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第8章 直流电动机 第8章 直流电动机 1. 了解直流电机的基本构造和工作原理 ; 2. 掌握他励(并励)和串励直流电动机的电压与电流的关系式，接线图、机械特性 ; 3. 搞清他励(并励)和串励直流电动机的起动、反转和调速的基本原理和基本方法。 8.1 直流电机的构造 8.1.1 直流电机的构造 8.2 直流电动机的基本工作原理 8.3 直流电动机的机械特性 8.3 直流电动机的机械特性 8.4 并励电动机的起动与反转 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 * 下一页 章目录 返回 上一页 退出 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 本章要求： 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。 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。 用来在电动机中产生磁场。分为极心和极掌两部分。 直流电动机的磁极及磁路 2. 电枢 电枢铁心：由硅钢片叠装而成。 电枢绕组：单个绕组元件组成。 电枢包括 直流电动机的电枢和电枢铁心片 (a) 电枢 (b) 电枢铁心片 换向器又称整流子，是直流电动机的一种特殊装置。 换向器作用：将外部直流电转换成内部的交流,以保持转矩方向不变。 换向器 外形 剖面图 3. 换向器 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。 8.1.2 直流电动机的分类 直流电动机按照励磁方式可分为他励电动机、并励电动机、串励电动机和复励电动机 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 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 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联接，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。电动机电枢绕组通电后中受力(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。 KE: 与电机结构有关的常数 n: 电动机转速 ? ：磁通 1. 电枢感应电动势 E=EK? 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，所以称反电势。 式中：U — 外加电压 Ra — 绕组电阻 2. 电枢回路电压平衡式 – Ra Ia E + – + U M U – + KT: 与电动机结构有关的常数 ? : 线圈所处位置的磁通 Ia：电枢绕组中的电流 3. 电磁转矩 单位: ? (韦伯)，Ia (安) ，T (牛顿?米) 直流电动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, 直流电动机的电磁转矩公式为 4. 转矩平衡关系 电动机的电磁转矩T为驱动转矩, 它使电枢转动。 在电动机运行时，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 当电动机轴上的机械负载发生变化时，通过电动机转速、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