直流电机工作原理.pptxVIP

1第三章直流电机的工作原理及特性本章要求：掌握直流电机的基本工作原理及特性，特别是直流电机的机械特性；掌握直流电机的启动、调速和制动的各种方法的优缺点和应用场所。3.1直流电机的基本结构和工作原理一、基本结构定子和转子两大部分。(略讲)

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31直流电机的基本结构和工作原理二、基本工作原理它是以导体在磁场中运动而产生感应电动势和载流导体在磁场中受到力的作用为基础。电流的方向：N极下的有效边中的电流总是一个方向，而S极下的有效边中的电流总是另一个方向，这样才能使两个边上受到的电磁力的方向一致，电枢因而转动。产生电磁转矩。（换向器的作用）

4发电机依电磁感应定理（右手定则），电动机依安培电磁力定律（左手定则）。1直流电机的基本结构和工作原理

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61直流电机的基本结构和工作原理直流电机中能量（电能、机械能）转换的方向是可逆的，可用三个方程来描述：转矩方程式：电机等速运行转矩平衡.电势方程式：电压平衡方程式：

71直流电机的基本结构和工作原理电磁转矩T、负载转矩TL、及空载消耗转矩T0相平衡。当负载发生变化时，则n、E、I、T将自动进行调整，以适应负载的变化，保持新的平衡。例如：当TL↑→T＜TL→n↓，当Φ不变时→E↓（E=KeΦn）→Ia=（U-E）/Ra↑→T↑→→T=TL（新的平衡）

8分类：按励磁方法的不同，分为他励、并励、串励和复励四类，常用他励和并励。直流发电机

9添加标题直流电动机的机械特性01添加标题将直流电机的电势方程和转矩方程代入直流电动机电压平衡方程式中，并略加整理后，可得他励直流电机的机械特性方程为：02添加标题当时的转速称为理想空载转速。03

101机械硬度：转矩变化dT与所引起的转速变化dn的比值，用于衡量机械特性的平直程度。2直流电动机的机械特性3固有机械特性(自然特性）是指在额定电压和额定磁通下，电枢电路内不接任何电阻时的n=f（T）。当U=UN，Φ=φN时，n=f（T）是一条直线。通常用（0，n0）和（TN，nN）两点来作直线

11根据铭牌参数（PN，UN，IN，nN）计算Ra，KeΦ，n0，TN。直流电动机的机械特性电机正转在第一象限，反转在第三象限。

12直流电动机的机械特性计算电枢电阻Ra：（通常电动机在额定负载下的铜耗Ia2Ra约占总损耗∑△PN的50%--75%）Ia2Ra=（50%--75%）∑△PN=（0.5—0.75）[输入功率-输出功率]=（0.5—0.75）（1-ηN）UNIN式中：ηN为效率，且此时Ia=IN故有：

13直流电动机的机械特性0102（2）求KeΦ在额定条件运行下的反电势EN=KeΦnN=UN-INRa故：KeΦ=（UN-INRa）/nN（3）求理想空载转速：n0=UN/KeΦ对于一台直流电机而言，它是唯一的。

14直流电动机的机械特性（4）求额定转矩：例：一台Z2-51型他励电动机，已知PN=5.5kW，UN=220V，IN=31A，nN=1500r/min，认为额定运行时的电磁转矩近似等于额定输出转矩，试绘出这台电机近似的固有机械特性。

15解：因他励电动机的n=f（T）是一条直线，故只要求出：（0，n0）、（TN，nN）两点即可。

16直流电动机的机械特性二.人为机械特性是指供电电压或磁通不是额定值、电枢电路内接有外加电阻Rad时的机械特性；电动机的启动、调速、制动的方法就是利用人为机械特性。1.电枢电路内接有外加电阻Rad时的机械特性当U=UN，Φ=ΦN时，电枢电路内接有外加电阻Rad，机械特性方程为：

17直流电动机的机械特性

18直流电动机的机械特性（特性随Rad的增大而变软）可得从（0，n0)点发出的一簇的人为机械特性曲线。

19直流电动机的机械特性改变电压时的机械特性当Φ=ΦN，Rad=0时，改变电压时，空载转速变化而转速降落不变。（U＜UN；n＜nN）可得一簇平行于固有特性曲线的人为机械特性曲线。

20当U=UN，Rad=0时，改变磁通空载转速和转速降落都要发生变化。（Φ＜ΦN；T随磁通的降低而减小；n＞nN，电动机工作在交点以左的区域。系统特性较软）消弱磁通时，注意“飞车”现象，一般要加“失磁”保护。3.3直流电动机的机械特性3.改变磁通时的机械特性

21电动机启动瞬间，n=0，e=0，所以启动电流很大，造成危害。3.4直流他励电动机的启动特性回忆电动机机械特性方程式和机械特性曲线

220504020301常用启动方法有两种：降压启动和电枢回路外接电阻启动。直流他励电动机的启动特性生产机械对电机启动的要求是