陈世元电机学第5篇直流电机课件.ppt

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1、第5篇直流电机第17章直流电机的工作原理和主要结构第18章直流电机的磁场、电枢绕组和电枢反应第19章直流电机的基本方程式和运行特性上一页下一页退出第17章直流电机的工作原理和主要结构17.1直流电机的工作原理17.2直流电机的主要结构17.3直流电机的额定值上一页下一页返回第18章直流电机的磁场、电枢绕组和电枢反应18.1直流电机的空载磁场18.2直流电机的电枢绕组18.3直流电机负载时的磁场及电枢反应18.4直流电机的电枢电动势和电磁转矩上一页下一页返回第19章直流电机的基本方程式和运行特性19.1直流发电机的基本方程式19.2直流发

2、电机的运行特性19.3直流电动机19.4直流电机的换向19.5直流电机的起动、制动与调速第17章直流电机的工作原理和主要结构直流电机是电机的主要类型之一，一台直流电机即可作为发电机使用，也可作为电动机使用。A：用作发电机可以获得直流电源；B：用作电动机，由于其具有良好的调速性能，在许多调速性能要求较高的场合，得到广泛使用。退出下一页返回直流电机的用途：1.作电源用:发电机2.作动力用:电动机3.信号的传递:测速发电机,伺服电动机其中：作电源用:直流发电机将机械能转化为直流电能。一般小于10万kW的单机同步发电机要用直流发电机作为励机

3、。作动力用:直流电动机将直流电能转化为机械能。信号传递:直流测速发电机将机械信号转换为电信号；直流伺服电动机将控制信号转换为机械信号。退出上一页下一页返回作电源用退出上一页下一页返回做励磁机用退出上一页下一页返回返回直流测速发电机退出上一页下一页返回直流伺服电动机退出上一页下一页返回直流电机的优缺点：直流发电机的电势波形较好，受电磁干扰的影响小。直流电动机的调速范围宽广，调速特性平滑。直流电动机过载能力较强，起动和制动转矩较大。由于存在换向器，其制造复杂，价格高。退出上一页下一页返回17.1直流电机的工作原理一、直流发电机原理（机械能-

4、>直流电能）定子（不动部件）上的励磁绕组通过直流电流(称为励磁电流If)时产生恒定磁场（励磁磁场，主磁场）；原动机带动电枢线圈旋转切割主磁场B,转速n(r/min)；电枢线圈的导体中将产生感应电势e=Blv；通过换向器与电刷的作用，可以引出单向（直流）的端电势eAB。（看原理图1）（动画1）退出上一页下一页返回从以上分析可以看出，线圈中的电动势及电流的方向是交变的，只是经过电刷和换向片的整流作用，才使外电路得到方向不变的直流电。直流发电机实质上是带有换向器的交流发电机。退出上一页下一页返回二、直流电动机的工作原理（动画2）:如图所示：退

5、出上一页下一页返回从以上分析可见，在直流电动机中，加在线圈上的电流是交变的，但产生的电磁转矩方向却是恒定的，所以在这里，经过换向器作用将直流逆变成了交流电，是一个逆变过程。退出上一页下一页返回三、电机的可逆原理：一台直流电机原则上既可以作为电动机运行，也可以作为发电机运行，只是外界条件不同而已。如果用原动机拖动电枢恒速旋转，就可以从电刷端引出直流电动势而作为直流电源对负载供电；如果在电刷端外加直流电压，则电动机就可以带动轴上的机械负载旋转，从而把电能转变成机械能。这种同一台电机能作电动机或作发电机运行的原理，在电机理论中称为可逆原理。退

6、出上一页下一页返回17.2直流电机的主要结构旋转电机都是由定子和转子两大部分组成17.2.1定子部分包括机座、主磁极、换向极和电刷装置等。1）主磁极：在大多数直流电机中，主磁极是电磁铁，为了尽可能的减小涡流和磁滞损耗，主磁极铁心用1～1.5mm厚的低碳钢板叠压而成。整个磁极用螺钉固定在机座上。见图（17.4）主极的作用是在定转子之间的气隙中建立磁场,退出上一页下一页返回使电枢绕祖在此磁场的作用下感应电动势和产生电磁转矩。注意：励磁绕组的连接必须使得相邻主磁极的极性按N，S极交替出现。2）换向极：换向极又称附加极或间极,其作用是用以改善换

7、向。换向极装在相邻两主极之间，它是由铁心和绕组构成。见图（17.5）3）机座：一是作为电机磁路系统中的一部分，二是用来固定主磁极、换向极及端盖等，起机械支承的作用，因此要求机座有好的退出上一页下一页返回导磁性能及足够的机械强度与刚度，机座通常用铸钢或厚钢板焊成。4）电刷装置：电刷的作用是把转动的电枢绕组与静止的外电路相连接，并与换向器相配合，起到整流或逆变器的作用。17.2.2转子部分：转子称为电枢，包括电枢铁心、电枢绕组、换向器、风扇、轴和轴承等。1）电枢铁心：电机主磁路的一部分，用来嵌放电枢绕组的，为了减少电枢旋转时电枢铁心中退出上

8、一页下一页返回的磁滞及涡流损耗，电枢铁心通常用0.5mm厚的两面涂有绝缘漆的硅钢片叠压而成。2）电枢绕组：电枢绕组是由许多按一定规律联接的线圈组成，它是直流电机流过电流和产生感应电动势，从而实现机电能量转换