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第一章直流电机基本原理

  第一章直流电机基本原理_其它_职业教育_教育专区。第一章 直流电机的基本工作 原理和结构 第1节 直流电机的用途和 基本工作原理 ?直流电机是根据电磁感应定律和电磁力定律实现 机械能与直流电能转换的机器 直流电机的用途 ?用途: ?直流发电

  第一章 直流电机的基本工作 原理和结构 第1节 直流电机的用途和 基本工作原理 ?直流电机是根据电磁感应定律和电磁力定律实现 机械能与直流电能转换的机器 直流电机的用途 ?用途: ?直流发电机: 电源 励磁机 信号传递 测速发电机 直流电机的用途 ? 直流电动机 ? 特点 ? 调速范围宽,易于平滑调节 ? 过载、起动、制动转矩大 ? 易于控制,可靠性高 ? 调速时能量损失较小 ? 应用于对调速要求高的场所:轧钢机、舰船推 进、造纸、挖掘机等。 ? 直流发电机 ? 给直流电动机、电解、电镀、冶炼、充电、交 流发电机励磁等的直流电源。 直流电机的用途 ? 主要缺点 ? 换向困难,使容量受到限制。 ? 有换向器,费工费料、造价昂贵, 需要经常维护,寿命较短。 ? 可靠性差。 ? 对环境要求高。 直流电机的基本工作原理和基本结构 第2节 直流电机的基本工作原理 一、直流发电机的工作原理 直流电机的基本工作原理和基本结构 一、直流发电机的工作原理 通过换向 片,电刷 A总与位 于N极下 的导体相 连,极性 为正。 电刷B总 与位于S 极下的导 体相连, 极性为负 直流电机的基本工作原理和基本结构 一、直流发电机的工作原理 e ? Bxlv ? Bx ?线圈中的电动势和电流均为交流 ?通过换向片,电刷固定接于某一 磁极下的导体 ?换向器将电枢绕组中的交流电转 化为电刷两端的直流电 直流电机的基本工作原理 ? 为了减小直流电动势和电磁转矩中的脉动, 需要增加线圈数目。 直流电机的基本工作原理和基本结构 一、直流发电机的工作原理 增加导体可减小感应电动势的脉动。 当有足够多的线圈和换向片时,可 获得稳定直流电势。当每极下导体 数大于8时,脉动可小于1%。 直流电机的基本工作原理和基本结构 一、直流发电机的工作原理 ?结论: 1)电枢绕组内电势、电流为交流电; 2)电刷间为直流电势。绕组中感应电势与电流方向一致; 3)电枢电流产生的磁场在空间上是恒定不变的磁场; 4)产生的电磁转矩与转子转向相反, 为制动性质; 5)原动机克服电磁制动转矩作功,将机械能转换为电能。 直流电机的基本工作原理和基本结构 二、直流电动机的工作原理 f ? Bxli 在直流电动机中,虽然外加电 源为直流,但通过换向器的作 用,导体中的电流将随其所处 磁极极性的改变而同时改变其 方向,从而使电磁转矩的方向 始终保持不变。即线圈中的电 流是交变的,但产生的电磁转 矩方向是恒定的。 直流电机的基本工作原理和基本结构 二、直流电动机的工作原理 直流电机的基本工作原理和基本结构 二、直流电动机的工作原理 ?结论: 1)外施电压、电流是直流, 电枢绕组内电流是交流; 2)电枢绕组中感应电势与电流方向相反; 3)线圈是旋转的,电枢电流是交变的。 电枢电流产生的磁 场在空间上是恒定不变的; 4)产生的电磁转矩与转子转向相同, 为驱动性质; 5)电磁转矩克服负载转矩作功,将电能转换为机械能。 直流电机的基本工作原理和基本结构 三、直流电机的可逆原理 ?同一台直流电机, 通过改变外界条件,既可以作为电动机运 行,也可以作为发电机运行。在电机理论中称为可逆原理。 ?如果用原动机拖动电枢旋转,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,此为发电机运行。 ?