自动化元件_02直流电机1.ppt

电刷放在几何中性线上。 电枢磁势的轴线总是与和电刷接触的导体的连线重合（几何中心线）。 电刷位于几何中心线时电枢磁场 电枢磁场由右手螺旋法则示意。 与主极轴正交，因此称为交轴电枢磁动势。 电枢表面单位长度上的安培导体数称为电机的线负荷A , A=Nia/(πDa)。 忽略铁心磁阻，x处闭路上的总磁动势2Fax=A*2x，则每个气隙消耗的磁势为 Fax=Ax 气隙磁通密度在空间分布为：Bax=μ0Fax/δ 一个周期的磁密波形呈马鞍形。 电枢磁场磁通密度 主磁场的磁通密度 叠加气隙磁通密度 磁路不饱和，磁密与磁动势成正比。合成磁密等于主磁密和电枢磁密的直接相加。 电刷位于几何中心线时电枢反应 磁路饱和，磁阻随磁密增加而增加 叠加气隙磁通密度 （1）气隙磁场发生畸变 （2）对主磁场呈去磁作用 磁路不饱和时，主磁场被削弱的数量等于加强的数量，每极磁通量不变。磁路饱和时，磁通加强的数量小于消弱的数量，呈去磁作用。 每个磁极下，气隙磁场一半被增强，一半被削弱，气隙磁密分布畸变成尖顶波。 电刷位于几何中心线时电枢反应 （3）物理中线偏离几何中线一个角度 对电动机，逆电枢转动方向偏移 角。 电刷位于几何中心线时电枢反应 直流电机的元件经过电刷，从一条支路进入另一条支路时,元件里的电流改变方向。 换向的过程即元件被电刷短路的过程。 换向不好会使电刷产生火花，火花严重时会影响电机运行 三. 直流电机的换向 单叠绕组1号元件的换向过程，电刷宽度与换向片宽度相等，电枢以va的速度从右向左旋转。 换向元件中的电流变化 （1）自感电动势 （2）互感电动势 （3）电枢反应电动势 与 都反对换向元件电流变化，换向电流不随时间线性变化，比直线换向慢，延迟换向。 采取措施产生 ，使 为0，形成直线换向。如 作用大于 ，产生超越换向。 换向元件中的电动势 二者之和称为电抗电动势 ，反对元件的电流变化。 改善换向的方法 （1）加换向磁极 放于几何中心线处，换向绕组与电枢绕组串联，换向磁极的极性与电枢磁场极性相反。 （2）移刷改善换向 直流电动机电刷从几何中心线逆转 角，使 ， 换向元件切割主磁场产生感应电动势，抵消电枢反应电动势和电抗电动势 。 四.直流电机的电枢电动势 电枢旋转时, 电枢绕组切割气隙磁通产生的刷间电动势。等于电枢绕组里每条并联支路的感应电动势。 总导体数为N，并联支路数为2a，每根导体平均电动势为 ，则支路刷间电动势为 ： 导体平均电动势为： 其中 线速度用转速 （r/min）表示为: 则导体平均电动势为 刷间电动势为： 其中： 称为电动势常数，决定于电机结构。 五.直流电机的电磁转矩 电机运行时，电枢绕组流过电流，载流导体受力形成的总转矩。 每根导体平均电电磁力为 ： 导体平均受转矩为： 则电机总电磁转矩为： 考虑 ， 及 则总电磁转矩为： 其中： 称为转矩常数，决定于电机结构，单位为 。 电动势常数与转矩常数的关系： * * 自动化元件 第二章 直流电机 工作原理和结构 基本理论 运行特性 起动、调速和制动 第一节 工作原理和结构 一. 直流电机概述 电机的主要类型之一。发电机：获得直流电源。电动机：提供动力。作为信号传递使用，如测速电机等。 调速范围宽广，调速特性平滑；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，成本较高。 作为拖动，用于轧钢机、无轨机车、龙门刨床等调速宽的地方。 二. 直流电动机基本工作原理 转矩形成的条件：同性磁极下电流相同，异性（相邻）磁极下电流相反。 转矩方向恒定的条件：每个磁极下导体的电流方向应保持不变。 换向器和电刷配合的结果 三. 直流电机基本结构 主磁极 换向磁极 电刷装置 机座 端盖 定子 转子 电枢铁心 电枢绕组 换向器 转轴 轴承 气隙 主磁极建立主磁场，铁心采用低碳钢板冲压叠装固定而成。个数为偶数，励磁绕组的连接使相邻主磁极的极性按 N，S 极交替出现。 机座作为主磁极的一部分以及电机的结构框架。 机座中作为磁通通路的部分称为磁轭。机座两端装有端盖，通过轴承支撑转子，将定转子连为一体。 换向极改善电机的换向时产生的火花。个数一般与主磁极的极数相等。绕组一般和电枢绕组串联。 电刷装置是电枢电路的引出（或引入）装置，由电刷，刷握，刷杆和连线等组成。以一定的压力按放在换向器的表面，旋转时与换向器表面形成滑动接触。 每一刷杆上的一排电刷组成一个电刷组，同极性的各刷杆用连线连在一起，再引到出线