第3章_直流电机.ppt

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1、直流电机各种各样的电机§3.1概述常用的电机主要分两大类：驱动电机是设备的主要动力源，包括各种类型的交、直流电动机及步进电动机。交流异步电动机较之其它类型的电动机结构简单，价格便宜，运行可靠，维护方便，应用广泛。控制电机常见的有步进电动机、伺服电动机、测速发电机等，这些电机不是作为动力来使用的，它的主要任务是转换和传递控制信号，能量的传递是次要的。交流电机异步电机他励、并励、串励、复励电磁式直流电动机永磁直流电动机步进电机驱动电机无刷直流电动机交流伺服电动机、直流伺服电动机、力控制电机矩电动机、小功率同步电动机、测速发动机、自整角机、直线电动机电机直流电机其他电机电机分类表：同步

2、电机在环绕载流导体的任一磁通闭合回路中，磁场强度H沿着该回路的线积分，等于该闭合回路所包围电流的代数和。电机中的电磁基本定律全电流定律：dldlIIIll电机中的电磁基本定律电磁感应定律（法拉第定律）：线圈中的磁链发生变化，就会在线圈中产生感应电势。感应电势（右手）定则：导体在磁场中做切割磁力线运动，则在导体的两端将产生感应电动势，其方向可用右手法则判定。电机中的电磁基本定律电磁力（左手）定则：通电导体在磁场中受到力的作用，其受力方向可以用左手法则判定OHμab导磁材料及其特性B,μBc作电源用的直流发电机永磁直流电动机§3.2直流电机基本原理及结构直流电机既可用作电动机(将电能

3、转换为机械能)，也可用作发电机(将机械能转换为电能)。一、直流电机的工作原理直流发电机的工作原理电刷和换向器的作用在于将发电机电枢绕组内的交流电动势变换成电刷之间的极性不变的电动势。当电刷之间接有负载时，在电动势的作用下就在电枢电路中产生一定方向的电流。ii直流电动机的工作原理当电枢在磁场中转动时，线圈中也要产生感应电动势e，这个电动势的方向与电流或外加电压的方向总是相反，所以称为反电势，它与发电机中电动势的作用是不同的。直流电机的感应电动势直流电机的电磁转矩二、直流电机的结构直流电机主要由定子、转子、换向器三部分组成。电枢绕组电枢磁轭定子磁轭换向极绕组换向极电枢齿电枢槽极掌极身

4、励磁绕组1、主磁极主磁极用以生产气隙磁场，以便电枢绕组在此磁场中转动而感应电势。产生磁场可以有两种方法，其一是采用永久磁铁作主磁极，这样的电机称为永磁直流电机，极大部分的微、小型直流电机都采用这种方法；其二是由励磁绕组通以直流电流来建立磁场，几乎所有的中、大型直流电机的主磁极都采用这种方法。对于第二种方法，主磁极包括主磁极铁芯和套在铁芯上的励磁绕组两部分。主磁极铁芯靠近电枢的扩大部分称为极掌（或极靴）。2、电枢铁芯和电枢绕组电枢铁芯用作电机磁的通路及嵌置电枢绕组。为了减少涡流损耗，电枢铁芯一般用0.5或0.35毫米厚的涂有绝缘漆的硅钢片叠压而成。电枢绕组用以感应电势和通过电流，使

5、电机实现机电能量转换。电枢绕组由许多用绝缘导线绕成的线圈组成。各线圈以一定规律焊接到换向器上而连接成一整体。3、换向器和电刷装置（整流子）换向器的作用对发电机而言，是将电枢绕组内感应的交流电势转换成电刷间的直流电势。对电动机而言，则是将从电源输入的直流电流转换成电枢绕组内的交变电流。并保证每个磁极下电枢导体内电流的方向不变，以产生方向不变的电磁转矩。电刷的作用有二，其一是把转动的电枢与外电路相连接，使电流经电刷流入电枢或从电枢流出；其二是它与换向器配合而获得直流电压。电刷装置由电刷、刷握、刷杆座和汇流条等部件构成。三、直流电机的励磁方式根据电机励磁方式的不同，直流电机有他励、并励

6、、串励、复励和永磁等形式§3.3直流发电机1、他励直流发电机UIfRfEIaRaIUR空载特性：U=E=f(If)外特性：U=f(Ia)他励直流发电机的特性UU0EˊUIfIU0UNIN2、并励直流发电机IfRfEIIaRaUR并励发电机电压的建立并励发电机电压能建立的条件：首要条件是发电机的磁极要有剩磁。其次是励磁电流所产生的磁场的方向与剩磁磁场的方向相同。励磁回路的电阻应小于与电机运行转速相对应的临界电阻。321PPˊU=IfRfαIfUUˊp〞OU=f(If)OIIN并励发电机的外特性UU0UN1.负载电流增大时，电枢反应的去磁作用加强，使每极磁通量减少，从而使电枢电动势减

7、小2.电枢回路中的电阻压降随负载电流的增大而增加，使端电压下降3.端电压下降，引起励磁电流减小，使磁通变弱，电枢电势降低，从而是端电压进一步降低在复励发电机的这两个励磁绕组通入电流后，它们产生磁场的方向通常是相同的。在并励发电机中，其端电压随着负载电流的增大而下降。但在复励发电机中，当负载电流增大时，串励绕组能自动增加磁通，以补偿端电压的下降。2、复励直流发电机IfIURIaRaERf§3.4直流电动机掌握直流电动机的电势方程式，转矩方程式和电压平衡方程式；掌握电动机的机械特性，