电机与电气控制 教学课件 作者 周元一 第1章.ppt

《电机与电气控制 教学课件 作者 周元一 第1章.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第1章直流电机目录1.1直流电机的结构和工作原理1.2直流电机的励磁方式和铭牌1.3直流电动机的基本平衡方程式和机械特性1.4直流电动机的起动和反转1.5直流电动机的调速1.6直流电动机的制动上一页下一页直流电机是直流发电机和直流电动机的总称。直流电机是可逆的，即一台直流电机既可作为发电机运行，又可作为电动机运行。当用作发电机时，将机械能转换为电能；当用作电动机时，将电能转换为机械能。直流发电机和直流电动机在结构上没有差别。直流电动机和交流电动机相比，具有良好的起动性能和调速性能，因此广泛应用于对调速性能要求较高的机械设备上，如矿井卷扬机、挖掘机、大型机床、电力机车、船舶推进器、纺织及造

2、纸机械等。概述下一页上一页返回1.1.1直流电机的结构直流电机主要由定子和转子(电枢)两大部分构成。定子的主要作用是产生主磁场并作为机械支撑，它主要由主磁极、换向磁极、机座和电刷装置组成。转子的作用是产生感应电动势和电磁转矩，它主要由转子铁心、转子绕组、换向器、转轴和风扇组成。直流电机的径向示意图如图1-1所示。1.1直流电机的结构和工作原理1－极靴2－转子齿3－转子槽4－励磁绕组5－主磁极6－磁轭7－换向极8－换向极绕组9－转子绕组10－转子铁心11－地脚上一页下一页返回1.1.2直流电机的工作原理1．直流发电机的工作原理上一页下一页返回2．直流电动机工作原理上一页下一页返回3．直流电

3、机的可逆性通过上述对直流发电机和直流电动机工作原理的分析可看出，同一台直流电机既可作发电机运行，也可作电动机运行。当用原动机拖动转子旋转即输入机械功率时，在电刷两端就会输出直流电能，此时电机作发电机运行；当在电刷两端接直流电源即输入直流电能时，电机将通过转子拖动生产机械旋转从而输出机械能，电机又作电动机运行。以上所述就是直流电机可逆运转的原理。4.直流电机的转子电动势Ea=Ceøn5．直流电机的电磁转矩TM=CTøIa上一页下一页返回1.2直流电机的励磁方式和铭牌1.2.1直流电机的励磁方式根据励磁方式的不同，直流电机分为他励和自励两类。他励直流电机的励磁绕组与转子绕组之间无电的联系，由

4、独立电源给励磁绕组供电，如图l-8a所示。自励直流电机的励磁电流由自身供给，根据励磁绕组与转子绕组的联结关系，又可以分为并励、串励和复励三种。并励直流电机的励磁绕组与转子绕组并联，励磁绕组上所加的电压就是转子电路两端的电压，如图1-8b所示。对并励直流电动机I＝Ia+If，并励直流发电机Ia＝I+If。串励直流电机的励磁绕组与转子绕组串联，如图1-8c所示，这种直流电动机的励磁电流就是转子电流，即If＝Ia。复励直流电机的主磁极上装有两个励磁绕组，一个与转子绕组并联，称为并励绕组，另一个与转子绕组串联，称为串励绕组。这两个励磁绕组若产生的磁动势方向相同称为积复励，否则称为差复励，两种联结

5、方式分别如图1-8d、e所示。上一页下一页返回图1-8直流电机的励磁方式a)他励b)并励c)串励d)积复励e)差复励上一页下一页返回1.2.2直流电机的铭牌为了保证电机安全而有效地运行，电机制造厂都对它所生产的电机工作条件加以规定。电机按制造工厂规定条件工作的情况，叫额定工作情况。表征电机额定工作情况的各种数据叫做额定值。这些数据都列在电机的铭牌上，是使用和选择电机的依据，因此使用前一定要做详细了解。某直流电机的铭牌数据见表1-1。直流电动机型号Z3-95产品编号7009结构类型励磁方式他励功率30kW励磁电压220V电压220V工作方式连续电流160.5A绝缘等级定子B转子B转速750

6、r/min重量685kg标准编号JB1104-68出厂日期年月上一页下一页返回[例1-1]一台直流发电机的额定数据如下：PN＝200kW，UN＝230V，nN＝1450r/min，ηN＝90％，求该发电机的额定电流和输入功率各为多少?解：上一页下一页返回[例1-2]一台直流电动机额定数据如下：PN＝160kW，UN=220V，nN＝1500r/min，ηN＝90％，求额定电流和输入功率各为多少?解：上一页下一页返回1.3直流电动机的基本平衡方程式和机械特性下一页1.3.1直流电动机的基本平衡方程式1．电动势、转矩平衡方程式U=Ea+IaRaTM=TL=T2+T02．功率平衡方程式P1=P

7、M+pcuaPM=P2+p0P1=P2+pcua+pm+pFe+pad=P2+Σp上一页下一页返回1.3.2直流电动机的机械特性电动机的机械特性主要是描述电动机的转速n与其电磁转矩TM之间的关系，通常用n＝f(TM)曲线表示。1．他励电动机的机械特性2．他励直流电动机的固有机械特性在U＝UN，Ø＝ØN和Rad=0的条件下，电动机的机械特性称为固有机械特性。根据固有特性的定义，可得固有特性方程式为他励直流电动机的固有机械特性上一页下一