电机基础知识-直流电机原理.ppt

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1、第二章直流电机1.了解直流电机主要结构，注意换向器和电刷的作用；2.熟悉直流发电机和电动机基本工作原理，熟悉电枢反应，理解感应电势和电磁转矩这两个机电能量转换要素的物理意义，掌握求解它们的计算方法；3.掌握直流电机的运行原理，电势、转矩平衡方程式，以及不同励磁方式的直流电机的工作特性；本章教学目的：重点：直流电机的基本平衡方程式和工作特性。难点：电枢反应。重点和难点学时安排：8学时二、直流电机的主要结构一、直流电机的工作原理1、直流电动机的工作原理2、直流发电机的工作原理3、可逆原理1-1、直流电机的工作原理及结构一

2、、直流电机的工作原理1、直流电动机工作原理在电动机中换向器和电刷的作用换向器和电刷的共同作用是：1、保证了每个磁极下线圈边中的电流始终是一个方向，使电动机能连续的旋转。2、将刷间的直流电逆变成线圈中的交流电；3、把外面不转的电路与转动的电路连接。思考：若无换向器，会出现什么结果？直流发电机工作原理2、直流发电机的工作原理分析ωt=0°时，A端为☉，与之相接触的电刷B1为+，X端为⊕，与之相接触的电刷B2为-；当电枢旋转了180°后，在上图b中ωt=180°时，X端旋转到N极下，X端为☉，A端旋转到S极下，A端为⊕。线

3、圈AX地感应电势波形图换向器和电刷作用从分析中可得出：N极下导体电势指向纸外，电刷B1总为+；S极下导体电势指向纸内，电刷B2总为-，不难看出，线圈中的电势是交流电势，而通过换向器的作用，使电刷间的电势为直流电势。换向器和电刷的共同作用：①将线圈中的交流电势整流成刷间的直流电势；②把转动的电路与外面不转的电路连接。从刷间电势波形看，电势脉动很大，为了减小电势的脉动程度，实际电机采用很多元件组成电枢线圈，均匀分布在电枢表面，并按一定规律连接，刷间串联元件数增多，脉动减小，就得到所需的直流电。电刷B1与B2间的电动势波形

4、图电刷B1与B2间的电动势波形3、直流电机的可逆性：一台直流电机原则上既可以作为电动机运行，也可以作为发电机运行，只是外界条件不同而已。如果用原动机拖动电枢恒速旋转，就可以从电刷端引出直流电动势而作为直流发电机对负载供电；如果在电刷端外加直流电压，则就可以带动轴上的机械负载旋转，从而把电能转变成机械能，成为电动机。这种同一台电机能作电动机或作发电机运行的原理，在电机理论中称为可逆原理。主磁极换向磁极电刷装置机座端盖定子转子电枢铁心电枢绕组换向器转轴轴承二、直流电机的主要结构直流电机结构直流电机结构图定子、转子和气隙定

5、子：在空中固定不动的部分（主磁极、电刷等）称为定子。转子：随转轴转动的部分（线圈、电枢铁芯、换相器等）称为转子（或称为电枢）。气隙：定、转子之间有一空隙，称为气隙。主磁极与换向极示意图电刷装置图1、主磁极、换向极、电刷装置示意图2、转子（电枢）转子由电枢铁芯、电枢绕组、换向器、转轴等组成。电枢铁芯一般用0.5mm涂过绝缘漆的硅钢片叠压而成，作用是嵌放电枢绕组，同时它又是电机主磁路的一部分。电枢绕组电枢绕组由绝缘导线绕制成的线圈（又称绕组元件）按一定规律联接组成，每个元件两个有效边分别嵌放在电枢铁芯表面的槽内，元件的两

6、个出线端分别与两个换向片相连。电枢绕组的作用是产生感应电势和电磁转矩，是实现机电能量转换的枢纽。换向器换向器由许多相互绝缘的换向片组成，作用是将电枢绕组中的交流电整流成刷间的直流电或将刷间的直流电逆变成电枢绕组中的交流电。3、气隙为了使电机能够运转，定子和转子之间要留有一定大小的间隙，此间隙称为气隙，它是主磁路的一部分。换向片和换向器换向片和换向器2-2直流电机的铭牌数据1．额定容量（功率）（kW）2．额定电压（V）；3．额定电流（A）;4．额定转速（r／min）；5.额定励磁电压(V)5．励磁方式和额定励磁电流（A

7、）注意：额定容量，对直流发电机来说，是指电刷端输出的电功率，对直流电动机来说，是指轴上输出的机械功率。所以，直流发电机的额定容量为：而直流电动机的额定功率为：2-3直流电机的电枢绕组一、直流枢绕组基本知识元件：构成绕组的线圈称为绕组元件，分单匝和多匝两种。元件的首末端：每一个元件均引出两根线与换向片相连，其中一根称为首端，另一根称为末端。极距：相邻两个主磁极轴线沿电枢表面之间的距离，用表示。叠绕组：指串联的两个元件总是后一个元件的端接部分紧叠在前一个元件端接部分，整个绕组成折叠式前进。波绕组：指把相隔约为一对极距的同

8、极性磁场下的相应元件串联起来，象波浪式的前进。第一节距：一个元件的两个有效边在电枢表面跨过的距离。换向节距：同一元件首末端连接的换向片之间的距离。绕组示意图波绕组示意图叠绕组示意图二、单叠绕组单叠绕组的特点是相邻元件(线圈)相互叠压,合成节距与换向节距均为1，即：。单叠绕组的的特点：1）同一主磁极下的元件串联成一条支路，主磁极数与支路数相同。2