《直流电机原理》PPT课件.ppt

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1、第3章直流电机原理直流电机的用途及基本工作原理直流电机的主要结构与型号直流电机的磁路直流电机的电枢绕组电枢电动势与电磁转矩直流电动机运行原理他励直流电动机的机械特性直流电机的换向本章基本要求了解直流电机的基本结构、工作原理熟悉直流电机的励磁方式理解直流电机电枢绕组的构成及特点掌握电枢电动势和电磁转矩的计算理解和掌握直流电机的工作特性和机械特性了解直流电机的换向3.1直流电机的用途及基本工作原理电源励磁机测速伺服3.1.1直流电机的用途直流电机的特点：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

2、过载能力较强，启动和制动转矩较大。易于控制，可靠性较高由于存在换向器，其制造复杂，价格较高3.1.2基本工作原理1、直流发电机的工作原理电刷换向片直流发电机运行时的几点结论：1）电枢线圈内电势、电流方向是交流电；2）电刷间为直流电势。线圈中感应电势与电流方向一致；3）从空间看，电枢电流产生的磁场在空间上是恒定不变的磁场；4）产生的电磁转矩T与转子转向相反，是制动性质。2、直流电动机的工作原理直流电动机运行时的几点结论：1）外施电压、电流是直流，电枢线圈内电流是交流；2）线圈中感应电势与电流方向相反；3）线圈是旋转的，电枢电流是交变的；4）产生的电

3、磁转矩T与转子转向相同，是驱动性质。结论从上述基本电磁情况来看，一台直流电机原则上既可以作为电动机运行，也可以作为发电机远行，只是约束的条件不同而已。在直流电机的两电刷端上，加上直流电压，将电能输入电枢，机械能从电机轴上输出，拖动生产机械，将电能转换成机械能而成为电动机；如用原动机拖动直流电机的电枢，而电刷上不加直流电压，则电刷端可以引出直流电动势作为直流电源，可输出电能，电机将机械能转换成电能而成为发电机。同一台电机既能作电动机又能作发电机运行的这种原理，在电机理论中称为可逆原理。3.2直流电机的主要结构与型号主磁极换向磁极电刷装置机座端盖定子

4、转子电枢铁心电枢绕组换向器转轴轴承直流电机3.2.1主要结构1、定子部分（1）主磁极1—主磁极铁心2—励磁绕组3—机座主磁极铁心用1～1.5mm厚的钢板冲片叠压而成。（2）换向极1—换向极铁心2—换向极绕组换向极铁心一般用整块钢或钢板板叠片加工而成。换向极绕组与电枢绕组串联。作用：改善换向。（3）机座作用：一是用来固定主磁极、换向极和端盖等，起机械支承的作用；二是作为电机磁路的一部分。机座通常由铸钢或厚钢板焊成。（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。1—刷握2—电刷3—压紧弹簧4

5、—铜丝辫2、转子部分（1）电枢铁心作用：一是作为电机主磁路的主要部分；二是嵌放电枢绕组。为了减少电枢旋转时电枢铁心中因磁通变化而引起的磁滞及涡流损耗，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，它是直流电机的主要电路部分，是通过电流和感应产生电动势以实现机电能量转换的关键部件。线圈用带绝缘的圆形或矩形截面导线绕成，嵌放在电抠槽内，上下层之间以及线圈与铁心之间都要妥善地绝缘。然后用槽楔压紧，再用钢丝或玻璃丝带扎紧，以防止离心力将绕组甩出槽外。（3）换向器作用：是将电刷上所通过的

6、直流电流转换为绕组内的交变电流，在直流发电机中，它将绕组内的交变电动势转换为电刷端上的直流电动势。换向器由许多换向片组成。换向片之间用云母绝缘。电枢绕组的每一个线圈两端分别焊接在两个换向片上。直流电机的基本结构总结主要由定子、转子两部分组成直流电机定子转子机座换向极主磁极电刷装置电枢铁心轴承换向器风扇转轴电枢绕组3.2.2电机的铭牌数据直流电机的额定数据额定容量PN：输出功率，单位kW额定电压UN：额定状态下出线端电压，单位V额定电流IN：额定状态下出线端电流，单位A额定转速nN：额定状态下的电机转速，单位r/min直流发电机：PN＝UN·IN直

7、流电动机：PN＝UN·IN·★额定励磁电压、额定励磁电流和励磁方式等。电动机轴上输出的额定转矩：3.3直流电机的磁路、空载时的气隙磁密与空载磁化特性3.3.1直流电机的磁路直流电机空载时的磁场分布磁路从气隙1出发经－电枢齿－电枢轭－电枢齿2－气隙2－主磁极2－定子轭－主磁极1，最后又回到气隙13.3.2空载时气隙磁通密度的分布波形主磁场磁密的分布在一个磁极的范围内，励磁磁势大小一样，Bδ大小完全与气隙长度成反比。引进极弧系数bp’和气隙卡氏系数在主极直轴附近的气隙较小，并且气隙均匀，磁阻小，即此位置的主磁场较强，在此位置以外，气隙逐渐增大，主磁

8、场也逐渐减弱，到两极之间的几何中线处时，磁密等于0。3.3.3空载磁化特性为了感应电动势或产生电磁转矩，直流电机气隙中需要有一定量的每极