机电传动控制绪论第1章直流电机ppt课件.ppt

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1、1.2直流电机电枢绕组简介1.3直流电机的电枢反应本章主要讨论直流电机的基本结构和工作原理，讨论直流电机的磁场分布、感应电动势、电磁转矩、电枢反应及影响、换向及改善换向方法，从应用角度分析直流发电机的运行特性和直流电动机的工作特性。1.4直流电机的电枢电动势和电磁转矩1.5直流电机的换向1.6直流发电机1.7直流电动机1.1直流电机的基本工作原理与结构思考题与习题电机工业的发展是与科学技术的发展密切相关的。1820年，奥斯特发现了电流的磁效应，从而揭开了电磁本质的序幕。1821年，法拉第进行通电导体在磁场中产生电磁

2、力的实验后，便出现了电动机的雏形。1831年，法拉第提出了电磁感应定律，随后便出现了各种各样的原始发电机。直到1880年，爱迪生使直流电机得到了完善。与此同时，1824年，阿拉果发现了旋转磁场现象，奠定了三相交流电机基础。1889年，多里奥·多勃罗·沃尔斯基提出了采用三相制的建议，并设计和制造了三相变压器和三相异步电动机。1891年，三相制开始使用，开拓了电能应用的新局面。目前，电机已广泛应用到我们生产、生活的方方面面。法拉第电磁感应定律一个线圈中产生的感应电流，其大小与单位时间中线圈所切割的磁力线多少成正比，与线

3、圈的电阻成反比。式中e代表感应电动势，Φ是磁通量。即：回路中产生的感应电势与穿过回路所围面积上磁通量的时间减少率成正比。感应电势正方向用右手定则判定。楞次定律如果在感应电势作用下有电流在线圈中流过，则该电流产生的磁通起着阻碍磁通变化的作用。（可用于判断电磁感应中电流方向——右手螺旋法则）电磁力定律当一载流导体处在磁场中，该导体将受到电磁力。若磁场与导体相互垂直，则磁场力大小为：f=BliB:磁通密度(T)；i:导体中电流(A);l:导体在磁场中的有效长度(m);f:电磁力(N)。记忆：“左电右发”左手定则电动机，右

4、手定则发电机电磁力方向用左手定则判定。1.1直流电机的基本工作原理和结构1.1.1直流电机的主要结构主磁极：产生恒定的气隙磁通，由铁心和励磁绕组构成换向磁极：改善换向。电刷装置：与换向片配合,完成直流与交流的互换机座和端盖：起支撑和固定作用。定子转子电枢铁心：主磁路的一部分，放置电枢绕组。电枢绕组：由带绝缘的导线绕制而成，是电路部分。换向器：与电刷装置配合,完成直流与交流的互换转轴轴承1.1.2直流电机的工作原理1.1直流电机的基本工作原理和结构一、直流发电机工作原理右图为直流发电机的物理模型，N、S为定子磁极，a

5、bcd是固定在可旋转导磁圆柱体上的线圈，线圈连同导磁圆柱体称为电机的转子或电枢。线圈的首末端a、d连接到两个相互绝缘并可随线圈一同旋转的换向片上。转子线圈与外电路的连接是通过放置在换向片上固定不动的电刷进行的。直流发电机是将机械能转变成电能的旋转机械。当原动机驱动电机转子逆时针旋转时同，线圈abcd将感应电动势。如右图，导体ab在N极下，a点高电位，b点低电位；导体cd在S极下，c点高电位，d点低电位；电刷A极性为正，电刷B极性为负。当原动机驱动电机转子逆时针旋转后，如右图。与电刷A接触的导体总是位于N极下，与电刷

6、B接触的导体总是位于S极下,电刷A的极性总是正的，电刷B的极性总是负的，在电刷A、B两端可获得直流电动势。导体ab在S极下，a点低电位，b点高电位；导体cd在N极下，c点低电位，d点高电位；电刷A极性仍为正，电刷B极性仍为负。实际直流发电机的电枢是根据实际需要有多个线圈。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起来，构成电机的电枢绕组。磁极也是根据需要N、S极交替布置多对。二、直流电动机工作原理把电刷A、B接到直流电源上，电刷A接正极，电刷B接负极。此时电枢线圈中将电流流过。直流电动机是将电能转变成机械

7、能的旋转机械。在磁场作用下，N极性下导体ab受力方向从右向左，S极下导体cd受力方向从左向右。该电磁力形成逆时针方向的电磁转矩。当电磁转矩大于阻转矩时，电机转子逆时针方向旋转。原N极性下导体ab转到S极下，受力方向从左向右，原S极下导体cd转到N极下，受力方向从右向左。该电磁力形成逆时针方向的电磁转矩。线圈在该电磁力形成的电磁转矩作用下继续逆时针方向旋转。与直流发电机相同，实际的直流电动机的电枢并非单一线圈，磁极也并非一对。当电枢旋转到右图所示位置时直流电动机的工作原理示意图:1.1.3直流电机的铭牌数据额定条件下

8、电机所能提供的功率指电刷间输出的额定电功率发电机指轴上输出的机械功率电动机发电机：是指输出额定电压；电动机：是指输入额定电压。在额定工况下，电机出线端的平均电压在额定电压下，运行于额定功率时对应的电流在额定电压、额定电流下，运行于额定功率时对应的转速.对应于额定电压、额定电流、额定转速及额定功率时的励磁电流电机铭牌上还标有其它数据，如励磁电压、出厂日期、出厂