电机学第16章直流电机的基本工作原理和结构

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1、[内容][要求]16.3直流电机的励磁方式和额定值16.1直流电机的基本工作原理16.2直流电机的基本结构掌握直流电机的励磁方式和额定数据。掌握直流电机的基本工作原理；了解直流电机的基本结构；掌握电枢电动势和电磁转矩两个公式；16.1直流电机的基本工作原理一、直流发电机的基本工作原理定子磁极N、S固定不动；转子线圈连接换向片并旋转；电刷A、B不动接用电负载。图（a）瞬间：感应电动势为图（b）瞬间：感应电动势为电刷极性为A+、B-注意：转子每转180o，线圈感应电动势方向就改变一次，即线圈电动势是交流的。直流电机

2、的转子称为电枢，电刷两端的电动势称为电枢电动势。电刷A、B两端是极性不变的直流电动势，将向外电路发出直流电流。二、直流电动机的基本工作原理直流电源加在电刷两端，A+、B-，电枢线圈中有电流流过。导体ab受到左向电磁力导体cd受到右向电磁力图（a）瞬间形成逆时针转矩导体cd受到左向电磁力导体ab受到右向电磁力图（b）瞬间形成逆时针转矩使转子定向旋转。注意：电刷两端加的是直流，而线圈电流却是交流。电枢受到的转矩称为电磁转矩。换向器功能电刷两端直流线圈中交流直流发电机直流电动机无论发电机还是电动机:旋转的电枢绕组切割

3、磁场都将产生电枢电动势；流过电流的电枢绕组在磁场作用下都将产生电磁转矩。三、电枢电动势和电磁转矩在电动机中:为反电动势。与反方向，为驱动转矩，驱动转子旋转，与同方向。在发电机中:为电源电动势，向外输出直流电流,与同方向。为制动转矩。与反方向，1.电枢电动势指电刷两端的电动势，其大小与磁场强弱和电枢导体切割磁场的速度有关。计算公式：指电枢所有导体受到的转矩之和，其大小与磁场强弱和电枢导体中电流大小有关。计算公式：电动势常数转矩常数p为电机的极数；N为电枢绕组的总导体数；a为电枢绕组并联支路对数。2.电磁转矩16.

4、2直流电机的基本结构一、定子结构1．主磁极产生恒定的气隙主磁场，且N、S交替排列。由铁心和励磁绕组构成。铁心用1.0~1.5mm厚的钢板叠成。励磁绕组之间串联通入直流电流，2．换向极用来减少电刷与换向器之间的火花。固定电刷的装置，它与换向器配合实现把电枢绕组内部的交流电与电刷外部的直流电相互转换的功能。3．电刷装置换向极个数与主磁极个数相等，位于主磁极之间，换向极绕组与电枢绕组串联。4．机座和端盖固定主磁极、换向极和端盖等零部件的支撑件，也是电机磁路的一部分。二、转子结构1．电枢铁心用来安放电枢绕组并作为主磁路

5、的一部分。电枢旋转时铁心中的磁通方向不断变化将引起铁心损耗。为了减少铁心损耗，用0.5mm厚硅钢片叠成。外圆均匀开槽嵌放电枢绕组。作用：用来产生感应电动势；作为产生电磁转矩的载流导体。它是实现机电能量转换的枢纽部件，所以把该绕组所在的部位称为电枢。2．电枢绕组电枢绕组由铜导线按一定的规律绕制而成。3．换向器（整流子）作用：“内交流”与“外直流”相互转换的作用。换向器由许多换向片构成，换向片采用紫铜或铜合金制成。16.3直流电机的励磁方式和额定值一、励磁方式直流电机励磁绕组的供电方式称为励磁方式（励磁方式不同电机

6、性能不同）。他励并励串励复励励磁方式分四种：（以发动机为例）二、额定值1．额定功率（W、kW）发电机：指电刷端输出的电功率；电动机：指轴上输出的机械功率。指电机额定运行时的输出功率3.额定电流指电机额定运行时电枢出线中的电流。（A）2.额定电压指电机额定运行时电枢出线端的电压。（V）4.额定转速（）指电机额定运行时电机转子的转速。5.额定励磁电压指电机额定运行时励磁绕组两端的电压。6.额定励磁电流指电机额定运行时励磁绕组中的电流。发电机：电动机：本章结束