直流电机的应用培训讲学.ppt

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1、直流电机的应用1．了解直流电机的特点、用途和分类；熟悉直流电机的基本工作原理。2．认识直流电机的外形和内部结构，熟悉各部件的作用。3．了解直流电机铭牌中型号和额定值的含义，掌握额定值的简单计算。4．会进行直流电动机的检测、接线和简单操作。任务一认识直流电机直流电机是实现直流电能与机械能之间相互转换的电力机械，按照用途可以分为直流电动机和直流发电机两类。其中将机械能转换成直流电能的电机称为直流发电机，如图1-1所示；将直流电能转换成机械能的电机称为直流电动机，如图1-2所示。直流电机是工矿、交通、建筑等行业中的常见动力机械，是机电行业人员的重要工作对象之一。作为一名电气控制

2、技术人员必须熟悉直流电机的结构、工作原理和性能特点，掌握主要参数的分析计算，并能正确熟练地操作使用直流电机。图1-1直流发电机图1-2直流电动机1.直流电机的特点直流电动机与交流电动机相比，具有优良的调速性能和启动性能。直流电动机具有宽广的调速范围，平滑的无级调速特性，可实现频繁的无级快速启动、制动和反转；过载能力大，能承受频繁的冲击负载；能满足自动化生产系统中各种特殊运行的要求。而直流发电机则能提供无脉动的大功率直流电源，且输出电压可以精确地调节和控制。但直流电机也有它显著的缺点：一是制造工艺复杂，消耗有色金属较多，生产成本高；二是运行时由于电刷与换向器之间容易产生火花

3、，因而可靠性较差，维护比较困难。所以在一些对调速性能要求不高的领域中己被交流变频调速系统所取代。但是在某些要求调速范围大、快速性高、精密度好、控制性能优异的场合，直流电动机的应用目前仍占有较大的比重。2．直流电机的用途由于直流电动机具有良好的启动和调速性能，常应用于对启动和调速有较高要求的场合，如大型可逆式轧钢机、矿井卷扬机、宾馆高速电梯、龙门刨床、电力机车、内燃机车、城市电车、地铁列车、电动自行车、造纸和印刷机械、船舶机械、大型精密机床和大型起重机等生产机械中，图1-3所示是其应用的几种实例。(a）地铁列车(b)城市电车(c）电动自行车(d)造纸机直流发电机主要用作各种

4、直流电源，如直流电动机电源、化学工业中所需的低电压大电流的直流电源，直流电焊机电源等，如图1-4所示。(a）电解铝车间(b)电镀车间图1-4直流发电机的用途二、直流电机的基本结构直流电动机和直流发电机的结构基本一样。直流电机由静止的定子和转动的转子两大部分组成，在定子和转子之间存在一个间隙，称做气隙。定子的作用是产生磁场和支撑电机，它主要包括主磁极、换向磁极、机座、电刷装置、端盖等。转子的作用是产生感应电动势和电磁转矩，实现机电能量的转换，通常也被称做电枢。它主要包括电枢铁心、电枢绕组以及换向器、转轴、风扇等。直流电机的结构如图1-5所示。前端盖2-风扇3-定子4-转子5

5、-电刷及刷架6-后端盖图1-5直流电机的结构1．主磁极主磁极的作用是产生主磁通，它由铁心和励磁绕组组成，如图1-6所示。铁心一般用lmm～l.5mm的低碳钢片叠压而成，小电机也有用整块铸钢磁极的。主磁极上的励磁绕组是用绝缘铜线绕制而成的集中绕组，与铁心绝缘，各主磁极上的线圈一般都是串联起来的。主磁极总是成对的，并按N极和S极交替排列。2．换向磁极换向磁极的作用是产生附加磁场，用以改善电机的换向性能。通常铁心由整块钢做成，换向磁极的绕组应与电枢绕组串联。换向磁极装在两个主磁极之间，如图1-7所示。其极性在作为发电机运行时，应与电枢导体将要进入的主磁极极性相同；在作为电动机运

6、行时，则应与电枢导体刚离开的主磁极极性相同。图1-6直流电机的主磁极图1-7换向磁极的位置3．机座机座一方面用来固定主磁极、换向磁极和端盖等，另一方面作为电机磁路的一部分称为磁轭。机座一般用铸钢或钢板焊接制成。4．电刷装置在直流电机中，为了使电枢绕组和外电路连接起来，必须装设固定的电刷装置，它是由电刷、刷握和刷杆座组成的，如图1-8所示。电刷是用石墨等做成的导电块，放在刷握内，用弹簧压指将它压触在换向器上。刷握用螺钉夹紧在刷杆上，用铜绞线将电刷和刷杆连接，刷杆装在刷座上，彼此绝缘，刷杆座装在端盖上。图1-8电刷与刷握图1-9电枢铁心5．电枢铁心电枢铁心的作用是通过磁通和安

7、放电枢绕组。当电枢在磁场中旋转时，铁心将产生涡流和磁滞损耗。为了减少损耗，提高效率，电枢铁心一般用硅钢片冲叠而成。电枢铁心具有轴向冷却通风孔，如图1-9所示。铁心外圆周上均匀分布着槽，用以嵌放电枢绕组。6．电枢绕组电枢绕组的作用是产生感应电动势和通过电流产生电磁转矩，实现机电能量转换。绕组通常用漆包线绕制而成，嵌入电枢铁心槽内，并按一定的规则连接起来。为了防止电枢旋转时产生的离心力使绕组飞出，绕组嵌入槽内后，用槽楔压紧；线圈伸出槽外的端接部分用无纬玻璃丝带扎紧。7．换向器换向器的结构如图1-10所示。它由许多带有鸽尾形的换向片