船舶电气设备及系统课件 第五章.ppt

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1、第五章直流电机第五章直流电机第五章小结§5-1直流电机的工作原理和结构特点§5-2直流电机的励磁方式和运行特性§5-3无刷直流电动机概述直流电动机虽然比三相交流异步电动机结构复杂，维修也不便，但由于它的调速性能较好和起动转矩较大，因此，对调速要求较高的生产机械或者需要较大起动转矩的生产机械往往采用直流电动机驱动。直流电机的优点：(1)调速性能好,调速范围广,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、中大型龙门刨床、矿山竖井提升机以及起重设备等调速范围大的大型设备。(2

2、)用蓄电池做电源的地方，如汽车、拖拉机等。§5-1直流电机的工作原理和结构特点本节的主要内容有三部分：构造：主要点：主要组成及作用，如换相器等。铭牌数据：参数个数、数据含义。励磁方式：种类。直流电机模型：磁极、线圈、电刷和换向片。5.1.1直流电机(directcurrentmotor)的工作原理电枢转子感应电动势：电枢转子由原动机拖动旋转，电枢线圈切割N、S极磁场，线圈每个边导体中产生感应电动势（方向根据右手定则判断）。换向：转子转过180º后，线圈边接触的电刷更换而线圈边所处位置的磁极极性也变了。因此，线圈边感应的电动势方向

3、变反，但电刷极性却不变。结论：线圈感应电动势和流过电流都是交流，而电刷两端电压和电刷导出电流却都是直流的。电刷与换向器配合是起“机械整流器”作用。电磁力F=BlI——电磁转矩——反转矩直流发电机(directcurrentgenerator)工作原理转子的转动：电枢绕组通入直流电流在定子磁场的作用下，受力产生转矩，转子转动。转动方向由左手定则判断。换向：转子转过180º后，线圈边接触电刷更换而线圈边所处位置磁极极性也变了。因此，线圈流过电流方向变反，线圈边产生的转矩方向也变反。转子转动后线圈感应电动势与电源电压平衡。结论：电源电

4、压是直流的，线圈感应电动势和流过电流却都是交流，而产生电磁转矩方向不变。直流发电机(directcurrentgenerator)工作原理直流电动机的基本工作原理IU–+SbNacd直流电从两电刷之间通入电枢绕组，电枢电流方向如图所示。由于换向片和电源固定联接，无论线圈怎样转动，总是S极有效边的电流方向向里,N极有效边的电流方向向外。电动机电枢绕组通电后中受力（左手定则）按顺时针方向旋转。U–+U–+电刷换向片IFFTn换向器作用：将外部直流电转换成内部的交流电，以保持转矩方向不变。直流电动机的基本工作原理IU–+SbNacdU

5、–+U–+IFFTnEE线圈在磁场中旋转，将在线圈中产生感应电动势。由右手定则，感应电动势的方向与电流的方向相反。由图可知，电枢感应电动势E与电枢电流或外加电压方向总是相反，所以称反电势。直流电动机的基本工作原理电刷换向片直流电机的电枢绕组和电刷的正确位置直流电机的电枢绕组：电刷的正确位置：这两点与电机结构有关，放在下一小节中介绍。5.1.2直流电机的构造基本组成：定子和转子两大部分。定子：主磁极、换向极、电刷装置和机座等。转子：电枢铁心、电枢绕组、换向器等。直流电动机的构造极掌极心励磁绕组机座转子直流电动机的磁极和磁路直流电机

6、由定子(磁极)、转子(电枢)和机座等部分构成。SN++++N+++++S+++2.转子(电枢，armature)由铁心、绕组（线圈）、换向器组成。1.磁极永磁式：由永久磁铁做成。励磁式：磁极上绕线圈，线圈中通过直流电，形成电磁铁。励磁：磁极上的线圈通以直流电产生磁通，称为励磁。电枢铁心：由硅钢片叠装而成。电枢绕组：单个绕组元件组成。用来在电机中产生磁场。解剖示意图(自画)风叶磁极电刷电枢转子转轴换向器换向片压紧环电枢绕组绕组端部结构细说注：书P.69.图5-5的电机是较大型的电机，其电枢绕组中间开有通风槽。换向器定子结构（主要掌

7、握作用）主磁极：主极铁心由薄钢板冲片叠成，用螺栓固定在机座上，其上套有励磁绕组。励磁绕组中通入直流励磁电流产生主磁场。——参见“示意图”。换向极：其铁心尺寸比主极小，也用螺钉固定在机座上；在定子机座圆周上的安装位置与主磁极相间分布。换向极用于改善换向，减少因电磁原因而引起的电刷火花。机座：是直流电机的固定支撑和防护部件，又是磁路的一部分。机座通常是由铸钢制成。主磁极结构示意图截面图定子结构（续）（主要掌握作用）电刷装置组成：刷架、刷杆、刷握、炭刷及压紧弹簧等。安装位置：中小型电机刷架装在端盖，或轴承内盖上，大中型电机刷杆座固定在

8、机座上。电刷装置则装在刷架的刷杆上。接线：多对磁极、多对电刷的直流电机，正、负电刷分别并联在一起，然后只引出两个接线端到接线盒上。定子结构两种刷握结构转子结构（主要掌握作用）电枢铁心：电枢铁心是磁路的一部分，由固定在转轴上的硅钢片叠成。铁心圆周上有均匀分布的槽，