第4讲-直流电机的基本工作原理及结构.ppt

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1、第3章　直流电机3.1直流电机的工作原理及结构直流电机的用途1、直流发电机：用于同步发电机励磁电源和直流电动机的直流电源；2、直流电动机：用于对调速要求较高的电力拖动系统。优点：调速范围广;调速平滑性好;机械特性硬;起制、制动性能好；缺点：由于换向的问题限制了电机容量。3.1直流电机的工作原理及结构3.1.1直流电机的工作原理及电路符号图3-1直流电机的原理示意图图3-2直流电机的电路符号电机模型及工作原理交流1.直流发电机的工作原理图3-3直流发电机的工作原理2.直流电动机的工作原理图3-4直流电

2、动机的工作原理特点：导体电势、线圈电势为交变电势电刷及换向器的作用：①把旋转电路与外电路联系起来②把电枢绕组中的交流电整流为外电路中的直流电电刷引出电势：经换向器和电刷的整流作用，电刷引出的电势为直流电势3.1.2直流电机的主要结构部件图3-5直流电机的剖面图图3-6直流电机横截面示意图主磁极换向磁极电刷装置机座端盖定子转子电枢铁心电枢绕组换向器转轴轴承电机结构定子转子（一） 定子：产生磁场，支撑电机1、主磁极包括：①主极铁心：导磁，固定绕组②励磁绕组：通直流电产生磁场图3-7主磁极2.换向极：作用

3、：改善换向，消除电刷与换向器间的火花包括：换向极铁心、换向极绕组主磁极换向极容量大于1kW的直流电机，在相邻两主磁极之间装设换向极，其作用是帮助换向。图3-8换向极3、机座（也称为定子磁轭）作用：①支撑电机②导磁4、电刷装置：把转动的电枢电路与外电路接通图3-9电刷装置直流电机的电枢绕组和电流均通过电刷装置与外电路相接。电刷本身是由石墨等做成的导电块，放在刷握内。刷握再装于刷架上，每个刷架上装有一个电刷或一组并联的电刷，同极性刷架上的电流汇集到一起后，引向接线板，再通向机外。（二）转子（也称为电枢）

4、作用：产生感应电势和电磁转矩包括：电枢铁心和电枢绕组图3-10直流电机的转子转子部分包括电枢铁芯、电枢绕组、换向器、风扇、转轴和轴承。1)电枢铁心：导磁，固定电枢绕组2)电枢绕组：作用：产生感应电势（和通过电流），实现机电能量转换用带绝缘的铜导线绕成一个个的线圈元件，嵌放在电枢铁芯的槽中，各元件按一定的规律连接到相应的换向片上，全部这些元件就组成了电枢绕组。图3-11换向器3）换向器：由许多换向片组成。与电刷配合，起整流作用实物视频：直流电机的结构额定值是制造厂对各种电气设备在指定工作条件下运行时

5、所规定的一些量值。在额定状态下运行时，可以保证各电气设备长期可靠的工作，并具有优良的性能。额定值也是制造厂和用户进行产品设计或试验的依据。3.1.3直流电机的铭牌数据：额定值额定值通常标在各电器的铭牌上，故又叫铭牌数据。其他系列的直流电机型号、技术数据可从产品目录或相关的手册中查到。（2）ZZJ系列是一种冶金起重辅助传动直流电动机适用于轧钢机、起重机、升降机、电铲等。（1）Z2系列是普通中小型直流电机。国产电机主要系列国产直流电机的系列产品代号采用大写汉语拼音字母表示，型号采用汉语拼音字母和阿拉伯数

6、字组合表示，例如：“Z4-72”表示直流电动机、第四次改进设计型，“7”表示机座号，7后面的2表示长铁心（2号表示长铁心，1号表示短铁心）。（1）额定电压UN，单位：V。　　额定电压指在额定工作情况下电机出线端的电压值。直流电机的额定电压一般不高，我国生产的中小型直流电动机的额定电压多为110V，220V，440V；发电机的额定电压为115V，230V，460V；大型直流电机的额定电压约为1000V。（2）额定电流IN，单位：A。　　额定电流是电机在额定电压下运行，输出功率为额定功率时，通过出线

7、的线路电流。（3-3）直流发电机（3-4）直流电动机额定运行时的效率（3）额定功率PN，单位：W或kW。额定功率是在铭牌规定的额定运行条件下的输出功率。对发电机，指出线端所输出的电功率；对电动机，指轴上输出的机械功率。三者关系为：（4）额定转速nN，单位：r/min。　　额定转速是在额定电压下运行，输出功率为额定功率时转子的转速。对无调速要求的电机，一般不允许电机运行时的最大转速超过1.2nN。（5）额定效率ηN。　　额定效率是电机在额定工况下，输出功率与输入功率之比的百分数。（6）额定励磁电

8、压Uf，单位：V。　　额定励磁电压是指电机在额定工况下，励磁绕组两端的电压。（7）额定励磁电流If，单位：A。　　额定励磁电流是指电机在额定工况下，励磁绕组中的电流。直流电动机轴上的额定输出转矩用T2N表示，其大小为式中：PN的单位为W；nN的单位为r/min；T2N的单位为N·m。若PN的单位为kW，则系数9.55应改为9550。长期欠载运行将造成电机浪费，而长期过载运行会缩短电机的使用寿命。电机最好运行于额定状态或额定状态附近，此时电机的运行效率、工