第03章-直流电机原理幻灯片.pptVIP

式中，P2 —— 电动机的输出功率，并有P2=PL； Δpadd —— 电动机的附加损耗，是未被包括在铜耗、铁耗 和机械损耗之内的其他损耗； ΣΔp —— 电动机的总损耗，并有 第三章 直流电机原理 由此，电动机的效率为 （3-20） （3-21） 第三章 直流电机原理 如果忽略电枢反应， 当Ia 增加时，转速n下降，形成转速降 ?n，如图3-17中曲线1 所示。 若考虑电枢反应的去磁效应，磁通下降可能引起转速的上升，与Ia 增大引起的转速降相抵消，使电动机的转速变化很小。实际运行中为保证电动机稳定运行，一般使电动机的转速随电流Ia 的增加而下降。转速降一般为额定转速的3~8%，呈基本恒速状态。 4. 工作特性 (1) 转速特性 是指当Ua=UN ，If =IfN 时，n = f（I a）的关系曲线。由感应电动势公式和电压方程可得 （3-22） 第三章 直流电机原理 (2) 转矩特性 是指当Ua=UN ，I f=I fN时，Te = f（I a）的关系曲线。由转矩特性公式Te = CT? Ia 可知，在磁通为额定值时，电磁转矩与电枢电流成正比。若考虑电枢反应的去磁效应，转矩随电枢电流的增加而略微下垂，如图3-17中曲线2所示。 (3) 效率特性 是指Ua =UN ，I f =I fN 时，? = f（I a）的关系曲线。由式（3-20）可见，电动机的损耗中仅电枢回路的铜耗与电流Ia成平方正比关系，其他部分与电枢电流无关。电动机的效率随Ia 增大而上升，当Ia 大到一定值后，效率又逐渐下降，如图3-17中曲线3所示。一般直流电动机的效率在0.75~0.94之间。 第三章 直流电机原理 第三章 直流电机原理 电机与拖动基础 第一节 直流电机的基本原理和结构 第二节 直流电机的电枢绕组和磁场 第三节 电枢绕组感应电动势和电磁转矩 第四节 直流电机的基本方程和工作特性 引 言 直流电机是利用电磁感应原理实现直流电能和机械能相互转换的电磁装置，将直流电能转换成机械能的电机称为直流电动机，反之则称为直流发电机。直流电动机具有调速范围广且平滑， 起、 制动转矩大，过载能力强，易于控制的优点，常用于对调速要求较高的场合。本章主要介绍直流电机的基本结构和工作原理、电枢绕组的基本结构和磁场，以及直流电动机的基本方程和工作特性。 第三章 直流电机原理 第三章 直流电机原理 第一节 直流电机的基本原理和结构 一、直流电机的基本原理 根据第一章的原型电机模型，可以画出两极直流电机的简化模型，如图3-1所示。 1. 直流电动机的工作原理 励磁线圈通入直流电流，产生直轴（d轴）方向的主极磁通?，称为主磁场。交轴（q轴）方向上的一对电刷将电枢线圈分为上下两部分，电枢线圈按照一定的联接方式组成电枢绕组。当直流电源通过电刷向电枢绕组供电时，电枢表面的左半部分导体（即N极下）可以流过相同方向的电流，根据左手定则导体将受到逆时针方法的力矩作用；电枢表面的右半部分导体（即S极下）也流过相同方向的电流，同样根据左手定则导体也将受到逆时针方法的力矩作用。这样，整个电枢绕组即转子将按逆时针旋转，输入的直流电能就转换成转子轴上输出的机械能。 第三章 直流电机原理 第三章 直流电机原理 2. 直流发电机的工作原理 根据电机的可逆原理，在图3-1所示的直流电机模型中，励磁线圈仍通入直流电流，产生主极磁通?。 电枢上不外加直流电压，而用原动机拖动电枢恒速旋转， 使电枢线圈切割磁力线而产生感应电动势，电动势的方向由右手定则确定。 由于电枢连续的旋转，电枢绕组的每个线圈边交替地切割N极和S极下的磁力线，产生交变得感应电动势。 再通过换向器的作用，使得在上下两个电刷端输出的电动势为为一个方向相同的脉动电动势， 比如， 从电刷A总是输出切割N极磁力线的线圈边所产生的正向电动势，从电刷B总是输出切割S极磁力线的线圈边所产生的负向电动势， 这样，电刷A始终为正极性，而电刷B始终为负极性。因此，虽然线圈切割不同极性磁极所产生的感应电动势是交变的， 但通过换向 器的作用，在电刷两端却输出直流电压。 二、直流电机的基本结构 直流电动机和直流发电机在主要结构上基本相同，常用的中小型直流电动机结构如图3-2所示。直流电动机主要由定子、转子，电刷装置、端盖、轴承、通风冷却系统等部件组成。 第三章 直流电机原理