直流电动机结构、原理及启动等课件.ppt

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1、直流电动机1调速系统的连接图电压比较器电压放大器晶闸管触发器直流测速发电机直流电动机控制对象21、系统组成+-AMTG+-+-+-UtgUdIdn+--+Un∆UnU*nUcUPE+-带转速负反馈的闭环直流调速系统原理框图反馈装置（一）转速负反馈调速系统2.1概述2.2工作原理2.3电枢电动势及电压平衡关系2.4电磁转矩2.5机械特性2.6直流电动机的调速2.7直流电动机的使用和额定值42.1概述与异步电动机相比，直流电动机的结构复杂，使用和维护不如异步机方便，而且要使用直流电源。直流电机的优点：（1）调速性能好:调速

2、范围广，易于平滑调节。（2）起动、制动转矩大，易于快速起动、停车。（3）易于控制。应用：（1）轧钢机、电气机车、无轨电车、中大型龙门刨床等调速范围大的大型设备。（2）用蓄电池做电源的地方，如汽车、拖拉机等。（3）家庭：电动缝纫机、电动自行车、电动玩具52.2工作原理一、工作原理U+–NS电刷换向片直流电源电刷换向器线圈II6注意：换向片和电源固定联接，线圈无论怎样转动，总是上半边的电流向里，下半边的电流向外。电刷压在换向片上。由左手定则，通电线圈在磁场的作用下，使线圈逆时针旋转。FFU+–NS电刷换向片II7FFU+–

3、NS电刷换向片IIEE由右手定则，线圈在磁场中旋转，将在线圈中产生感应电动势，感应电动势的方向与电流的方向相反。8直流发电机用右手定则判感应电动势Ea的方向U+–NSEEIa电枢绕组电阻Ra感应电动势输出电压9二、直流电机的构成直流电机由定子、转子和机座等部分构成。机座磁极励磁绕组转子励磁式直流电动机结构101.转子（又称电枢）由铁芯、绕组（线圈）、换向器组成。2.定子定子的分类：永磁式：由永久磁铁做成。励磁式：磁极上绕线圈，然后在线圈中通过直流电，形成电磁铁。励磁的定义：磁极上的线圈通以直流电产生磁通，称为励磁。11

4、根据励磁线圈和转子绕组的联接关系，励磁式的直流电机又可细分为：他励电动机：励磁线圈与转子电枢的电源分开。并励电动机：励磁线圈与转子电枢并联到同一电源上。串励电动机：励磁线圈与转子电枢串联接到同一电源上。复励电动机：励磁线圈与转子电枢的联接有串有并，接在同一电源上。M他励UfIfIaUM并励UIfM串励UM复励U12不同励磁方式的直流电机有着不同的特性。一般情况直流电动机的主要励磁方式是并励式、串励式和复励式，直流发电机的主要励磁方式是他励式、并励式和和复励式。131、串励：启动和过载能力较大，转速随负载变化明显。空载转

5、速过高，俗称“飞车”。2、并励：转速基本恒定，一般用于转速变化较小的负载。3、复励：以并励为主的复励电机具有较大转矩，转速变化不大，多用于机床等。以串励为主的复励电机具有接近串励电机特性，但无“飞车”危险。4、他励：励磁回路单独供电的电机，用于需要宽调速的系统14M他励UfIfIaUM并励UIfM串励UM复励U14电枢电动势及电压平衡关系电枢通入电流后，产生电磁转矩，使电机在磁场中转动起来。通电线圈在磁场中转动，又会在线圈中产生感应电动势（用E表示）。一、电枢中的感应电动势FFU+–NS电刷换向片IIEE15根据右手定

6、则知，E和原通入的电流方向相反，其大小为：KE：与电机结构有关的常数n：电动机转速：磁通单位：（韦伯），n（转/每分），E（伏）FFU+–NS电刷换向片IIEE16二、电枢绕组中电压的平衡关系因为E与通入的电流方向相反，所以叫反电势。U：外加电压Ra:绕组电阻MRaIaE+–+–U以上两公式反映的概念：(1)电枢反电动势的大小和磁通、转速成正比，若想改变E，只能改变或n。(2)若忽略绕组中的电阻Ra，则，可见，当外加电压一定时，电机转速和磁通成反比，通过改变可调速。电动机172.4电磁转矩KT：与线圈的结构有关

7、的常数（与线圈大小，磁极的对数等有关）：线圈所处位置的磁通Ia：电枢绕组中的电流一、电磁转矩单位：（韦伯），Ia（安培），T（牛顿米）由转矩公式可知：(1)产生转矩的条件：必须有励磁磁通和电枢电流。(2)改变电机旋转的方向：改变电枢电流的方向或者改变磁通的方向。18二、转矩平衡关系电磁转矩T为驱动转矩，在电机运行时，必须和外加负载和空载损耗的阻转矩相平衡，即TL：负载转矩T0：空载转矩转矩平衡过程：当负载转矩（TL）发生变化时，通过电机转速、电动势、电枢电流的变化，电磁转矩自动调整，以实现新的平衡。19例：设外加

8、电枢电压U一定，T=TL+T0(平衡)，这时，若TL突然增加，则调整过程为：与原平衡点相比，新的平衡点：Ia、P入TLnEIaT最后达到新的平衡点。20电机的电磁转矩和转速间的关系以他励和串励电机为例说明。他励电动机和并励电动机的特性一样。2.5机械特性一、他励电动机的机械特性即：其中，M他励UfIfIaU21n0：