第6章直流电机的用途、基本工作原理与结构.pptVIP

第六章 直流电机的用途、基本工作原理与结构 6-1 直流电机及其用途 6-2 直流电机的基本工作原理 6-3 直流电机的主要结构 第六章 直流电机的用途、基本工作原理与结构 ?基本要求： 1.掌握直流电机的基本工作原理 2.了解直流电机的基本结构 3.掌握直流电机的额定值 6-1 直流电机及其用途 1.直流电机的功能 直流电动机：直流电能?机械能 直流发电机：机械能?直流电能 2.直流电机的用途 1）直流电动机 3.直流电机的缺点 6-2 直流电机的基本工作原理 1.直流电动势的产生（直流发电机） 电枢转过180o后： ?电动势波形 直流发电机电枢绕组感应的电动势是极性交替变化的交流电动势，只是由于换向器和电刷的配合作用，在电刷两端输出的电动势是极性恒定的直流电动势。 2.平均电磁转矩的产生（直流电动机） 图示瞬间： 电枢转过180o后： 3.直流电机的可逆原理 同一台直流电机在不同的外界条件下，既可以作为发电机运行，也可以作为电动机运行，这称为直流电机的可逆原理。 6-3 直流电机的主要结构 6-3 直流电机的主要结构 1.定子部分 直流电机的定子由机座、主磁极、换向极、端盖和电刷装置等组成。 2）主磁极 4）端盖 端盖装在机座两端并通过端盖中的轴承支撑转子，将定、转子连为一体。同时还对电机内部起防护作用。 5）电刷装置 2.转子部分 1）电枢铁心 ?作用：?电机主磁路的一部分； ?嵌放电枢绕组。 ?构成：一般用0.5mm厚的硅钢片叠装而成。 2）电枢绕组 3）换向器 3.直流电机的额定值 1）额定功率PN(kW) 额定运行状态下电机的输出功率。 直流电动机：轴上输出的机械功率。 直流发电机：电刷间输出的电功率。 2）额定电压 UN(V) 额定运行状态下电枢出线端的平均电压。 3）额定电流 IN(A) 额定运行状态下电枢出线端的电流。 4）额定转速 nN( r/min) 额定运行状态下时转子的转速。 5）额定励磁电流 IfN (A) 额定运行状态时电机的励磁电流值。 * * 直流电动机具有良好的起动性能和调速性能。主要应用于对起动和调速性能要求较高的生产机械中。 Z4系列直流电动机 应用受到限制 2）直流发电机 直流发电机的电动势波形较好，受电磁干扰影响小，用作直流电源。 结构较复杂 价格较高 可靠性较差 N S a b c d 负载 A B 1 2 n 导体cd 线圈abcd 导体ab 负载电流 电刷B 电刷A 电流i 电势e 图示瞬间： b?a d?c d?a b?a d?c d?a + ? A ? B e e + – 导体cd 线圈abcd 导体ab 负载电流 电刷B 电刷A 电流i 电势e a?b c?d a?d + ? A ? B a?b c?d a?d e e + – N S d c b a 负载 A B 2 1 n 线圈电动势的波形 电刷间电动势的波形 + – N S 负载 A B n 直流发电机的基本工作原理 有4个串联线圈时电刷间 电动势的波形 ?电动势脉动的减小 为了减小电枢感应电动势的脉动，直流电机的电枢绕组是由多个线圈串联而成的。 导体cd 线圈abcd 导体ab 电磁转矩T 电磁力f 电流i a?b c?d a?d ? ? i i T N S a b c d A B 1 2 ＋－ + – N S d c b a A B 2 1 ＋－ + – 导体cd 线圈abcd 导体ab 电磁转矩T 电磁力f 电流i b?a d? c d?a ? ? i i T 永磁直流电动机 直流励磁机 加于直流电动机的直流电压，借助于换向器和电刷的配合作用，将外电路的直流电流变为线圈内的交变电流，这样每极下导体中所流过的电流方向是不变的，从而使电磁转矩的方向始终保持不变，电机能够沿确定的方向连续地旋转。 主磁极 机座 电刷装置 换向极 端盖 转轴 换向器 电枢绕组 电枢铁心 磁极铁心 励磁绕组 直流电机 （建立主磁场和进行机械固定） （产生电动势，流过电流，产生电磁转矩） 定子 转子 气隙 小型直流电机的剖面图 机座 主磁极 换向极 1）机座 ?作用：?作为磁路的一部分； ?固定主极、换向极和端盖。 ?构成：—般用低碳钢铸成或用厚钢 板焊接而成。 ?作用：建立主磁场。 ?构成：主极铁心和套装在铁心上的励磁绕组。 3）换向极 ?作用：改善换向。 ?构成：换向极铁心和套装在铁心上的换向极绕组。 换向极绕组与电枢绕组串联。 ?作用：电枢电路的引出（或引入）装置。 ?构成：电刷、刷握、刷架、汇流条、座圈等。 刷辫 电刷 刷握 汇流条 电刷 刷握 座圈 刷架 转子主要由电枢铁心和电枢绕组