电机及拖动基础-第1章 直流电机工作原理与特性.pptVIP

第1章 直流电机原理及运行特性 直流发电机原理模型 所以电刷端能引出方向不变的但大小变化的脉振电动势。如果电枢上线圈数增多，并按照一定的规律把它们连接起来，可使脉振程度减小，就可获得直流电动势。这就是直流发电机的工作原理。 从以上分析可以看出，线圈中的电动势及电流的方向是交变的，只是经过电刷和换向片的整流作用，才使外电路得到方向不变的直流电。直流发电机实质上是带有换向器的交流发电机。 直流电动机原理模型 1.1.3、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。 发电机：用原动机拖动电枢恒速旋转，将机械能 从电机轴上输入，就可以从电刷端引出直流电动势而作为直流电源对负载供电，输出电能 ； 电动机：在电刷端外加直流电压，将电能输入电枢，则电动机就可以带动轴上的机械负载旋转，从而把电能转变成机械能。 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。 1.1.2直流电机的主要结构： 直流电机的原理模型 直流电机由静止的定子部分和旋转的转子部分两大部分构成： 1、定子部分：包括主磁极、换向极、机座和电刷装置等。 1）主磁极：在大多数直流电机中，主磁极是电磁铁，为了尽可能的减小涡流和磁滞损耗，主磁极铁心用1～1.5mm厚的低碳钢板叠压紧固而成，励磁绕组套在主极铁心外面。整个磁极再用螺钉固定在机座上。 主极的作用是在定转子之间的气隙中建立磁场,使电枢绕组在此磁场的作用下感应电动势和产生电磁转矩. 主磁极 2）换向极：换向极又称附加极或间极,其作用是用以改善换向。换向极装在相邻两主极之间，它也是由铁心和绕组构成。 3）机座：一是起导磁的作用，作为电机磁路系统中的一部分，叫定子磁轭。二是用来固定主磁极、换向极及端盖等，起机械支承的作用。因此要求机座有好的导磁性能及足够的机械强度与刚度。机座通常用铸钢或厚钢板焊成。 4）电刷装置：电刷的作用是把转动的电枢绕组与静止的外电路相连接，并与换向器相配合，把直流电压、直流电流引入或引出 。 2、转子部分：转子又称为电枢，包括电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴和风扇等。 1）电枢铁心：作为电机主磁路的一部分，用来嵌放电枢绕组的。为了减少电枢旋转时电枢铁心中因磁通变化而引起的磁滞及涡流损耗，电枢铁心通常用0.5mm厚的两面涂有绝缘漆的硅钢片叠压而成。 2）电枢绕组：电枢绕组是由许多按一定规律联接的线圈（亦称元件，有两个出线端）组成，是通过电流和感应电动势，从而实现机电能量转换的关键性部件。 3）换向器：直流发电机中作用：是将绕组内的交变电动势转换为电刷端上的直流电动势；直流电动机中作用： 将电刷上所通过的直流电流转换为绕组内的交变电流。换向器安装在转轴上，主要由许多换向片组成，片与片之间用云母绝缘。 1.2 直流电机的额定值 电机厂家根据国家标准及电机的设计数据，对每台电机在运行中规定的保证值称为电机的额定值。 1．额定容量（功率） （kW）： 对直流发电机来说，是指出线端输出的电功率： 对直流电动机来说，是指轴上输出的机械功率： 2．额定电压 （V）： 正常工作时，电机出线端的电压值； 3．额定电流 （A）： 对应于额定电压，额定功率时，电机的电流值； 4．额定转速 （r／min）； 额定运行状态时，对应于额定电压，额定电流，额定功率时的转速； 5.励磁方式和额定励磁电流 (A)： 额定运行状态时，主磁极励磁绕组流过的电流。 6.电动机轴上输出的额定转矩： 此式不仅适用于直流电动机，也适用于交流电动机。 1.3 直流电机的电枢绕组 电枢绕组是直流电机的核心部分，在电机的机电能量转换过程中起着重要的作用。 因此，电枢绕组须满足以下要求： 在能通过规定的电流和产生足够的电动势前提下，尽可能节省有色金属和绝缘材料， 并且要结构简单、运行可靠等。 1.3.0 基本概念介绍 直流电机绕组一般都是双层绕组，电枢上的槽数等于元件数。 为了改善电机性能，需要采用较多的元件来构成电枢绕组，而电枢铁心开的槽数不能太多，这样就只能在每个槽的上、下层各放置若干个元件边，为了说明每个元件边所处的具体位置，引入“虚槽”的概念。设槽内每层有u个元件边，则视为实槽（Q）内包含有u个“虚槽”。Qu = S=K=uQ 极距：每个主磁极在电枢圆周上所分得的弧长（相邻两个主磁极轴线之间的沿电枢表面的弧长）。