直流电动机的机械特性ppt课件.ppt

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1、3.2直流发电机的工作特性3.3直流电动机的机械特性3.1直流电机的基本结构和工作原理3.4直流电动机的启动与反转3.5直流电动机的调速3.6直流电动机的制动特性第3章直流电机的工作原理和特性学习要求:在了解直流电动机的基本结构的基础上,着重掌握直流电机的基本工作原理,特别应掌握转矩方程式、电势方程式和电压平衡方程式；掌握直流电动机的机械特性,特别是人为机械特性；掌握直流电动机启动、调速和制动的各种方法以及各种方法的优缺点和应用场所；学会根据他励直流电动机的铭牌技术数据,确定电动机启动等运行特性。重点:掌握直流电动机的

2、机械特性,特别是人为机械特性；他励直流电动机的启动特性；他励直流电动机的调压调速特性。分析方法：结构基本工作原理转矩方程式电势方程式电压平衡方程式机械特性启动、调速和制动分析依据：电磁力定律、电磁感应定律3.1直流电机的构造和工作原理直流发电机—将机械能变为直流电能直流电动机—将直流电能变为机械能一、直流电机的结构定子转子直流电机直流电机的工作原理:基于电磁力定律和电磁感应定律主磁极磁极对数(P)=磁极数/2气隙换向极磁极数:主磁极的个数转子（电枢）定子机座—起支撑作用;作为部分磁路主磁极—产生主磁通换向极—产生附加磁

3、场，改善换向电刷—引入或引出直流电换向极换向绕组定子的作用：产生主磁场及机械支撑励磁绕组主磁极转子电枢铁心—其槽孔中放置电枢绕组电枢绕组—产生感应电动势、电磁转矩转轴—输入或输出机械功率换向器—与电刷一起，共同完成直流电和交流电的转换换向极换向绕组转子的作用：产生感应电动势及电磁转矩.励磁绕组主磁极转轴转子电枢线圈转子结构图电枢绕组线圈换向片电枢铁心硅钢片电枢铁心---由外圆开糟的硅钢片彼此绝缘地叠成的.有效边电刷是石墨或金属石墨组成的导电块，放在刷握内用弹簧以一定的压力按放在换向器的表面，旋转时与换向器表面形成滑动接

4、触.电刷装置将电枢电路与外部电路连接起来电刷换向器两极直流电机的磁路磁路：当励磁绕组中通直流励磁电流时产生恒定主磁通,经主磁极铁心、空气隙、电枢铁心、磁轭（机座）形成的闭合回路.主磁极机座(磁轭)励磁绕组空气隙电枢I(励磁电流)二、直流电机的基本工作原理磁极N,S不动;线圈（绕组）旋转;换向片旋转;电刷A,B不动主磁极电枢绕组两极直流电机模型电刷换向片电枢旋转时,换向片与电刷滑动接触.为了便于分析直流电机的工作原理,将电机简化为以下模型:T1abcde+–+–abcdabcd+–abcde+–dcban1.励磁绕组

5、通过直流励磁电流,产生恒定磁场(N→S)；1.直流发电机的工作原理—基于电磁感应定律2.设原动机(T1)带动电枢线圈以n旋转；3.线圈导体(有效边)切割磁场在导体内将感应交流电势e.(右手定则）4.通过换向器与电刷AB输出直流电动势E.RLE电磁感应定律BT1abcde+–+–abcdabcd+–abcde+–dcban直流发电机的工作原理演示RLE结论：(1)绕组中的感应电动势是交变的。---交流(2)电刷A、B间的电动势的极性是不变的。--直流换向片的作用：将绕组中的交流电变换为电刷的直流电。(1)发电机旋转时，电

6、枢绕组中将产生电源电动势（e与ia方向相同）。当发电机带负载(I≠0)后，电磁转矩T是制动转矩，和原动机的力矩T1相平衡。（2)nT1+–IeiaTfEiaff2.直流电动机的工作原理—基于电磁力定律cdababcdffabcdabcdffTndcbaffnTU电磁力定律3.载流的电枢导体将受到电磁力f的作用。4.所有导体产生的电磁力作用于转子，产生电磁转矩T驱动转子以n(转/分)旋转，以便拖动机械负载。2.将直流电源通过电刷接通电枢绕组，使电枢导体有电流ia流过。1.励磁绕组通过直流励磁电流,产生恒定磁场（N→S）；

7、Biaff直流电动机的工作原理演示ffffTnffnTU2）电动机旋转时，电枢绕组中将产生反电动势（与ia反向），与电源电压U相平衡。1)电动机的电磁转矩T是驱动转矩。结论：TndcbaffnTiaeUE(1)直流电机的可逆性：(2)换向器的作用：结论：若输入机械能,可作为直流发电机,从电刷上输出直流电能；若从电刷上输入直流电能,又可作为直流电动机，从轴上输出机械能。将电机内部的交流电外部的直流电。三、电动势和电磁转矩E=KenT=KtIaKt=9.55Ke每极主磁通电枢电流结构常数电势常数当电枢以转速n转动时，

8、电枢绕组的导体便会切割磁力线，产生感应电势；当电枢绕组通过电流时，与气隙磁场作用会产生电磁转矩。发电机和电动机均有电枢电势E、电磁转矩T，但性质却有很大不同。（见下表）发电机电动机直流发电机T与n反方向，T是制动转矩直流电动机T与n同方向，T是拖动转矩T1TT1=T+T0（稳态运行时）T=T0+TL（稳态运行时）nTE和Ia反方向