电机与拖动基础.pdf

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1、《电机与拖动》多媒体交互式教学课件《电机与拖动》多媒体交互式教学课件ELECTRICALMACHINERY&TOWAGEMultimediaInteractiveTeachingCourseware王卫东西安电子科技大学机电工程学院WangWeidongSchoolofElectro-MechanicalEngineeringXidianUniversity西安电子科技大学机电工程学院1《电机与拖动》多媒体交互式教学课件第一章直流电机•1.0引言•1.1直流电机的基本工作原理和结构•1.2直流电机

2、的电枢绕组*•1.3直流电机的磁场•1.4直流电机的电枢电动势、电磁转矩和电磁功率•1.5直流电动机的运行原理•1.6直流发电机的运行原理*•1.7直流电机的换向*•课后作业西安电子科技大学机电工程学院2《电机与拖动》多媒体交互式教学课件1.0引言•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。•直流发电机是将机械能转换成直流电能而带动电解、电镀及直流电动机等负载。直流发电机有逐步被可控整流电源所取代的趋势。•直流电动机是将直流电能转换成机械能而带动生产机械运转

3、。由于其具有良好的起动性能和调速性能，在许多调速性能要求较高的场合，仍得到广泛使用。•除此之外，还可以作为测控元件，用于信号的传递。譬如：==>作为测量元件-->直流测速发电机==>作为执行元件-->直流伺服电动机西安电子科技大学机电工程学院3《电机与拖动》多媒体交互式教学课件•直流电机的用途t作电源用-直流发电机作动力用-直流电动机将机械能转化为直流电能将直流电能转化为机械能测量元件-直流测速发电机执行元件-直流伺服电动机将机械信号转换为电信号将控制信号转换为机械信号西安电子科技大学机电工程学院

4、4西安电子科技大学XidianUniversity《电机与拖动》多媒体交互式教学课件•直流电机的优缺点★直流发电机的电势波形较好，对电磁干扰的影响小；★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；★直流电动机易于控制，可靠性高；★由于存在换向器，其制造复杂，价格较高。西安电子科技大学机电工程学院5《电机与拖动》多媒体交互式教学课件§1.1直流电机的基本工作原理和结构一、直流电机的基本工作原理将交流变成直流——整流将直流变成交流——逆变西安电子科技大学机电工

5、程学院6《电机与拖动》多媒体交互式教学课件整流方式：电子式机械式直流电机采用机械式整流装置，称为换向器，包括电刷和换向片转动的铁圆柱体及其上的线圈合称为电枢(a)整体结构(b)电枢结构图3.111.1直流电机的主要结构西安电子科技大学机电工程学院7《电机与拖动》多媒体交互式教学课件©直流发电机工作原理BBceaeaffbiaiadeaeafafe=Blv西安电子科技大学机电工程学院8《电机与拖动》多媒体交互式教学课件e=Blvee单个线圈的感应电动势波形电刷间的电动势波形实验表明，当每极下导体数大

6、于8时，感应电动势的脉动幅度已<1%实际直流发电机的电枢是根据实际2π需要有多个线圈。线圈分布在电枢铁心表面的不同位置，按照一定的规律连接一对极6个线圈的感应电动势波形起来，构成电机的电枢绕组。磁极也是根据需要N、S极交替旋转多对。西安电子科技大学机电工程学院9《电机与拖动》多媒体交互式教学课件西安电子科技大学机电工程学院10《电机与拖动》多媒体交互式教学课件Summary•(1)电枢线圈的感应电动势ea及电流ia都是交变的，通过换向片及电刷的整流作用才变成两电刷间的直流电动势，使外部电路得到方向

7、不变的直流电动势和电流；•(2)在发电机中，电枢线圈中的感应电动势ea(称为电枢电动势)与其电流ia(称为电枢电流)的方向始终一致；•(3)虽然电枢线圈是旋转的且电枢线圈中的电流是交变的，但从空间上看，N极与S极下的电枢电流的方向不变，因此，由电枢电流所产生的磁场从空间上看也是一个恒定不变的磁场；•(4)电枢电流ia与磁场相互作用产生电磁力f。此电磁力f使转轴受到一个力矩T＝f·R(式中R为导体对转轴中心的半径)，称之为电磁转矩，其方向是与转子转向相反的，是制动性质。•原动机要保持转子以恒速旋转，

8、必须克服此电磁转矩使电枢做功，这样就把输入的机械能变成了电能输给负载。西安电子科技大学机电工程学院11《电机与拖动》多媒体交互式教学课件©直流电动机工作原理BBeaecaffbiaediaiaeafaff=Bli西安电子科技大学机电工程学院12《电机与拖动》多媒体交互式教学课件Summary•(1)外加电压U及电流I是直流，但在电枢绕组内部，电流ia是交流。这是靠换向片及电刷的逆变作用，将外部直流变成内部的交流；•(()2)虽然电枢线圈是旋转的且电流是交变的，但从空间上看，由电枢电