单相交流电机,步进电机及电机

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1、www.plcworld.cn第七章直流电动机单相异步电动机步进电机清华大学电机系电工学教研室唐庆玉编海南风光www.plcworld.cnwww.plcworld.cn第七章电动机§7.2直流电动机7.2.1概述7.2.2工作原理7.2.3电枢电动势及电压平衡关系7.2.4电磁转矩7.2.5机械特性7.2.6直流电动机的调速7.2.7直流电动机的使用和额定值§7.3单相异步电动机§7.4步进电机www.plcworld.cnwww.plcworld.cn10本课作业7-137-147-18www.plcworld.cnwww.plcworld.cn7.2.1概述与异步电动机相比，直流电动机

2、的结构复杂，使用和维护不如异步机方便，而且要使用直流电源。直流电机的优点：（1）调速性能好:调速范围广，易于平滑调节。（2）起动、制动转矩大，易于快速起动、停车。（3）易于控制。应用：（1）轧钢机、电气机车、无轨电车、中大型龙门刨床等调速范围大的大型设备。（2）用蓄电池做电源的地方，如汽车、拖拉机等。（3）家庭：电动缝纫机、电动自行车、电动玩具www.plcworld.cnwww.plcworld.cn7.2.2工作原理一、工作原理电刷N+IUI–S换向片直流电源电刷换向器线圈www.plcworld.cnwww.plcworld.cn电刷FN+IUFI–S换向片注意：换向片和电源固定联接，

3、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。由左手定则，通电线圈在磁场的作用下，使线圈逆时针旋转。www.plcworld.cnwww.plcworld.cn电刷FEN+IEUFI–S换向片由右手定则，线圈在磁场中旋转，将在线圈中产生感应电动势，感应电动势的方向与电流的方向相反。www.plcworld.cnwww.plcworld.cn用右手定则判直流发电机感应电动势Ea的方向EIN+aE电枢绕组U电阻Ra–S感应电动势输出电压EKnUEIREaawww.plcworld.cnwww.plcworld.cn二、直流电机的构成直流电机由定子、转子和机座

4、等部分构成。机座磁极转子励磁绕组励磁式直流电动机结构www.plcworld.cnwww.plcworld.cn1.转子（又称电枢）由铁芯、绕组（线圈）、换向器组成。2.定子定子的分类：永磁式：由永久磁铁做成。励磁式：磁极上绕线圈，然后在线圈中通过直流电，形成电磁铁。励磁的定义：磁极上的线圈通以直流电产生磁通，称为励磁。www.plcworld.cnwww.plcworld.cn根据励磁线圈和转子绕组的联接关系，励磁式的直流电机又可细分为：他励电动机：励磁线圈与转子电枢的电源分开。并励电动机：励磁线圈与转子电枢并联到同一电源上。串励电动机：励磁线圈与转子电枢串联接到同一电源上。复励电动机：励

5、磁线圈与转子电枢的联接有串有并，接在同一电源上。IfIaIfUMUUMUMUMf他励并励串励复励www.plcworld.cnwww.plcworld.cn7.2.3电枢电动势及电压平衡关系一、电枢中的感应电动势电枢通入电流后，产生电磁转矩，使电机在磁场中转动起来。通电线圈在磁场中转动，又会在线圈中产生感应电动势（用E表示）。电刷FEN+IEUFI–S换向片www.plcworld.cnwww.plcworld.cn电刷FEN+IEUFI–S换向片根据右手定则知，E和原通入的电流方向相反，其大小为：K：与电机结构有关的常数EEKEn：磁通n：电动机转速单位：（韦伯），n（转/每分），

6、E（伏）www.plcworld.cnwww.plcworld.cn二、电枢绕组中电压的平衡关系因为E与通入的电流方向相反，所以叫反电势。RaUEIR++aaIaUMEU：外加电压Ra:绕组电阻––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。EKnE(2)若忽略绕组中的电阻Ra，则UEKEΦn，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。www.plcworld.cnwww.plcworld.cn7.2.4电磁转矩一、电磁转矩TKTΦIaK：与线圈的结构有关的常数T（与线圈大小，磁极的对数等有关）：线圈所处

7、位置的磁通I：电枢绕组中的电流a单位：（韦伯），I（安培），T（牛顿a米）由转矩公式可知：(1)产生转矩的条件：必须有励磁磁通和电枢电流。(2)改变电机旋转的方向：改变电枢电流的方向或者改变磁通的方向。www.plcworld.cnwww.plcworld.cn二、转矩平衡关系电磁转矩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T：负载转矩TTTLL0T：空载转矩0转矩平衡过