杭州电子科技大学自动化电机第3讲-直流电机.pptVIP

电机与拖动基础（第3讲） 主讲人：王永忠 杭州电子科技大学自动化学院 2013.3.8 提问 第3章 直流电机原理 3.1 直流电机的用途及基本工作原理 3.2 直流电机主要结构及型号 3.3 直流电机的磁路、空载时的气隙磁密与空载磁化特性 3.2 直流电机的主要结构及型号 3.3 直流电机的磁路、空载时的气隙磁密与空载磁化特性 作业 P65，思考题,3.1~3.4（做的书上） P67，题3.1（做的作业本上） * * 电力拖动系统稳定运行的充要条件 判定下列图中哪个是稳定运行点，哪个点不是 A B T T TF n 0 C T T TF n 0 D T T TF n 0 3.1 直流电机的用途及基本工作原理 3.1.1 直流电机的用途 直流电机的分类 直流电动机 直流发电机 直流电机的用途 1、直流电动机多用于对调速要求较高的生产机械上，如轧钢机、纺织机械、电动汽车等； 2、直流发电机常用作直流电动机及交流电动机的励磁直流电源。 直流电机的优点 1、调速范围广，易于平滑调速； 2、启动、制动和过载转矩大； 3、易于控制，可靠性较高。 直流电机的缺点 1、存在换向问题，限制了极限容量，增加了维护量； 2、制造复杂，价格较高； 3.1.2 基本工作原理 交流发电机的物理模型 感生电动势 感生电动势方向楞次定律，方向是交变的； 把交流整流成 直流：电子式、机械式（换向器） 直流发电机的物理模型 N S T n S N 直流发电机的电枢绕组 直流电动机的物理模型 电磁力 电磁力方向左手定则确定； 电磁转矩 电枢电流是交变的，电磁转矩是单向的； 判断直流电动机与直流发电机的关键 1、先判断转速的方向和转矩的方向； 2、如果转速和转矩反方向则为直流发电机，如果转速和转矩为同方向则为直流电动机。 直流电机的可逆性 一台直流电机原则上既可以作为电动机运行，也可以作为发电机运行，只是外界条件不同而已。这种同一台电机能作电动机或作发电机运行的原理，在电机理论中称为可逆原理。 3.2.1 主要结构 定子部分 主要包括：机座、主磁极、换向极和电刷装置。 转子部分 包括：电枢铁芯、电枢绕组、换向器、风扇、转轴和轴承。 3.2.1 电机的铭牌数据 额定值—— 是制造厂对各种电气设备在指定工作条件下运行时所规定的一些量值。在额定状态下运行时，可以保证各电气设备长期可靠地工作。并具有优良的性能。额定值也是制造厂和用户进行产品设计或试验的依据。额定值通常标在各电气的铭牌上，故又叫铭牌值。 额定容量（功率） 对于直流发电机，PN是指输出的电功率，它等于额定电压和额定电流的乘积。 对于直流电动机，PN是指输出的机械功率，所以公式中还应有效率ηN存在。 额定电压 指额定状态下电枢出线端的电压； 额定电流 额定转速 额定励磁电流 指电机在额定电压、额定功率时的电枢电流值； 指额定状态下运行时转子的转速； 指电机在额定状态时的励磁电流值。 电动机额定输出转矩 电动机额定效率ηN 3.3.1 直流电机的磁路 磁场的产生 磁场由励磁绕组、电枢绕组、换向极绕组共同产生。 空载运行—— 仅励磁绕组里有励磁电流； 直流电机空载磁场示意图 漏磁通 主磁通 主磁极 定子磁轭 电枢磁轭 气隙 电枢齿 主磁路的组成 定子与转子之间的气隙、电枢齿、电枢磁轭、主磁极、定子磁轭；主磁通是主要的，它能在电枢绕组中感应电动势或产生电磁转矩。 漏磁路的组成 不进入电枢铁心，直接经过相邻的磁极或定子磁轭形成闭合回路；漏磁通不能在电枢绕组中感应电动势或产生电磁转矩。它只是增加主磁极磁路的饱和程度。在数量上，漏磁通比主磁通小得多，大约是主磁通的20%。 主磁路计算 气隙 电枢齿 电枢磁轭 主磁极 定子磁轭 3.3.2 空载时气隙磁密分布波形 磁路欧姆定律 其中 则 气隙磁密分布波形 Bav ? 0 ? b? ? b? ? B?m 3.3.3 空载磁化特性 空载时气隙磁通 与空载磁动势 或空载励磁电流 的关系，即 或 称为直流电机的空载磁化特性。可以计算或实验测定。 气隙线 安培环路定律 磁位差： 特点：具有饱和现象 3.3.4 直流电机的励磁方式 1.他励直流电机 2.自励直流电机 2.1并励直流电机 2.2串励直流电机 2.3复励直流电机