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  建设部注册电气视频配套讲义-直流电动机_工学_高等教育_教育专区。全套视频地址 直流电机的工作原理 一、直流电动机

  全套视频地址 直流电机的工作原理 一、直流电动机 b N a + - c S d + a S N c b d *存在的问题 交变的电磁转矩只能使转动 存在的问题:交变的电磁转矩只能使转动 存在的问题 部分(电枢 电枢)来回摇摆 部分 电枢 来回摇摆 直流电机的工作原理 一、直流电动机 直流电源 换 向 交流电流 Φ N + U - S 电 电 旋 转 ? f=Bli 增加换向器装置的意义 增加换向器装置的意义 ? 在旋转过程中应保持每极下导体中电流 的方向不变 ? 换向器由互相绝缘的换向片构成,装在 轴上与电枢一同旋转。换向器又与两个 固定不动的电刷相接触,这样当直流电 压加于电刷时,换向器的作用使外电路 的直流电流改为线圈内的交变电流,这 种换向作用称为逆变,以保证每极下导 体中所流过的电流方向不变,从而使电 机连续的旋转。 二、直流发电机 *所发电流在电机内部 实际为交流,经过机械 “整流”为直流! *对比上页“逆变”的 概念 N + E - S 感应电动势、电流→电磁转矩 阻转矩) 电磁转矩( 原动机作功 → 感应电动势、电流 电磁转矩(阻转矩) 直流电机基本结构 一、直流电机的静止部分(定子) 1、主磁极 主磁极的作用是建立主磁场。主磁极 由主极铁芯和套装在铁芯上的励磁绕组 组成它的,铁芯是由1~1.5mm厚的钢板 冲片叠压紧固而成。极靴的作用是使主 磁通在过气隙时分布的更合理并且固定 励磁绕组。 2、机座 ? 其作用其一是作为磁路的一部分, 其二是固定主极,换向极和端盖。 通常是用铸钢或厚钢板焊成,机座 中有磁通通过的部分称为磁轭。 3、换向极 ? 换向极装在两极之间。其作用是用 来改善换向,也是由铁芯和绕组组 成,换向极绕组与电枢绕组串联 串联。 串联 4、电刷装置 ? 电刷装置是电枢电路的引入(或引 出)装置,通过它可以把电机旋转 部分的电流引出(或引入)到静止 的电路里,它与换向器配合才能使 电机获得直流电机的效果。 二、直流电机的转动部分(转子) 直流电机的转动部分(转子) 1、电枢铁芯 ? 电枢铁芯既是主磁路的组成部分,又是电 枢部分绕组的支撑部件.为减少电枢铁芯 内的磁滞与涡流损耗,铁芯一般采用 0.5mm厚的DR530或DR510的硅钢片叠压 而成。 *电枢铁芯是实心或空心? *磁滞与涡流损耗?(如何防止?) 直流电机的转子铁芯与电枢绕组 2、电枢绕组. ? 电枢绕组叠放在电枢铁芯的槽内, 是由按一定规律联接的线圈组成。 它是直流电机的电路部分。上、下 层之间,及线圈与铁芯之间都要有 绝缘,槽口处用槽楔压紧。 *为什么叫电枢绕组为电枢? 为什么叫 直流电机的定子 更多的图片 电机装配图 3、换向器 ? 换向器是直流电机的重要部件之一, 在发电机中可将电枢绕组中交变的电 流转换成电刷上的直流,起 整流 作用, 而在直流电动机中将电刷上的直流变 为电枢绕组内的交流,即起 逆变 作用。 ? 换向器由许多换向片组成,片间用云 母绝缘,电枢绕组的每个线圈的两端 分别接到两个换向片上 *换向器 换向器 直流电机的基本结构知识点总结 直流电机的基本结构知识点总结 知识点 一、定子 1. 主磁极 主磁极铁芯、励磁绕组。 主磁极: 主磁极铁芯、励磁绕组。棋牌 2. 换向磁极: 改善换向用。 换向磁极: 改善换向用。 电刷装置 3. 电刷装置 4. 机座与端盖 二、转子 1. 电枢铁芯 由硅钢片叠成。 电枢铁芯: 由硅钢片叠成。 2. 电枢绕组 发电机:整流作用。 发电机:整流作用。 3. 换向器 电动机:逆变作用。 电动机:逆变作用。 4. 转轴与风扇 直流电机的铭牌数据 1. 额定电压 UN 发电机的U 指输出电压的额定值。 发电机的 N :指输出电压的额定值。 电动机的U 指输入电压的额定值。 电动机的 N :指输入电压的额定值。 