第3章-直流电机的工作原理及特性.ppt

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1、3.1直流电机的基本结构和工作原理3.2直流发电机3.3直流电动机的机械特性3.4直流他励电动机的启动特性3.5直流他励电动机的调速特性3.6直流他励电动机的制动特性第3章直流电机的工作原理及特性电动机的分类电动机直流电动机交流电动机良好的启动性能和调速性能结构简单、制造容易、维护方便、运行可靠第3章直流电机的工作原理及特性NSNS电流方向右手螺旋法则第3章直流电机的工作原理及特性3.1直流电机的基本结构和工作原理凡导体中有电流流过时，就会产生与该载流导体相交链的磁通右手定则：导体切割磁力线将产生感应

2、电动势第3章直流电机的工作原理及特性3.1直流电机的基本结构和工作原理B——磁感应强度v——速度e——感应电势I——电流f——电磁力B——磁感应强度v——速度e——感应电势I——电流f——电磁力第3章直流电机的工作原理及特性3.1直流电机的基本结构和工作原理左手定则：载流导体在磁场中将受到力的作用轴承轴承轴定子转子第3章直流电机的工作原理及特性3.1直流电机的基本结构和工作原理3.1.1直流电机的基本结构换向器(电机剖面图)磁极数－主磁极的个数磁极对数=磁极数/2第3章直流电机的工作原理及特性3.1直

3、流电机的基本结构和工作原理用来产生主磁场和在机械上支撑电机3.1.1直流电机的基本结构主磁极（产生主磁场）包括铁芯和励磁绕组，扩大部分叫极掌（或极面），极掌使通过空气隙中的磁通分布最为合适，并使励磁绕组能牢固地固定在铁心上。换向极（改善电枢电流换向性能）又叫附加极，装在两相邻主磁极之间的几何中心线上，铁芯一般用整块钢制成，当换向要求高时用钢片叠压而成。问题：由于电感L的存在，电流换向时会产生电抗电压，致使电流不能迅速换向，这样电流会在换向片和电刷间产生火花引起换向器的损坏。第3章直流电机的工作原理及特

4、性3.1直流电机的基本结构和工作原理3.1.1直流电机的基本结构换向解决方案1）将电刷位置前置，因为有（旋转）感应电势与电抗电势反向，电流换向受较小阻碍，但在实际中不可行。2）加换向极，增强感应电动势抵消电抗电势使合成电动势为0，从而消除电磁火花。注：①换向极应装在几何中性面。②产生的电势与电抗电势相反：电动机状态时，与逆转向看的相邻主磁极同极性；发电机状态时，与顺转向看的相邻主磁极同极性。第3章直流电机的工作原理及特性3.1直流电机的基本结构和工作原理3.1.1直流电机的基本结构(转子结构图）电枢绕

5、组第3章直流电机的工作原理及特性3.1直流电机的基本结构和工作原理电枢铁心产生感应电势或者产生机械转矩3.1.1直流电机的基本结构(换向器图）电刷换向片第3章直流电机的工作原理及特性3.1直流电机的基本结构和工作原理保持电枢绕组电流方向不变3.1.1直流电机的基本结构换向器由许多彼此绝缘的换向片组成，两相邻换向片中间是绝缘片，换向片与电枢绕组相连。电刷固定在定子上，将电枢绕组与外电路接通，与换向器保持滑动接触，起到整流或逆变器的作用。第3章直流电机的工作原理及特性3.1直流电机的基本结构和工作原理3.

6、1.1直流电机的基本结构3.1.2直流电机的基本工作原理第3章直流电机的工作原理及特性3.1直流电机的基本结构和工作原理为了讨论直流电机的工作原理，可把复杂的直流电机结构简化为：电机只有一对主磁极(3)电枢绕组(4)只是一个线圈线圈两端分别联在两个换向片(1)上换向片上压着电刷(2)A和B第3章直流电机的工作原理及特性3.1直流电机的基本结构和工作原理1－换向器、2－电刷：电刷固定不动，换向片与电枢绕组一起旋转，主要作用：发电机：是将电枢绕组内感应的交流电势转换成电刷间的直流电势。电动机：是将外加的直

7、流电流转换为电枢绕组的交流电流，并保证每一磁极下，电枢导体的电流的方向不变，以产生恒定的电磁转矩。3.1.2直流电机的基本工作原理第3章直流电机的工作原理及特性3.1直流电机的基本结构和工作原理3－主磁极：励磁绕组上加上直流电压，就有励磁电流通过，使定子铁心产生固定磁场，即定子的主要作用是产生主磁场。4－电枢绕组：在固定的磁场中旋转，主要作用是产生感应电动势或产生机械转矩，实现能量的转换。3.1.2直流电机的基本工作原理第3章直流电机的工作原理及特性3.1直流电机的基本结构和工作原理发电机原理前提：1

8、.转子（电枢线圈）由原动机拖动以恒定的转速n转动。2.励磁绕组通电产生一磁场。3.A点总与N极侧的一边相连；B点总与S极侧的一边相连。3.1.2直流电机的基本工作原理第3章直流电机的工作原理及特性3.1直流电机的基本结构和工作原理发电机原理结果（根据右手定则）：1.N边切割磁力线产生电势指向外；S边切割磁力线产生电势指向内。2.A、B两点产生电源电势E=KeΦn。3.当有负载电阻时，就产生电流Ia，而载流导体在磁场中将受到力的作用，形成阻转矩T=KtΦI