直流电机1课件.ppt

直流电机换向器 换向器构造图 返回 电刷装置 刷杆座 弹簧压板 刷杆 电刷 刷握 刷握 电刷 刷瓣 压指 弹簧 返回 主磁极与换向极 返回 风扇 铁心 绑带 换向器 轴 转子 冲片 梨形槽 矩形槽 直流电机转子 返回 集中绕组 分布绕组 分布绕组和集中绕组 返回 环形绕组和鼓形绕组 虚槽的概念：每个线圈（绕组元件）Nc匝，每一层有C个圈边并列，若 实际槽数为Z，则虚槽数为 Ze=CZ ,每一个换向片接连个圈边，每一虚槽中有两个圈边，所以换向片数等于虚槽数。总导体为N=2NcZe 返回 环形绕组过渡到鼓形绕组 返回 * 第一篇?? 直流电机 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。 一. 直流电机的用途 作电源: 直流发电机将机械能转化为直流电能。一般小于10万kW即100MW的单机同步发电机要用直流发电机作为其励磁机 作动力用:直流电动机将直流电能转化为机械能； 信号传递-直流伺服电动机将控制电信号转换为机械信号。 信号传递:直流测速发电机将机械信号转换为电信号 二. 直流电机的优缺点 直流发电机的电势波形较好，受电磁干扰的影响小。 直流电动机的调速范围宽广，调速特性平滑。 直流电动机过载能力较强，起动和制动转矩较大。 由于存在换向器，其制造复杂，价格较高。 第 1 章? 直流电机的工作原理和结构 1-1?? 直流电机工作原理 一、原理图(物理模型图) ??? 磁极对N、S 不动 线圈（绕组）abdc 旋转 换向片1、2 旋转 电刷A、B及出线不动 二、直流发电机原理（机械能------直流电能） 定子（不动部件）上的励磁绕组通过直流电流 (称为励磁电流 If ) 时产生恒定磁场（励磁磁场，主磁场）； 原动机带动电枢线圈旋转，切割主磁场 B ,??? 转速n(r/min)； 电枢线圈的导体中将产生感应电势? e = B l v ； 通过换向器与电刷的作用，可以引出直流的端电势EAB，以便输出直流电能。 问题1-1：直流电机电枢单个导体中感应电势的性质？ 问题1-2：直流电机通过电刷引出的感应电势的性质？ 气隙磁场分布波形 线圈导体电势波形 电刷引出电势波形 直流电机展开图 及气隙磁场分布 问题1-3：直流发电机如何得到幅值较为恒定的直流电势？ 为了得到稳定的直流电势，直流电机的电枢圆周上一般有多个线圈分布在不同的位置，并通过多个换向片联接成电枢绕组。以前曾使用环形绕组 。 原始的环形绕组 电刷直接与导体接触 电刷通过换向器与导体接触 问题1-4：环形绕组的缺点是什么？ 问题1-5：讨论电刷的位置。 析：环形绕组最大的缺点就是线圈在环内的部分不切割磁力线，即不参与机电能量转换，铜材利用率太低。 析：几何中性线以上的导体处于N极下，电流方向如图所示；几何中性线以下的导体处于S极下， 电流方向与N极下导体电流方向相反。通过电刷的连线将所有导体分为两部分，每一部分内的导体串联成一个支路，两条支路有电刷并联。只有当电刷与处在几何中性线上的导体相接触时，每个支路的总电势即电刷引出分电势才会最大。如果电刷偏离，则各个支路内部分导体电势相互抵消，导致机电能量转换效率降低。所以电刷的正常位置应该与连接处于几何中性线上导体的换向片相接触。 三、直流电动机的原理? 将直流电源通过电刷和换向器接入电枢绕组，使电枢导体有电流ia 通过。 电机内部有磁场存在。 载流的转子（即电枢）导体将受到电磁力 f 的作用 f = B l ia （左手定则） 所有导体产生的电磁力作用于转子产生电磁转矩，以便拖动机械负载以n(r/min)旋转 直流电机结构简图 电刷 电枢绕组 主磁极 换向器 1-2?? 直流电机的结构 旋转电机都是由定子和转子两大部分组成 定子? 转子 主磁极（励磁绕组 主极铁心）? 电枢绕组 换向极（绕组和铁心）? 电枢铁心 机座 换向器 端盖 转轴、风扇 电刷装置 主磁极 的作用是建立主磁场。绝大多数直流电机的主磁极不是用永久磁铁而是由励磁绕组通以直流电流来建立磁场。主磁极由主磁极铁心和套装在铁心上的励磁绕组构成。主磁极铁心靠近转子一端的扩大的部分称为极靴，它的作用是使气隙磁阻减小，改善主磁极磁场分布，并使励磁绕组容易固定。为了减少转子转动时由于齿槽移动引起的铁耗，主磁极铁心采用1～1.5mm的钢片冲压一定形状叠装固定而成。主磁极上装有励磁绕组，整个主磁极用螺杆固定在机座上。主磁极的个数一定是偶数，励磁绕组的连接必须使得相邻主磁极的极性按 N，S 极交替出现。 机座 磁轭连同底座总成为机座, 有两个作用，