2. 额定电流 IN 指输出电流的额定值。 发电机的 IN :指输出电流的额定值。 指输入电流的额定值。 电动机的 IN :指输入电流的额定值。 3. 额定功率 PN 发电机的 PN :输出“电”功率的额定值(UN IN ) 输出“ 功率的额定值 输出“机械” 电动机的 PN :输出“机械”功率的额定值 UNINηN *知识点总结: 知识点总结: 注意区别以上电动机与发电机对应铭牌数据的不同含义? 注意区别以上电动机与发电机对应铭牌数据的不同含义? 4. 额定转速 nN 5. 额定励磁电压 UfN 6. 额定励磁电流 IfN ▲额定状态 : 指 U、I、P、n 均为额定值的 、、 、 状态。 状态。一般为出厂较为理想状态 ▲满载状态 : 的状态, 指 I = IN 的状态,一般即指额 定状态。 定状态。 注意:直流电机有 电回路 电枢绕组与直流励磁回路。 电回路, 注意:直流电机有2电回路,电枢绕组与直流励磁回路。 直流电机实例 直流电机实例 直流电机分解图 直流电机的励磁方式及磁场 ? 一、励磁方式 :直流电机的磁场,可以 由永久磁场产生,也可以由励磁绕组产 生。一般来讲永久磁铁的磁场较弱,所以 现在绝大多数直流电机的主磁场都是由 励磁绕组通以直流励磁电流产生的.我们 励磁绕组通以直流励磁电流 称这种磁场为直流电机的主磁场,有时 也称为励磁磁场。 ? 励磁绕组的供电方式称为励磁方式. 直流发电机按励磁方式分类 + Uf If G 他励 Ia + Ua G I + U - I G 串励 - 自 励 G 并励 - I + U + U - 复励 - *知识点:四种励磁方式。 知识点:四种励磁方式。 知识点 二 直流电机的空载磁场 ? 1、定义:空载磁场是在无载情况下,励磁绕 组中通入电流后建立的磁场。 知识点:空载的含义? *知识点 (这时电枢电流为零或近似为零) ? 空载磁场组成:主磁通和漏磁通两部分 ? 分布:由于磁极极靴宽度总是小于极距,在极 靴下气隙较小,所以极靴下沿电枢表面主磁场 较强,极靴以外,气隙加大,主磁场明显削弱, 在两极间的几何中性线处磁密为零。气隙磁场 磁密分布波形为一礼帽形 礼帽形。 礼帽形 2、直流电机的空载磁路 对主磁通和漏磁通 的分析 ? 主磁通: 从主极过气隙到转子,因 主磁通 : 气隙小,磁导大。所以磁通很大。 ? 漏磁通 : 仅铰链励磁绕组本身,经 漏磁通: 由空气闭和,不进入电枢铁心。因 气隙大,磁阻大,所以其值很小。 三、直流电机负载时的磁场 直流电机负载时的磁场 ? 负载时电机中的气隙 磁场是由励磁 励磁磁动势 励磁 和电枢 电枢磁动势两者共 电枢 同建立(电枢绕组电 流较大,该电流建立 自身磁场。) ? 分析:单独由电枢绕 组产生的电枢磁场的 分布情况 (见图) *知识点: 知识点: 知识点 空间有两种磁场叠加。棋牌。 分析电枢磁势波形 电刷放在几何中性线上时,电枢磁动势的 轴线与主磁极轴线正交,称为交轴电枢磁动势。 *磁势F曲 线与磁密 B曲线的 区别? 三、直流电机负载时的磁场(电枢反应) 直流电机负载时的磁场(电枢反应) 负载时的磁场 物 理 中 性 线 N N N 几 电刷 S S 何 S 中 合成磁场 励磁磁通势产生 电枢磁通势产生 性 的励磁磁场 负载时的磁场) 线 的电枢磁场 (负载时的磁场) 物理 中性线 空载磁场) (空载磁场) 四、电枢反应 ? 电枢反应:负载时电枢磁动势对主磁 极磁场的影响称为电枢反应。 电枢反应的影响: ◆ 电枢反应的影响:知识点 (1)总磁场畸变,被扭曲了! (1)总磁场畸变,被扭曲了! 总磁场畸变 (2)几何中心线与物理中心线不重合 几何中心线与物理中心线)几何中心线与物理中心线, 在几何中心线,增加 换向困难。 换向困难。 (3) 一半磁极的磁通增加,一半磁极的磁 一半磁极的磁通增加, 通减少。 因部分磁路饱和的原因, 通减少。 但因部分磁路饱和的原因,每 极总磁通减少, 极总磁通减少,直流电机的E 和T 相应 减少。 减少。 