第二课直流电机.pdfVIP

第二章 直流电机 学习指导 学习目标与要求 1．直流电机的电枢绕组的连接规律 2．直流机的电枢反应 3. 电枢绕组电动势及枢绕组电磁转矩的计算公式 4．直流发电机电压方程式、电磁功率及电磁转矩关系 5．直流发电的自励条件 6．直流电动机的电压方程、功率及转矩关系 7．它励、串励直流电动机的机械特性 8．直流电动机起调速的方法 学习重点 1. 电枢绕组电动势及枢绕组电磁转矩的计算公式 2．直流发电机电压方程式、电磁功率及电磁转矩关系 3．直流电动机的电压方程、功率及转矩关系 4．并直流电动机的机械特性 5．直流电动机起调速的方法 学习难点 1．直流电机的电枢绕组的连接规律 2.1 直流电机的工作原理和基本结构 2.1.1 电流电机的工作原理 1、直流 机的工作原理 电动 我们首先分析一个简单的物理模型，图中 N.S 是一对磁铁,它可以是永久磁铁,也可以为电磁 铁，所谓电磁铁就是在磁极铁心上绕上励磁线圈且通入直流，便产生固定的极性。 两极间装一转动的线圈，当线圈 abcd 中通入直流电流，此时载流导体在磁场受到力的作用，根 据电磁力定律力的大小为 f=bli 方向由左手定则判断，在力的作用下使线圈按逆时针方向旋转，当线圈转过 180 度后,所产生的 电磁转矩变成顺时针方向了，所以这种物理模型不能作连续运转.要使电枢受到一个方向不变的电磁 转矩.关键在于旋转过程中应保持每极下导体中甸柳的方向不变，即流过线圈中的电流方向及时的加 以变换，即进行所谓”换向”，为此必须增加换向器装置. 换向器由互相绝缘的换向片构成,装在轴上与电枢一同旋转,换向器又与两个固定不动的电刷B1、 B2 相接触，这样当直流电压加于电刷时，换向器的作用使外电路的直流电流改为线圈内的交变电流， 这种换向作用称为逆变，以保证每极下导体中所流过的电流方向不变,从而使电机连续的旋转，这就 是直流电动机的工作原理。 2、直流 机的工作原理 发电 直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应的交变电势靠换向器的作用，从电刷端引出时为 直流电势的原理，如上图所示模型中, 电刷上不加直流电压，用原动机拖动电枢按逆时针方向旋转, 根据电磁感应定律导体 ab 和 cd 分别切割不同极下的磁力线而感应电势 e B lv (2-1) δ 方向由右手定则判定 整个线圈的电势. e 2Bad lv 当电枢逆时针转过 180 度时,线圈边中和整个线圈电势反向,随着电枢的旋转线圈中感应出交变 电势，而在电刷两端的电势却为直流电势。由于换向器的作用, 电刷B1 通过换向片所引出的电势始 终是切割 N 极磁力线的线圈中的电势，因此 B1 始终是正极性，同理 B2 始终是负极性.所以电刷端 引出方向不变,但大小变换的脉振电势,这就是直流发电机的工作原理. 3、直流 机 行的可逆性 电 运 从以上对直流发电机和直流电动机的分析可看出一台直流电机即可作为发电机运行,也可以作 为电动机运行,只是外界条件不同而已.一个是输入机械能,一个是输入电能,这种既能作发电机运行, 又能作电动机运行的原理,在电机理论中称为可逆原理. 4、脉 的 小 动 减 为了减小电枢感应电动机和电磁转矩的脉动,实际的电枢绕组由许多线圈串联而成.脉动可减小 下图为3 个线圈产生的电动势之和.可见其脉动程度较 1 个线圈大大减小, 电磁转矩的情况与电势类似, 实际的一台直流电机,每极下线圈很多,则作为发电机运行可获得直流电势. 2.1.2 直流电机的基本结构 电机是由两大部分组成 1、静止部分——定子 2 、旋转部分——转子 1、直流 机的定子 电 （1）主磁极 主磁通的作用是建立主磁场。主磁极由主极铁心和套装在铁心上的励磁绕组