《CH直流电机》课件.pptVIP

**************学习目标了解直流电机的基本结构包括定子、转子、换向器和集电环等关键部件。掌握直流电机的工作原理了解洛伦兹力、转矩产生和电磁感应等基本概念。熟悉直流电机的分类包括按励磁方式分类和按转矩-速度特性分类。学习直流电机的速度调速方法例如改变电机励磁、改变负载阻抗和改变供电电压等方法。1.直流电机的基本结构定子定子是直流电机的静止部分，包含机壳、磁极和励磁绕组。转子转子是直流电机的旋转部分，包含电枢、电枢绕组、换向器和刷子。换向器换向器将直流电引入电枢绕组，并改变电流方向，使电机能够持续旋转。集电环集电环将直流电从外部电源传输到励磁绕组，为定子磁场提供能量。1.1定子直流电机定子是电机中固定不动的部分，主要由机座、磁极和磁轭组成。机座是支撑整个电机并固定磁极的框架。磁极是用来产生磁场的部件，通常由铁芯和线圈组成。磁轭是连接磁极并引导磁力线的部件。1.2转子转子是直流电机的旋转部分，通常由铁芯和绕组组成。转子铁芯通常由硅钢片叠压而成，以减少涡流损耗。转子绕组是由导线绕制在转子铁芯上的，它连接到换向器，用于产生转矩。转子绕组可以是波绕组或链绕组，波绕组具有更好的换向性能，但链绕组的制造更简单。转子绕组的电流方向随着电机旋转而改变，从而产生一个旋转磁场，与定子磁场相互作用，产生转矩。1.3换向器换向器是直流电机中不可缺少的一部分，它将转子绕组中的交流电流转化为直流电流，从而使电机能够持续稳定地运转。换向器由多个绝缘铜片组成，每个铜片与一个转子绕组相连，通过刷子接触换向器，完成电流的转换。换向器是直流电机的关键部件之一，它的性能直接影响着电机的工作效率和寿命。在选择换向器时，需要考虑其材料、尺寸、形状、绝缘性能等因素。1.4集电环集电环的作用集电环用于将外部电源的电流传递给转子，为转子绕组提供直流电源。集电环的结构集电环通常由铜或银制成，并安装在电机轴上。它们与电刷接触，形成电流的通路。集电环的工作原理当转子旋转时，集电环与电刷之间保持良好的接触，保证电流的稳定传递。2.直流电机的工作原理11.电磁感应当转子绕组通电后，会产生磁场，与定子磁场相互作用，产生转矩，使转子旋转。22.洛伦兹力转子导体在磁场中运动，会受到洛伦兹力的作用，推动转子旋转。33.电动势产生转子切割定子磁力线，会产生感应电动势，称为反电动势，与电源电压方向相反。44.功率平衡电源提供的电能一部分转化为机械能，另一部分转化为热能，维持电机运转。2.1洛伦兹力电流和磁场当电流在磁场中流动时，电流会受到力的作用。这种力被称为洛伦兹力，它是磁场对运动电荷的作用力。力的方向洛伦兹力的方向与电流方向和磁场方向垂直。它可以用右手定则来确定。力的强度洛伦兹力的强度取决于电流强度、磁场强度以及电流和磁场方向之间的夹角。2.2转矩产生磁场作用电流通过导体，并在磁场中受到力的作用。转动方向力的方向取决于电流方向和磁场方向，决定转子的旋转方向。转矩大小转矩的大小由电流强度、磁场强度和导体长度决定。2.3电磁感应转子旋转时，切割磁力线产生感应电动势。感应电动势的大小与转速、磁场强度成正比。感应电动势的方向与转动方向和磁场方向有关。感应电动势阻碍转子旋转，称为反电动势。3.直流电机的分类分类根据不同的特点和用途，直流电机可以被分为不同的类别。励磁方式直流电机根据励磁方式的不同，可以分为串励、并励、复励和他励等。转矩-速度特性直流电机根据转矩和速度之间的关系，可以分为恒功率、恒转矩和恒速三种类型。3.1按励磁方式分类11.他励励磁绕组独立供电，与电枢绕组无关，励磁电流可单独调节。22.自励励磁绕组与电枢绕组串联或并联，励磁电流取决于电枢电流。33.复励励磁绕组同时采用串联和并联两种连接方式，结合了两种励磁方式的特性。3.2按转矩-速度特性分类恒转矩特性转矩保持恒定，速度随负载变化。恒功率特性功率保持恒定，转矩与速度成反比。混合特性结合恒转矩和恒功率特性，适用于各种负载。4.直流电机的速度调速11.改变电机励磁励磁电流影响磁场强度，进而影响电机的转速。通过改变励磁电流，可以调节电机转速。22.改变负载阻抗负载阻抗的变化会影响电机电流，进而影响电机转矩和转速。33.改变供电电压电机转速与供电电压成正比，改变供电电压可以有效调节电机转速。4.1改变电机励磁1励磁电流与转速励磁电流增加，磁场增强，转速下降。2励磁电流与转矩励磁电流增加，磁场增强，转矩增加。3速度控制方法通过改变励磁电流，可以实