许晓峰电机与拖动

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1、第1章直流电机1.1直流电机的基本工作原理和结构1.2直流电机的电枢绕组简介1.3直流电机的电枢反应1.4电流电机的电枢电动势和电磁转矩1.5直流电动机的换向1.6直流发电机1.7直流电动机直流电机分类：直流发电机（机械能变换成电能）直流电动机（电能变换成机械能）。直流电动机的优点：起动性能和调速性能好，过载能力大。直流电动机的缺点：结构复杂，价格昂贵、换向困难。应用场合：对起动、制动、调速性能要求高的场合。主磁极：产生主磁场电枢绕组：感应电势，产生电流，产生转矩换向器：与电刷一起构成机械整流器（交－直流的变换）电刷：联结电枢绕组与外电路直流电机的工作原理直流电机模型NS直流

2、电动机的工作原理NS＋U－＋U－电刷换向片工作原理电枢绕组加直流电压电流与磁场相互作用产生力电枢绕组中产生电流电磁转矩两层意思：1、产生电枢电流2、产生电磁转矩电枢旋转直流电机的基本结构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)机座直流电机的定子1直流电机的定子2章目录图直流电机结构图。(a)—纵剖面图；6-(b)—横剖面图；1—主磁极；2—励磁绕组；3—机座（磁轭）；4—端盖；5—轴承；6—电刷；7—电枢铁心；8—电枢绕组；9—换向器；10—轴；11—风扇；12—极掌；13—换向极；14—换向绕组；15—电枢齿；16—电枢槽；17

3、—底角；1、定子1）、主磁极主磁极的作用是在定子与转子之间的气隙中建立磁场,使电枢绕组在此磁场的作用下产生感应电动势和电磁转矩。主磁极包括主极铁芯（包括极身和极掌）和套在主极铁芯上的励磁绕组两部份，如图所示。主磁极总是偶数，且N、S极相间出现。为了降低电枢旋转时的极靴表面引起的涡流损耗,主极铁芯一般用1~1.5mm厚的低碳钢板冲片叠压而成。在小型直流电机中,主磁极也可采用永久磁铁,它不需要励磁绕组,这种电机叫做永磁直流电机。图主磁极1—磁极铁心；2—磁极绕组；3—机座2）、换向极换向极又称附加极,装在两相邻主磁极之间的几何中心线上,其作用是为了改善直流电机的换向,消除或减小电

4、刷与换向之间的火花。换向极也由换向极铁芯和套在其上的换向极绕组两部分组成,见图2-4。换向极铁芯一般用整块钢制成,当换向要求较高时用1.0~1.5mm厚的钢片叠压而成。换向极绕组须与电枢绕组串联。在1kW以下的小容量直流电机中,有时换向极的数目只有主磁极的一半,或不装换向极。3)、机座4)、电刷2、转子1）、电枢铁心:是电机主磁路的一部分,且用来嵌放电枢绕组。2）、电枢绕组3）、换向器(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)电枢钢片直流电机的电枢电枢铁心直流机结构.swf主磁极铁心主磁极铁心冲片章目录直流电机电刷直流电机的结

5、构电机装配图AB12345678AB1234876576548123AB整个电枢绕组通过换向片连成一个闭合回路。AB123456781.2电枢绕组简介eeeeeeee12348765AB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。A1A2B1B236'47'58'11'810'79'6912'101'112'5'24'13'12n单叠绕组的展开图NSNS12345678910111212356891

6、112A1B1A2B2※电刷的中心线对着磁极的中心线：①电刷之间的电动势最大。②被电刷短接的元件电动势为零。※习惯称“电刷放在几何中心线位置”。磁极中心线几何中心线nM2.励磁方式If+Ua－Ia+Uf－他励并励串励复励直流电动机按励磁方式分类M+U－IIfIaM+U－IIaMIaIf+U－I(1)额定电压UN电动机的UN：指输入电压的额定值。(2)额定电流IN电动机的IN：指输入电流的额定值。(3)额定功率PN电动机的PN：指输出机械功率的额定值PN＝UNINηN。(4)额定转速nN(5)额定励磁电压UfN(6)额定励磁电流IfN3.额定值1.3直流电机的电枢反应几何中心线

7、NS励磁磁场（空载磁场）物理中心线NS合成磁场（负载时的磁场）物理中性线电枢反应：电枢磁场对主极磁场的影响。电枢磁场电枢反应的影响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。1.4直流电机的电枢电动势和电磁转矩1.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极距BlR