第3讲-第3章-直流电机原理-1.ppt

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1、本章主要内容1、直流电机的工作原理和基本结构2、说明电机的磁动势和磁场4、分析直流电动机的稳态运行性能3、导出电机的电动势和电磁转矩公式第3章直流电机原理电机及拖动基础第3章直流电机原理电机及拖动基础3.1直流电机的用途及基本工作原理3.2直流电机的主要结构与型号教学目的了解直流电机的用途掌握直流电动机与发电机的工作原理了解直流电机的主要结构教学难点:电刷与换向器配合实现机械整流和逆变直流电机是电机的主要类型之一。直流电机自身有着显著的优点，但与交流电机相比自身又有着缺点。近年来，与电力电子装置结合而具有直流电机性能的电机不断涌现，使直流电机有被取代

2、的趋势。尽管如此，直流电机仍有一定的理论意义和实用价值!3.1直流电机的用途及基本工作原理第3章直流电机原理第3章直流电机原理直流电机是电能和机械能相互转换的旋转电机之一。直流发电机：机械能——直流电能直流电动机：直流电能——机械能3.1直流电机的用途及基本工作原理3.1.1直流电机的用途主要应用于启动和调速要求较高的生产机械中，如金属切削机床、轧钢机、电力机车、起重机、造纸及纺织行业等机械中。3.1.1直流电机的用途电源励磁机测速伺服第3章直流电机原理直流电机基本工作原理第3章直流电机原理1、直流发电机的基本工作原理产生磁场：（N、S极）运动导线a

3、b、cd切割磁场线圈感应电动势——交变换向整流——电刷间输出直流电动势第3章直流电机原理3.1.2基本工作原理通过换向片，电刷A总与位于N极下的导体相连，极性为正电刷B与位于S极下的导体相连，极性为负发电机特点：（1）发电机感应电动势方向与电流方向相同（2）发电机产生的电磁转矩与转子转动方向相反,是制动性质的转矩在直流发电机中，换向器和电刷的共同作用：①将线圈中的交流电动势整流成刷间的直流电动势；②把转动的电路与外面不转的电路联接。例3-1如果图中的直流发电机顺时针旋转，电刷两端的电动势极性有何变化？还有什么因素会引起同样的变化？解：+-NS注意：电

4、枢转向和磁场极性只能改变其一。第3章直流电机原理电枢转向磁场极性顺时针旋转感应电动势方向为a-b-c-d电刷B为正，A为负右手定则2、直流电动机的基本工作原理载流导体ab、cd在磁场中产生电磁力f形成电磁转矩带动转子旋转换向器作用：在发电机中起整流作用，使线圈中的交变电动势电刷间的直流电协势。在电动机中起逆变作用，使电刷间的直流电线圈内的交变电，保证电动机的转向恒定。直流电动机工作原理模型第3章直流电机原理电动机特点：（1）电动机感应电动势方向与电流方向相反,叫反电势（2）电动机产生的电磁转矩与转子转动方向相同,是拖动性质的转矩在直流电动机中，换向器

5、和电刷的共同作用：①将刷间的直流电逆变成线圈中的交流电；②把外面不转的电路与转动的电路联接。例3-2电动机拖动的生产设备常需要作正转或反转运动，如电力机车的前行和倒退，就要求牵引电动机能正、反转。分析图中的直流电动机如何能反转(顺时针旋转)?解：图中的电动机模型要顺时针旋转需获得一个顺时针方向的电磁转矩。注意：两者只能改变其一，否则，直流电动机的转向不变。-+ffn改变电源极性（导体电流方向）而反转示意图第3章直流电机原理磁场极性导体中电流的方向3、电机的可逆原理任何一台电机既可作发电机运行，也可作电动机运行，这一性质称为电机的可逆原理。电机转子电枢

6、绕组电机的实际运行方式由外施条件决定：第3章直流电机原理如果电机转子输入机械能，而电枢绕组输出电能，则电机作为发电机运行；如果电枢绕组输入电能，电机转子输出机械能，则电机作为电动机运行。4、电机的惯例电流自端口正极流出电流自端口正极流入发电机电动机第3章直流电机原理结构较复杂直流电机成本较高使它的应用受到限制运行维护较困难第3章直流电机原理1.直流电动机以其良好的起动性能和调速性能著称。2.直流电动机过载能力强,启动转矩较大。3.直流发电机供电质量较好，常常作为励磁电源。第3章直流电机原理1-电枢铁心2-主磁极3-励磁绕组4-电枢齿5-换向极绕组6-

7、换向极铁心7-电枢槽8-底座9-电枢绕组10-极掌(极靴）11-磁轭（机座）直流电机的径向剖面示意图3.2直流电机的主要结构与型号3.2.1主要结构第3章直流电机原理旋转电机都是由定子和转子两大部分组成每一部分也都由电磁部分和机械部分组成，以便满足电磁作用的条件。换向极用来改善换向。3.2.1主要结构静止部分:定子旋转部分:转子中间有气隙电磁方面：产生磁场和构成磁路。机械方面：整个电机的支撑。作用主要部件：磁极、机座、换向极、电刷、端盖等作用感应电动势和产生电磁转矩，从而实现能量的转换主要部件：电枢铁心、电枢绕组、换向器、轴承和风扇等第3章直流电机原

8、理主磁极1、定子部分产生磁场，N、S相隔，用p表示极对数导磁和机械支撑机座第3章直流电机原理励磁绕组和串换向