直流电机的电磁转矩和电动势计算 ◆ 单叠绕组的展开图 3 6 4 7’ 5 8 B1 1 2 3 N 5 6 S 8 9 N 11 12 S A1 11 8 10 7 9 6 A2 9 12 10 1 11 2 n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 A1 B1 A2 B2 B2 5 2 4 1 3 12 电刷的中心线对着磁极的中心线。 ※ 电刷的中心线对着磁极的中心线。 一、感应电势 E:感应电势指电枢绕组一条支路 感应电势指电枢绕组一条支路 的电势(即电刷间的电势。以发电机为例) 的电势(即电刷间的电势。以发电机为例) 1. 产生: 电枢旋转 n 产生 总磁场 Φ 2. 大小 每个导体:e = B v l, 每个导体: e →∑e →E 设电枢总导体数为Za ,支路数为2a,则每条支路 Z 2a Za 1 串联导体数为 ∑ bδX 磁密的平均值 Bav = Z 2a a 1 2a 2πn 2πR n ∵ V = ωR = R= n = 2 pτ 60 60 60 Ea Ce (2πR = 2 pτ ) pZ a pZ a n Za B av = n ( B av L τ ) = nφ = C e nφ = L 2 pτ 60 2 a 60 a 60 a pZ a = 电势常数 60 a 知识点:E = CEΦ n 知识点: 式中: 电动势常数。 式中:CE —— 电动势常数。 3. 方向:由Φ 和 n 共同决定。 方向: 共同决定。 4. 性质 发电机: 电源电动势; 发电机:为电源电动势; 电动机: 反电动势。 电动机:为反电动势。 *假如电动机不存在感应电动势?? 假如电动机不存在感应电动势?? 假如电动机不存在感应电动势 二、电磁转矩 T 线. 产生 导体 线圈中 的 i 产生: 导体(线圈中 F →T Φ 总磁场 2. 大小 大小: D T C = bδx Li a 电磁力: 电磁力: F = B i l 2 一极下导体数为 Za 2p Bav = 1 Za 2p Z 2p 1 ∑ bδX 作用于一极下导体的转矩为: D D 2p T p = ∑ bδx Li a = Li a ∑ bδx 1 2 2 1 2p Za Za Za D Bav Li a ∴Tp = 2p 2 作用于整个电枢上的转矩为: Te = 2 p × T p = Z a Bav Lia D ∴ 因为 πD = 2 pτ ∴ Te = Z a ( φ = Bav Lτ Ia 支路电流ia = 2a = 2 I 1 2 pτ pZ a φ L)( a ) ( φI a = CT φI a )= Lτ 2a = 2 π 2πa = 知识点:T = CTΦ Ia 知识点: pZ a CT = 2πa = 式中: 转矩常数。 式中:CT —— 转矩常数。 60 CT = C e = 9.55C e 2π 共同决定。 3. 方向 由Φ 和 Ia 共同决定。 方向: 发电机: 发电机: T 与 n 方向相反,为制动转矩; 方向相反, 制动转矩; 4. 性质 电动机: 电动机: T 与 n 方向相同,为驱动转矩。 方向相同, 驱动转矩。 感应电势和电磁转矩的关系? 三、感应电势和电磁转矩的关系? 机械功率 转换成的 电功率 机械功率 由电磁功率Pe = 电功率 转换成的 E Ia T Pe = E Ia = T ,知识点 2πn = 60 → CE n = CT CEΦ n Ia = CTΦ Ia CT = n = 60 = 9.55→ CT = 9.55CE CE 2π 直流电动机的运行原理 一、他励电动机 励磁电压 Uf →If →Φ ↓ 电枢电压 Ua →Ia →T →n →E 1. 电压平衡方程式 + 励磁电路: 励磁电路: Uf = Rf If Ua 电枢电路: 电枢电路: - Ua = E + Ra Ia Ia E + If M Uf - 2. 转速 (1) 机械特性 Ua Ra Ua-Ra Ia E T - n= = 2 CEΦ = CEΦ CEΦ CECTΦ 当T↑时, n下降不多 时 下降不多 —— 硬特性。 