电机学：直流电机课件.ppt

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1、3.4电枢的感应电动势和电磁转矩3.8直流电动机的起动、调速和制动3.1直流电机的工作原理和基本结构第三章直流电机的稳态分析3.3空载和负载时直流电机的磁场3.2直流电枢绕组3.5直流电机的基本方程3.6直流发电机的运行特性3.7直流电动机的运行特性本章内容3.1直流电机的工作原理和基本结构3.2直流电枢绕组（难点）3.3空载和负载时直流电机的磁场（难点＋重点）3.4感应电动势和电磁转矩（重点）3.5直流电机的基本方程（重点）3.6直流发电机的运行特性（重点）3.7直流电动机的运行特性（重点）3.8直流电动机的起动、调速和制动3

2、.1直流电机的工作原理和基本结构直流电机的用途(3’20”)直流电机的基本结构(15’10”)直流电机的工作原理直流电机的励磁方式直流电机的额定值直流电机的优缺点优点调速范围宽广、平滑、经济；过载、起动、制动转矩大。缺点结构复杂、成本高；可靠性较差。直流电机的基本结构直流电机的基本结构风扇机座电枢铁心和绕组主磁极电刷换向器接线板接线盒励磁绕组端盖直流电机的基本结构直流电机由静止的定子和转动的转子构成，定、转子之间有一间隙，称为气隙。直流电机的定子:主要由主磁极、换向极、机座和电刷装置等组成。直流电机的转子:主要由电枢铁心、电枢绕

3、组、换向器和转轴等组成。直流电机的基本结构主磁极在直流电机中，主磁极由磁极铁心和励磁绕组组成，其作用是在气隙内产生气隙磁场。图3-7是主磁极的装配图。各主磁极上励磁绕组的连接必须使励磁电流产生的磁极呈N、S极交替排列。直流电机的主磁极1—主极铁心2—励磁绕组直流电机的基本结构机座机座有两方面的作用：导磁机械支撑电刷装置电刷装置是将直流电流引入或引出的装置，如图3-11所示。电刷组的数目可以用电刷杆数表示，电刷杆数与电机的主磁极数相等。直流电机的基本结构电枢铁心电枢铁心有两方面作用：作为主磁路的一部分用于嵌放电枢绕组电枢绕组电枢绕

4、组由许多线圈按一定规律排列和连接而成，是产生感应电动势和电磁转矩以实现机电能量转换的关键部件。线圈用绝缘圆形线或扁铜线绕制而成，也称为元件。电枢线圈嵌放在电枢铁心的槽中，每个元件有两个出线端。所有元件按一定规律连接，就构成电枢绕组。直流电机的基本结构换向器换向器是直流电机的重要部件。在直流发电机中:换向器将绕组内的交变电动势转换为电刷两端的直流电动势；在直流电动机中:换向器将电刷上所通过的直流电流转换为绕组内的交变电流。换向器安装在转轴上，如图3-10所示。由许多换向片组成，换向片之间用云母进行绝缘，换向片数与元件数相等。直流电

5、机的基本结构换向极功率在1kW以上的直流电机，通常要在相邻两主磁极之间装设换向极，又称附加极或间极，其作用是改善换向。换向极也由铁心和绕组构成，如图所示。铁心一般用整块钢或薄钢板加工而成，换向极绕组与电枢绕组串联。更多的直流电机励磁绕组、换向器、电刷直流电机的工作原理直流发电机的工作原理直流发电机原理模型1-磁极2-电枢3-换向器4-电刷在图示瞬间:导体ab位于N极下，导体cd位于S极下。电刷A呈正极性，电刷B呈负极性。线圈逆时针转180°后：导体cd位于N极下，导体ab位于S极下。导体中的电动势改变了方向。由于换向片随线圈一同

6、旋转，本来与电刷B接触的换向片，现在与电刷A接触；与电刷A接触的换向片与电刷B接触。可以看出，与电刷A接触的导体永远位于N极下，与电刷B接触的导体永远位于S极下。因此：电刷A始终为正极性，电刷B始终为负极性。电刷两端能引出方向不变的电压。直流电机的工作原理直流发电机的工作原理线圈abcd切割磁力线产生感应电动势如图b。由c图可以看出：换向器使线圈内的交变感应电动势转变为电刷两端的直流电压，这就是直流发电机的工作原理。该直流电压有较大的脉动。在实际电机中，电枢上线圈数很多，可使电压脉动较小以获得波形较好的直流电压。直流电机的工作原

7、理直流发电机的工作原理与原有线圈相距90电角度再设置一个线圈，其两端各接有换向片，并与原有换向片A、B相距90电角度，换向器包含4片换向片，相邻换向片间各相距90电角度。电枢旋转时，两线圈感应电势时间相位相距90电角度。当有足够多的线圈和换向片时，可获得稳定直流电势。若电机每极下的导体数大于8，电势脉动幅度可小于1%。直流电机的工作原理直流电动机的工作原理直流电动机原理模型1-磁极2-电枢3-换向器4-电刷图为直流电动机的原理模型。与发电机不同的是：线圈没有原动机拖动，电刷A、B接至直流电源，线圈abcd中有电流流过，电

8、流的方向如图所示。载流导体受到的电磁力为：直流电机的工作原理直流电动机的工作原理直流电动机原理模型1-磁极2-电枢3-换向器4-电刷在图示瞬间：导体ab在N极下，导体cd在S极下。N极下的线圈边中电流的方向是由电刷A流入S极下的线圈边中电流的方向是从电刷B流出