电枢槽中嵌入的线圈轴向看电枢电动机转动条件：B磁极和励磁电流（或永久磁铁）；i电枢开槽嵌入线圈，而且线圈通入电流；L线圈有效长度。L线圈在电枢槽内的导体电流是直流电还是交流电

3、？如何把电流传导到旋转的电枢槽内的导体中？N左手判断电磁力s磁场由上往下穿过手心磁场由下往上穿过手心NSNS上图说明，若电枢线圈中的电流保持不变，则电枢来回摆动，甚至不能转动。电枢NSNS电枢..导体电流必须“随机应变”转动到N极下的导体，电流方向是正向电流；转动到S极下的导体，电流方向是反向电流；同一导体转到不同磁极下方，电流发生换向。直流电动机电枢绕组内流动的是随磁极极性变化而换向的交变电流。如何把外部电源电流传导到旋转的电枢槽内的导体中？如何使直流电动机电枢绕组的电流随磁极极性变化而换向？注意：正电刷A位置对应N磁极；负电刷B位置对应S磁极。NSInAB电刷与磁极相对静止换向器123

4、4换向器中的换向片随电枢同步转动，而且与线圈焊接。NSV-B+A1234电枢、线圈与换向片的关系示意图N极下无论对应哪一个根导体，导体中的电流为正向电流；S极下对应导体的电流方向为反向电流。电动机正常工作需要一个换向器。换向器由互相绝缘的铜质换向片构成，与固定不动的电刷滑动接触。换向器的作用：①使电动机能连续的转动。②使转动的电枢绕组与静止的电源滑动接触。1、直流电源4、换向器及电刷3、磁极和励磁电流直流电动机()需要:2、电枢绕组U电枢电流Ia励磁电流If电动机电路原理图2、直流电动势的产生（直流发电机）发电机工作原理输入机械功率输出电功率原动机拖动电枢转动E=BLV（感应电动势)用右手

5、判断电动势方向直流发电机的结构中也需要换向器吗？N右手判断感应电动势s磁场由上往下穿过手心磁场由下往上穿过手心.NSNS电枢..直流发电机电枢内的电动势随极性变化而交变怎样才能使直流发电机向外输出直流电？NSInABNSInAB对比：直流电动机直流发电机直流发电机由于电刷仅接触同一磁极下的导体，所以导体虽然在N、S极下感应电动势方向不同，但一经电刷就变为方向不变的直流电动势。可见：直流电动机和直流发电机都需要换向器。问：为什么叫直流发电机，直流电动机？直流电机外部为直流电，电枢内部为交流电，励磁电流也是直流电，所以称之为直流电机。换向器在直流发电机中的作用：电枢中的交变电动势换向器输出直流

6、电换向器在直流电动机中的作用：换向器电枢中的交变电流输入直流电换向器可以把电机外部直流换向为交流电；把电机内部的交流电换向为外部的直流电。如果直流电机换向器损坏了，会发生什么情况？发电机与电动机结构是否相同？输入机械功率发电机原动机换向器Ea=BLV输出电功率电负载发电机换向器作用示意图直流发电机的工作原理动生产机械（被拖动的负载）×输出机械功率电动机换向器nf=BiL电动机换向器作用示意图输入电功率静I1、原动机拖动（v或n)3、磁极和励磁电流直流发电机（）需要：2、电枢绕组4、换向器和电刷1、直流电源2、换向器及电刷4、磁极和励磁电流直流电动机()需要:3、电枢绕组一台直流电机运行可逆

7、有原动机拖动，发电机运行输入直流电，电动机运行同一台电机，能作电动机或发电机运行的原理，称为可逆原理。3、直流电动机的换向NS换向时间能量释放时将在电刷间引起强烈的换向火花。换向火花超过一定限度时，会使电刷和换向器损坏。换向火花还会对无线电通讯产生干扰。6-3直流电机的基本结构静止部分主磁极机座端盖轴承电刷装置转动部分电枢铁芯电枢绕组换向器风扇转轴励磁绕组①轴的作用？固定电枢，又可使电枢随轴旋转。②电枢的作用？电枢槽中可