电工机械教材：电工机械（二）

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1、電工機械第2章直流電機2-1直流電機的基本原理2-2直流電機的構造2-3直流電機的一般性質2-4直流電機的分類、特性及運用2-5直流電動機特性及運用2-6直流電機之耗損與效率2-7特殊直流電機1直流電機的基本原理2-1直流發電機原理直流發電機原理說明圖2直流電機的基本原理2-1佛來銘右手定則佛來銘右手定則說明圖3直流電機的基本原理2-1交流電的產生(a)一線圈在磁場中運動4直流電機的基本原理2-1(b)線圈在磁場中轉一圈之感應電勢波形交流電的產生（線圈在磁場中轉一圈之感應電勢波形）5直流電機的基本原理2-1轉換成直流電―換向

2、直流電的產生（以換向器將交流電變換成直流電之情形）6直流電機的基本原理2-1(a)兩組線圈（脈動比較大）7直流電機的基本原理2-1直流發電機電樞產生之感應電勢8直流電機的基本原理2-1直流發電機電樞產生之感應電勢9直流電機的基本原理2-1直流電動機原理載流導體在磁場中所受之方向(a)主磁極所生磁通(b)載流導體所生磁通(c)導體上方磁力線減弱(d)導體下方磁力線增強(e)綜合上述，導體產生向上運動之力10直流電機的基本原理2-1佛來銘左手定則佛來銘左手定則說明圖11直流電機的基本原理2-1載流線圈在磁場中所受力的轉矩一線圈在

3、磁場中受力情形12直流電機的基本原理2-1直流電動機的換向當線圈因旋轉而經過磁中性面時，藉由電刷及換向片改變該線圈的電流方向。經過換向以後的線圈邊得以產生同一方向的轉矩，使之繼續旋轉。換向的過程(a)起始位置（0度）13直流電機的基本原理2-1(b)旋轉90度14直流電機的基本原理2-1(c)旋轉180度15直流電機的基本原理2-1(d)旋轉270度直流電動機線圈旋轉一圈的換向過程16直流電機的基本原理2-1直流電動機的總轉矩四極電動機17直流電機的基本原理2-118直流電機的一般性質2-3電樞反應電樞反應的形成1.主磁場(

4、a)主磁極所產生的磁場分布(b)等效向量圖電機中主磁極所產生之磁通19直流電機的一般性質2-32.電樞磁場(a)只有電樞導體通有電流時產生的磁場分布(b)等效向量圖電樞導體通電後所產生之磁通20直流電機的一般性質2-33.合成磁場(a)電樞及磁極產生的合成磁場(b)綜合向量圖將圖5-1、5-2合併之結果21直流電機的一般性質2-3電樞反應的影響對發電機而言電樞反應將造成發電機的前極尖(m、n)磁通減少，後極尖(k、l)磁通增加，新磁中性面會順著轉向向右偏移對電動機而言電樞反應將造成電動機的後極尖(m、n)磁通減少，前極尖(k

5、、l)磁通增加，新磁中性面會逆著轉向向右偏移22直流電機的一般性質2-3電樞反應的去磁及交磁部分(a)移至新中性面的磁場分布(b)磁動勢的x、y分量圖5-4新的中性面，電樞磁通分布情形（發電機）23直流電機的一般性質2-324直流電機的一般性質2-325直流電機的一般性質2-3電樞反應的補償方法1.改良主磁極的結構，增加電樞磁路之磁阻。(a)削角極尖(b)交錯極尖(c)楞德爾磁極改良磁極補償電樞反應之方法26直流電機的一般性質2-32.增加主磁極的數目，減少電樞反應之安匝數3.增設繞組，以反向磁通勢抵消電樞磁通補償繞組湯姆生

6、-雷恩法(a)補償繞組所生磁場(藍色)，可以抵消部分電樞磁場(紅色)(b)接線圖圖5-7補償繞組27直流電機的一般性質2-3(a)發電機之接法（）(b)電動機之接法（）(c)接線圖圖5-8中間極（換向磁極）28直流電機的一般性質2-3換向作用換向過程(a)換向前29直流電機的一般性質2-3(b)換向中30直流電機的一般性質2-3(c)換向後圖5-9換向過程說明（線圈c）31直流電機的一般性質2-3換向期間換向曲線1.直線換向2.正弦波換向3.欠速換向4.過速換向圖5-10各種換向曲線32直流電機的一般性質2-3換向作用的改善

7、裝置補償繞組裝置換向磁極延長換向期間減少電樞線圈的電感量提高電刷的接觸電阻移動電刷法33直流電機的分類、特性及運用2-4直流發電機的分類1.永久磁鐵型2.電磁鐵型34直流電機的分類、特性及運用2-41.外激式發電機(a)接線圖(b)等效電路圖他激發電機35直流電機的分類、特性及運用2-42.自激式發電機自激式發電機依其電樞電路和磁場電路之接法不同，又可分為分激式、串激式及複激式等三種(a)接線圖(b)等效電路圖分激發電機36直流電機的分類、特性及運用2-4(a)接線圖(b)等效電路圖串激式發電機37直流電機的分類、特性及運用

8、2-4(a)短並激式（先並後串）(b)長並激式（先串後並）複激式發電機38直流電機的分類、特性及運用2-4複激式直流發電機之分類39直流電機的分類、特性及運用2-440直流電機的分類、特性及運用2-441直流電機的分類、特性及運用2-4外激式發電機之特性及用途無載特性曲線（）(a)實驗接線