第3章 直流电机原理幻灯片.pptVIP

第3章 直流电机原理 直流电机基本结构 直流电机基本原理 直流电机主要工作特性 3.1 直流电机概述 直流电机是电机的主要类型之一。一台直流电机即可作为发电机使用，也可作为电动机使用。 用作发电机可以获得直流电源，用作电动机，由于其具有良好的调速性能，在许多调速性能要求较高的场合，得到广泛使用。 直流电机的优缺点 本章分析直流电机的工作原理、结构及换向等问题，为电力拖动自动控制系统提供元件的基本知识。 3.2 基本工作原理 3.2.1 交流发电机基本工作原理 3.2.2 直流发电机基本工作原理 定子 3.2.2 直流发电机基本工作原理 3.2.3 直流电动机基本工作原理 直流电机的可逆性： 3.3 直流电机的主要结构：P29 直流电机由静止的部分定子和旋转的部分转子两大部分构成： 1、定子：机座、主磁极、换向极和电刷装置等。 1）主磁极：在大多数直流电机中，主磁极是电磁铁，为了尽可能的减小涡流和磁滞损耗，主磁极铁心用1～1.2mm厚的低碳钢板叠压而成。整个磁极用螺钉固定在机座上。 2）换向极：换向极又称附加极或间极,其作用是用以改善换向。换向极装在相邻两主极之间，它也是由铁心和绕组构成。 3）机座：一是作为电机磁路系统中的一部分，二是用来固定主磁极、换向极及端盖等，起机械支承的作用。因此要求机座有好的导磁性能及足够的机械强度与刚度。机座通常用铸钢或厚钢板焊成。 2、转子：包括电枢铁心、电枢绕组、换向器、风扇、轴和轴承等。 1）电枢铁心：电机主磁路的一部分，用来嵌放电枢绕组的，为了减少电枢旋转时电枢铁心中因磁通变化而引起的磁滞及涡流损耗，电枢铁心通常用0.5mm厚的两面涂有绝缘漆的硅钢片叠压而成。 3.4 直流电机的铭牌数据(额定值) 为了使电机安全可靠地工作，且保持优良的运行性能，电机厂家根据国家标准及电机的设计数据，对每台电机在运行中的电压、电流、功率、转速等规定了保证值，这些保证值称为电机的额定值。 额定功率：额定输出功率。对直流发电机来说，是指输出的电功率，对直流电动机来说，是指轴上输出的机械功率。 直流发电机的额定功率为： 3.5 直流电机的电枢绕组 电枢绕组是直流电机的核心部分，在电机的机电能量转换过程中起着重要的作用。 因此，电枢绕组须满足以下要求： 在能通过规定的电流和产生足够的电动势前提下，尽可能节省有色金属和绝缘材料； 并且要结构简单、运行可靠等。 　　 极轴线：磁极的中心线；几何中性线：磁极之间的平分线；P ：极对数； 单叠绕组展开图 P39～40 元件依次相连，元件的出线端接到相邻的换向片上，第一个元件的下层边连接着第二个元件的上层边，它放在第一元件上层边相邻的第二个槽内。 2．画绕组展开图 P40 单叠绕组并联支路图: 单叠绕组的特点 元件的两个出线端联接于相邻两个换向片 上； 并联支路数等于磁极数，2a=2p ； 每条支路由不相同的电刷引出，所以电刷不能少，电刷数等于磁极数； 正负电刷之间引出的电动势即为每一支路的电动势，电枢电压等于支路电压； 由正负电刷引出的电枢电流 Ia 为各支路电流之 和，即 Ia=2aia （式中 ia 为每一条支路的电流，即 绕组元件中流过的电流）。 从上面的分析可知，相同元件数时，单叠绕组并联支路数多，每条支路里串联元件数少，适用于较低电压、较大电流的电机。 3.6 直流电机的磁场、电枢反应 一、直流电机的磁路和励磁方式： 2.直流电机的磁势 主极磁势: Ff=IfWf 电枢磁势: Fa=IaWa 换向极磁势: FK=IKWK ( IK=Ia) 二、空载时直流电机的磁场分布 空载：发电机出线端没有电流输出，电动机轴上不带机械负 载，即电枢电流为零的状态。那么 ，这时的气隙磁 场，只由主极的励磁电流所建立，又称励磁磁场。 应用磁路欧姆定律求出 P35 三 直流电机的电枢反应 电枢反应:电枢磁场对主极磁场的影响. 电枢反应对主极磁场的影响 3.7 直流电机的电枢电动势和电磁转矩 一、电枢电动势 E ： 电枢电动势是指直流电机正负电刷之间的感应电动势，也就是电枢绕组里每条并联支路的感应电动势。所以，我们可以先求一根导体在一个极距范围内所产生的平均电动势，再求一条支路的。 二、电磁转矩 T (所有导体)： 3）电机总的电磁转矩则为： 三 几点说明 3.8 直流发电机 一 运行原理 二 基本关系 转矩平衡方程式： 直流发电机在稳态运行时，电机的转速为n，作用在电枢上的转矩共有三个：一个