直流电机ppt资料ppt课件.ppt

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1、一、直流电机的工作原理和基本结构二、直流电机的电枢反应三、直流电机基本方程四、直流电动机的运行特性五、直流电动机的启动、调速和制动主要内容一、直流电机的工作原理和基本结构工作原理U+–NS电刷换向片II图1-1直流电机工作原理图以电动机为例直流电源(+)电刷线圈换向器换向器电刷直流电源(-)工作原理电刷与电源固定联接，线圈无论怎样转动，总是上半边的电流向里，下半边的电流向外。电刷压在换向片上。FF由左手定则，通电线圈在磁场的作用下，将受到力的作用，使线圈逆时针旋转。图1-2电枢线圈旋转方向示意图U+–NS电刷换向片I

2、I基本结构图1-3直流电机剖面图基本结构定子主要包括：主磁极、换向极、机座、端盖、电刷装置。作用：产生主磁场和作为机械的支撑。转子主要包括：电枢铁心、电枢绕组和换向器。作用：用来产生感应电动势、电流、电磁转矩、实现能量转换的部件。定子组成主磁极作用：产生主磁场分类：主磁极铁心和励磁绕组组成的绕线形主磁极，或由永磁体构成的主磁极。换向极作用：产生换向磁场，改善电机的换向。组成：换向磁极铁心和换向磁极绕组组成。换向铁心一般用整块钢或钢板制成。换向磁极绕组与主磁极绕组同样制作，其绕组与电枢绕组串联，极性不能接反。定子组成机

3、座作用：a)导磁作用，作为电机磁路的一部分；b)支撑作用，用来安装磁极换向磁极。构成：用导磁性能较好的铸钢件或钢板焊接而成，也可用无缝钢管加工而成。端盖机座的两端都装有端盖，用于支撑转子。定子组成图1-4电刷装置电刷装置材质：石墨或金属粉末与石墨混合做成的导电块作用：把直流电压、直流电流引入或引出。构成：由电刷、刷握、刷杆座和铜丝辫组成转子组成图1-5直流电机转子组成电枢铁芯：一般用硅钢片叠压加紧而成。转子组成换向极图1-6直流电机换向器图作用：整流或逆变的作用构成：由许多具有鸽尾形的换向片叠成直流电机的额定值：电机

4、在铭牌规定的额定状态下运行时，电机输出功率。对电动机而言，指轴上的输出机械功率。：额定状态下，电枢出线端电压。：电机在额定电压下运行，输出功率为额定功率时，电机的线电流。：额定状态下运行时转子转速。二、直流电机的电枢反应二、直流电机的电枢反应直流电机的电枢反应直轴与交轴：主极的轴线称为直轴，与直轴正交的轴线叫交轴电枢反应定义：电机带上负载时，电枢绕组中有电流流过，载流的电枢绕组将产生磁动势，电枢磁动势对主磁场的影响叫电枢反应。电枢反应分类：交轴电枢反应和直轴电枢反应直轴交轴图2-1直流电机交直轴示意图交轴电枢反应定义

5、：电机负载时，交轴电枢磁动势将产生交轴气隙磁场，并影响到原来气隙磁场的大小和分布。增磁增磁去磁去磁a)b)图2-2交轴电枢反应a)负载时的合成磁场b)空载磁场和负载时气隙的合成磁场直轴电枢反应若电刷偏移，电枢磁动势可分为交轴电枢磁动势和直轴电枢磁动势。直轴电枢磁动势将产生直轴电枢反应。a)电枢反应增磁b)电枢反应去磁图2-3电刷不在几何中性线上时，电枢磁动势的直轴分量三、直流电动机基本方程电压平衡方程以上两公式反映的概念：(1)电枢反电动势的大小和磁通、转速成正比，若想改变E，只能改变或n。(2)若忽略绕组中的电阻

6、Ra，则，可见，当外加电压一定时，电机转速和磁通成反比，通过改变可调速。MRaIaE+–+–UU：外加电压Ra:绕组电阻图3-1稳态运行时直流电机电路图转矩平衡方程电磁转矩KT：与线圈的结构有关的常数（与线圈大小，磁极的对数等有关）：线圈所处位置的磁通Ia：电枢绕组中的电流单位：（韦伯），Ia（安培），T（牛顿米）转矩平衡方程电磁转矩T为驱动转矩，在电机运行时，必须和外加负载和空载损耗的阻转矩相平衡，即TL：负载转矩T0：空载转矩转矩平衡过程：当负载转矩（TL）发生变化时，通过电机转速、电动势、电枢电流的变化

7、，电磁转矩自动调整，以实现新的平衡。四、直流电动机的运行特性工作特性图4-1直流电动机工作特性条件：电枢端电压为额定电压，对于绕线型定子主磁极，励磁电流为额定励磁电流。速率特性：影响转速变化的因数：电枢电阻压降和电枢反应。当电动机的负载增大时，电枢电流增大，电枢电阻压降增加，使电动机转速趋于下降；电枢反应有去磁作用时，则转速趋于上升，这两个因素对转速的影响部分相互抵消，使电机转速变化不大。工作特性转矩特性：：转子机械角速度转矩特性基本呈线性关系；实际上，增大时，转速略有下降，故曲线将略微向上弯曲。效率特性：当不变损耗

8、等于可变损耗时，电机效率最大。机械特性图4-2直流电动机机械特性：调节电阻为0时，由于远小于，故不计磁饱和时直流电动机的机械特性为一稍微下降的直线。如果计及磁饱和时，交轴电枢反应呈现去磁作用，曲线下降程度减小。五、直流电动机的启动、调速和制动直流电动机的启动限制Ist的措施：（1）启动时在电枢回路串电阻。（2）启动时降低电枢电压。启动时,n=0