第八章：直流电动机.ppt

第8章 直流电动机 8.1 直流电机的构造 8.2 直流电机的基本工作原理 2. 幷励电动机的机械特性 8.4 并励电动机的起动与反转 1. 起动 (2) 起动方法 (3) 注意事项 2. 反转 8.5 并励(他励)电动机的调速 8.5.2 改变电压调速 返回 退出 上一页 下一页 章目录 */30 8.1 直流电机的构造 8.2 直流电机的基本工作原理 8.4 并励电动机的起动与反转 8.3 直流电动机的机械特性 8.5 并励(他励)电动机的调速 直流电动机虽然比三相交流异步电动机结构复杂,维修也不便，但由于它的调速性能较好和起动转矩较大，因此，对调速要求较高的生产机械或者需要较大起动转矩的生产机械往往采用直流电动机驱动。 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。 直流电机是机械能和直流电能相互转换的旋转机械装置。直流电机用作发电机时，它将机械能转换为电能；用作电动机时，将电能转换为机械能。 直流电动机的结构 直流电机主要由磁极、电枢和换向器三部分构成。 8.1 直流电机的构造 1. 磁极 永磁式: 由永久磁铁做成。 励磁式: 磁极上绕线圈，线圈中通过直流电，形成 电磁铁。 励磁: 磁极上的线圈通以直流电产生磁通, 称为励磁。 用来在电机中产生磁场。分为极心和极掌两部分。 直流电机的磁极及磁路 2. 电枢 电枢铁心：由硅钢片叠装而成。 电枢绕组：由单个绕组元件组成。 电枢 直流电动机的电枢和电枢铁心片 换向器又称整流子，是直流电机中的一种特殊装置。 换向器作用：将外部直流电转换成内部的交流电，以保持转矩方向不变。 换向器 外形 剖面图 3. 换向器 I U – + 直流电从两电刷之间通入电枢绕组，电枢电流方向如图所示。由于换向片和电源固定连接，无论线圈怎样转动，总是S极有效边的电流方向向里, N极有效边的电流方向向外。电机电枢绕组通电后受力(左手定则)，按顺时针方向旋转。 U – + U – + 电刷 换向片 U – + I F F T n 换向器作用： 将外部直流电 转换成内部的 交流电，以保 持转矩方向不 变。 U – + E E 线圈在磁场中旋转, 将在线圈中产生感应电动势。由右手定则，感应电动势的方向与电流的方向相反。 1. 电枢感应电动势 KE: 与电机结构有关的常数 n: 电枢转速 ? ：一个磁极的磁通 E = KE? n 由图可知，电枢感应电动势E与电枢电流或外加电压方向总是相反，所以称反电动势。 式中：U — 外加电压 Ra — 绕组电阻 2. 电枢回路电压平衡式 U – + 3. 电磁转矩 直流电机电枢绕组中的电流(电枢电流Ia)与磁通? 相互作用，产生电磁力和电磁转矩, 直流电机的电磁转矩公式为 KT : 与电动机结构有关的常数 ? : 一个磁极的磁通 Ia：电枢绕组中的电流 单位: ? (Wb)，Ia (A) ，T (N?M) 4. 转矩平衡关系 电机的电磁转矩T为驱动转矩, 它使电枢转动。 在电机运行时，电磁转矩必须和机械负载转矩及空 载损耗转矩相平衡，即 T = KT ? Ia 当电机轴上的机械负载发生变化时，通过电机转速、电动势、电枢电流的变化, 电磁转矩将自动调整,以适应负载的变化，保持新的平衡。 转矩平衡过程 T2: 机械负载转矩 T0: 空载损耗转矩 例： 设外加电枢电压 U 一定，T=T2 (平衡)，此时， 若T2突然增加，则调整过程为 达到新的平衡点(Ia ?、 P入?) 。 (1) 他励电动机 励磁绕组和电枢绕组分别由两个直流电源供电。 1. 直流电动机的分类 按照励磁方式分为他励、并励、串励和复励四种。 (2) 并励电动机 励磁绕组和电枢绕组并联，由一个直流电源供电。 并励 8.3 直流电机的机械特性 (4)复励电动机 励磁线圈与转子电枢的联接有串有并，接在同一电源上。 (3) 串励电动机 励磁线圈与转子电枢串联接到同一电源上。 串励 复励 由图可求得 由以上分析可知： 当电源电压U和励磁回路的电阻 Rf 一定时, 励磁电流 If 和它产生的磁