如果在电刷端外加直流电压,则可以带动轴上的机械负载旋 转,从而把电能转变成机械能,此为电动机运行。 直流电机的基本工作原理和基本结构 第2节 直流电机的基本结构 主要由定子、转子两部分组成 直流电机 定子 转子 机座 端盖 电枢铁心 电枢绕组 主磁极 换向极 电刷装置 换向器 风扇 转轴 轴承 主极铁心 励磁绕组 刷杆 电刷 刷握 刷杆座 (产生电动势,流过 电流,产生电磁转矩) (产生励磁磁场) 第2节 直流电机的基本结构 ? 定子 ? 机座(磁轭) ? 主极 ? 换向极 ? 电刷装置 ? 转子 ? 电枢铁心 ? 电枢绕组 ? 换向器 ? 转轴 直直流流电电机机的的基主本要结构结构 1-换向极铁心 2-换向极绕组 3-主极铁心 4-励磁绕组 5-电枢齿 6-电枢铁心 7-换向器 8-电刷 9-电枢绕组 10-机座 11-底脚 直流电机的主要结构 ? 换向器结构 安装在机座上的主极 ? 1-换向片;2-垫圈 1-极身;2-极靴;3-励磁绕组; ? 3-绝缘层;4-套筒 4-绝缘板;5-机座 直流电机的基本结构 直流电机的基本结构 一、主磁极 励磁绕组套在 ?作用:产生主磁场 主磁极极身上 ?构成:⑴主极铁心:1~1.5mm厚的钢板 ⑵励磁绕组:用绝缘铜线构成 主磁极钢板冲片 (1-1.5mm厚) 主磁极由钢板 冲片叠压而成 直流电机的基本工作原理和基本结构 一、主磁极 直流电机的基本工作原理和基本结构 二、换向极(附加极) ?作用:改善换向 ?构成:铁心:整块钢或钢板 绕组:和电枢绕组串联 ?位置:两个主磁极的中心线上→几何中心线 ?个数:一般和主极个数一样。也有是主极个数的一半。 23 直流电机的基本工作原理和基本结构 三、机座 ?作用:①固定主磁极、换向极和端盖等 ②主磁路的一部分(磁轭) ?构成:铸钢或厚钢板焊接 四、电枢铁心 均匀开槽 ?作用:①主磁路 ②安放电枢绕组 ?构成:硅钢片迭成 涂绝缘漆冲 片叠压而成 电枢铁心冲片 (0.35-0.5mm厚) (硅钢片) 直流电机的基本工作原理和基本结构 五、电枢绕组 ?作用:感应电动势和通过电流,实现能量转换 ?构成:按一定规律连接的绝缘铜线构成 六、换向器 ?作用:将线圈里的交流电势变为电刷端的直 流电势。或把外加的直流电流变为线圈中的交 流电流。 ?构成:铜片组成,用云母绝缘 25 直流电机的基本工作原理和基本结构 换向器 26 第3节 直流电机的额定值 ? 额定功率,PN (kW ) 由温升和换向等条件限制,按规定运行方式电机 能输出的功率。 ? 发电机:输出的电功率。 ? 电动机:转轴上输出的机械功率。 ? 额定电压,UN(V) 额定运行时,电机出线端的平均电压。 直流电机的额定电压通常不高。 直流电机的基本工作原理和基本结构 七、电刷装置 ?作用:保持和换向器的滑动接触, 与换向器配合,将线圈中的交流电势 变为电刷上的直流电势 ?构成:电刷、刷握、刷杆、刷杆座 ?个数:与磁极个数相同。 28 直流电机的基本工作原理和基本结构 第3节 直流电机的型号和额定值 一、直流电机的型号(Z) 型号表明电机的系列及主要特点。知道了电机的型号,便可 从相关手册及资料中查出该电机的有关技术数据。 直流电机的基本工作原理和基本结构 一、直流电机的型号(Z) 直流电机的额定值 二、直流电机的额定值 ? 额定电流,IN(A) 电机在额定电压下运行,输出功率为额定功率时, 通? 发过电电机机:出线IN端?的?PNN线路电流 。 ? 电动机: IN ? PN U N?N 直流电机的额定值 二、直流电机的额定值 ? 额定转速,nN(r/min) 额定功率、额定电压、额定电流时的转速。 ? 额定励磁电流,IfN(A) 电机在额定工况下,其励磁绕组中的直流电流。 ? 额定效率,?N 额定工况下,输出功率与输入功率的百分比。

时间:2020-05-18 10:16