电机学(第二章)5.ppt

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1、第二章直流电机1直流电机的工作原理直流电机的电枢绕组直流电机的磁场直流发电机的基本特性直流电动机的基本特性直流电动机的起动与调速本章重点2几点说明:什么是直流电机?与直流有关的电机称为直流电机。直流电机的优点1.具有良好的起动性能２.能在宽范围内平滑调速。直流电机的用途１.直流电动机广泛用于对调速性能和起动性能要求高的场合2.直流发电机主要用作直流电源，同步发电机的励磁。3.控制系统中的伺服电动机，测速发电机等作为测量执行元件。本章研究对象：带换向器的直流电机。3§2.1概述2.1.1直流电机的工作原理一、线圈中感应电势产生的

2、过程1.原动机拖动电枢以恒定转速沿反时针方向在磁场中旋转，导体中产生感应电势。45规定：从电枢进入磁极的磁通方向为正方向67线圈中的感应电势是交变的89二、电机中的能量转换过程以左图为例分析直流发电机的能量转换过程10三、直流电动机的工作原理以右图为例说明直流电动机的工作原理11电机的可逆性原理从电机的电端口看，电机作发电机或电动机运行的区别就在于电流方向发生了变化，电流自端口正极性端流出时为发电机；电流自端口正极性端流入时为电动机。研究电机常用的两个术语：发电机惯例、电动机惯例12§2.1.2直流电机的构造13一、综述1.定

3、子：由主磁极、换向极、机座三部分组成2.转子：由电枢铁心，电枢绕组、换向器三部分组成。3.端盖：端盖内有轴承，转子在轴承中转，端盖则固定在电机两端，使电机组成一个整体。4.电刷架：电刷固定在端盖上，电刷与换向器相接触。5.气隙：定、转子之间有气隙，气隙的大小对电机的性能影响很大。14二、分述各部分的特点及作用1.定子功用：用来产生主磁场15（2）换向极功用：换向极专门用于改善电机换向。换向极由铁心和套在铁心上的绕组构成，采用1~1.5mm厚的钢片叠成，换向极装在两个主极之间。换向极的数目与主极的数目相同。16（3）机座172.

4、转子（1）转子铁心（电枢铁心）作用：是磁路的一部分；转子槽中放置绕组特点：电枢旋转时被交变磁化，所以转子铁心中有铁耗。18（2）电枢绕组作用：感应电势，流过电流，产生电磁力和电磁转矩，是电机能够实现能量转换的核心部件。构成：由绝缘导线绕成线圈，各线圈以一定的规律焊接在换向片上而连成一个整体。19（3）换向器作用：把电枢绕组内部的交流电势用机械换接的方法转换为直流电势。构成；换向器由多片彼此绝缘的换向片组成。20§2.1.3直流电机的额定值一、什么是额定值？电机生产厂家根据设计和试验数据，确定的电机在额定运行工况时的物理量，如电

5、压、电流、功率、转速等等。二、有哪些额定值？21§2.2直流电机的电枢绕组§2.2.1基本特点一、对电枢绕组的要求1.产生尽可能大的电动势，并且有良好的波形；2.能通过足够大的电流，以产生并承受所需要的电磁力和电磁转矩；3.结构简单，连接可靠；4.便于维护和检修；5.对直流电机，应有良好的换向。22二、绕组的型式根据绕组连接方式的不同，直流电机电枢绕组分为三种类型：1.叠绕组，又分单叠和复叠绕组；2.波绕组，又分为单波和复波绕组；3.蛙绕组，既叠绕组和波绕组混合的绕组。三、元件的形状与放置1.直流电枢绕组的构成电枢绕组是由结构

6、形状相同的绕组元件（简称元件）构成。2.什么是元件？元件——指两端分别与两片换向片连接的单匝或多匝线圈。23直流电枢绕组元件每个元件两个放在槽中切割磁力线感应电动势的有效边，称为元件边，槽外部分只作连接引线，称为端接。24绕组元件在电枢表面槽中的放置为了便于绕组元件在电枢表面槽中的嵌放，每个元件的一个元件边放在某一槽的上层另一个元件边则放在另一个槽的下层。25四、布线（下线）常用的几个名词电枢绕组的特点常用虚槽数、元件数、换向片数及各种节距来表征。1.虚槽数26因为每个元件有两个元件边，而每一片换向片同时接有一个元件的上层边和

7、另一个元件的下层边，所以元件数一定与换向片数相等，又由于每个虚槽也包含上、下层两个元件边，即虚槽数也与元件数相等。所以每个元件的两个有效边在电枢表面的跨距，用虚槽数表示。272829303132§2.2.2单叠绕组一、什么是单叠绕组？33342.作绕组连接表规定元件编号与槽编号相同，上元件边直接用槽编号表示，下元件边用所在槽编号加“’”以示区别。上元件边与下元件边之间用实线连接，两元件通过换向器串联用虚线表示，绕组连接关系为：353.作绕组展开图假设从1号与16号槽中间的齿切开并展成一平面3637三、单叠绕组的电路图为进一步说

8、明元件的串联次序及其电势分布情况，画出绕组的电路图如下：38结论：（1）闭和回路的总电势为另，故电枢绕组内不产生环流；（2）并联支路数恒等于主极数；（3）电刷组数=主极数（4）电刷放在换向器的几何中性线上，在正、负电刷间可获得最大支路电势，换向性能良好，不产生火花。39§2.