第7章电路直流电机

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1、第7章直流电机7.1直流电机的基本结构与工作原理7.2直流电机的励磁方式7.7铭牌数据7.3直流发电机7.4他励直流电动机的机械特性7.5他励直流电动机的起动、制动和反转7.6他励直流电动机的调速7.1直流电机的基本结构与工作原理1.主要部件(1)定子①主磁极②换向磁极③机座④端盖等直流电机的定子(a)主磁极(b)机座一、基本结构直流电机的定子更多的图片(2)转子（电枢）①电枢铁心②电枢绕组③换向器④转轴与风扇直流电机的转子(a)转子主体(b)电枢钢片直流电枢绕组AB12345678AB1234876576548123AB结论：整个电枢绕组通过换向片连成一个闭合回路。AB1234567

2、8eeeeeeee12348765AB直流电枢绕组电动机＋－E发电机＋－IaeeeeeeeeE两匝元件A12348765BIaNSNS12345678910111212356891112A1B1A2B2单叠绕组的展开图※并联支路对数：a=2。※电刷的中心线对着磁极的中心线。A1A2B1B2n36'47'58'11'810'79'6912'101'112'5'24'13'12并联支路对数：aA1A2B1B236'47'58'11'810'79'6912'101'112'5'24'13'12每条支路串联的总匝数（总导体数）：2N总导体数：2N*2a极距：相邻两磁极中心线间的距离。极对p：

3、磁极的对数。槽数z：铁心上均匀分布的槽的个数。直流电机的结构电枢电机装配图直流电机NS－U＋二、直流电机的工作原理1.直流电动机的工作原理NS＋U－abdcdcabNS二、直流电机的工作原理1.直流电动机的工作原理NS＋U－＋U－电刷线圈边切割磁感线会产生什么？换向片abdcdcab直流电流交流电流电磁转矩(拖动转矩)换向机械负载Φ旋转克服反电动势做功电磁关系NS2.直流发电机的工作原理NS－E＋－E＋输出直流电换向原动机感应电动势、电流Φ电磁转矩（阻转矩）做功电磁关系abdcdcabNS三、直流电机的电枢反应几何中心线NS励磁磁场（空载磁场）物理中心线电枢磁场合成磁场（负载时的磁场）

4、物理中性线电枢反应：电枢磁通势对主极磁场的影响。电枢反应的影响①总磁场被扭歪了几何中心线与物理中心线分开了,电刷位置处的元件的e≠0，增加换向困难。②一半磁极的磁通增加，一半磁极的磁通减少，磁路不饱和时，每极磁通不变；磁路饱和时，每极磁通减少，e和T相应减少。(1)产生电枢电流i磁场ΦF→T(2)大小电磁力：F=Bli平均磁密：BlB=Φl极距四、直流电机的电磁转矩四、直流电机的电磁转矩(1)产生电枢电流i磁场ΦF→T(2)大小电磁力：F=Bli平均磁密：每根导线上电磁力所形成的电磁转矩：FRB=ΦlBl极距RR电枢绕组串联总匝数：2N电枢绕组并联支路数：2a总导体数：2

5、N·2a=4aN电枢的周长：2R=2p电磁转矩：T=4aN·FR=4aN··Blip=4aN··lipΦl=4aN··Φip=·Φ·2ai2pN电枢电流Ia(2)大小T=CTΦIaCT转矩常数：(3)方向由Φ和Ia共同决定。(4)性质发电机：电动机：T与转子旋转方向n相反，为制动转矩。T与转子旋转方向n相同，为拖动转矩。CT=2pN单位：Wb单位：A(N·m)(1)产生电枢旋转n磁场Φ(2)大小每个导体：e=Blv导体切割磁场线的线速度：电动势：E=2Ne五、直流电机的电动势e→∑e→Ev=n2R60=2NBlv=2N··l·n2p60Φl=n2p60=Φn

6、4pN60CTCE=602=9.55CT=9.55CECT=2pNCE=4pN60E=CEΦnCE电动势常数：CE=4pN60单位：Wb单位：r/min(V)(3)方向：由Φ和n共同决定。(4)性质发电机为电源电动势；电动机为反电动势。M7.2.直流电机的励磁方式If+Ua－Ia+Uf－他励并励串励复励1.直流电动机按励磁方式分类M+U－IIfIaM+U－IIaMIaIf+U－IG2.直流发电机按励磁方式分类自励GIa+Ua－他励串励复励并励Ia+U－IfIGGIfIa+U－I+U－IfIIaIf+Uf－GIa+Ua－If+Uf－7.3直流发电机1.他励发电机外电源Uf→If→ΦE

7、→n原动机→电枢→Ua(1)空载运行励磁电路：If=UfRf励磁电路总电阻电枢电路：Ia=0，Ua=U0=E调节Rf→If可变→Φ可变→E可变→Ua可变。EU0=E=f(If)空载特性OIfU0Er剩磁感应电动势(2)负载运行输出电压:U=Ua输出电流:I=Ia电压平衡方程式U=Ua=E－RaIa当IaRaIaE(电枢反应)Ua外特性U=f(I)n=nNIa=0OIUn=nNIf=IfNINUNU0n=nNIf=常数空载特性外特性【例1