硬特性。 n n0 O T 三、串励电动机 1. 电压 U = Ua + Uf = E + (Ra+ Rf ) I I + U If + Uf - Ia + E M Ua 2. 电流 3. 转矩 I = Ia = If - U- E = T = R +R CTΦ a f - T = CTΦ Ia 较小、磁路未饱和时, ∝ 当 Ia 较小、磁路未饱和时, Φ∝Ia →T ∝Ia2 即 T∝Ia2 ∝ ◆ 与并励电动机比较,有如下特点: 与并励电动机比较,有如下特点: 对应于相同的△ ① 对应于相同的△T ,△Ia 小; ② 对应于允许的 Iamax ,能够产生的 T 大, ***Tst 和 Tmax 较大。 T 较大。 转矩特性: ◆ 转矩特性: U = UN 时 , T = f (Ia ) O Ia 4. 转速 U-(Ra + Rf ) Ia E = n= CEΦ CEΦ U -Ra + Rf T = CEΦ CECTΦ2 (1) 当T = 0 时,Ia = If , Φ =Φr , n 很大,n = (5 ~ 6) nN 很大, 磁路未饱和, (2) 当T 很小时,Ia 很小, 磁路未饱和, 很小时, 迅速下降; T↑→ Ia↑ →Φ↑ → n 迅速下降; 磁路已饱和, 磁路已饱和, (3) 当T 很大时,Ia 很大, 很大时, 很大, T↑→ Ia↑ →Φ 基本不变 → n下降较少; 下降较少; 下降较少 n n O T O Ia N 转速特性: ◆ 转速特性: n = f (Ia ) U = U Ra + Rf U - Ra + Rf U - Ia = n= CE CE Ia CEΦ CEΦ 5. 应用 (1) 特别适用于起重机和电气机车等运输机械 特别适用于起重机和电气机车等运输机械; (2) 不能在轻载或空载下运行 不能在轻载或空载下运行; (3) 不能用皮带轮传动(易造成皮带松驰)。 不能用皮带轮传动(易造成皮带松驰)。 四、复励电动机 积复励、差复励。 积复励、差复励。 ◆ 一般采用积复励电动机; 一般采用积复励电动机; ◆ 机械特性介于并励电动机 和串励电动机之间: 和串励电动机之间: 有较大的T ① 有较大的 st ; 可以空载运行。 ② 可以空载运行。 + I U M - n 并 复 串 T O 2.8 直流电动机的功率和转矩 功率平衡方程式(并励) 一、 功率平衡方程式(并励) 输入功率: P1 = U I 输入功率: PCu = Ra Ia2 + Rf If2 铜损耗 PCu : 电磁功率P 电磁功率 e : Pe = P1- PCu = E Ia 空载损耗 P0 : P0 = PFe + Pme + Pad 输出功率P 输出功率 2 : P2 = Pe- P0 = T2 2π T n = 2 60 功率流程图: 功率流程图: P1 Pe P0 P2 PCu 二、 转矩平衡方程式 空载: 空载: T = T0 负载: 负载: T = T0 + T2 建设部注册电气全套视频 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 注册电气工程师基础考试视频注册电气工程师基础考试高清视频(约40G)+PPT讲 义 公共基础:(上午考) 高等数学、普通物理、普通化学、理论力学、材料力学、流体力学、计算机基础应 用、电工电 子技术、工程经济、信号与信息等十门课程.高等数学、普通物理、普通化学、理论力学、材料力学、流体力学、计算机基础、 电工电子技 术、工程经济、信号与信息等十门课程。 主讲人:李群高教授、魏京花教授、岳冠华教授、钱民刚教授、李兆年教授、许小 重教授、王 佳教授、陈向东教授和许怡生教授等专业基础:(下午考)电路、电磁场、电机变压器、 模仿电 子技术、数字电子技术、电气工程基础(由电机、供配电组成)等六门课程的内容.电路、电磁场、电机变压器、模拟电子技术、数字电子技术、电气工程基础(由电 机、供配电组成)等六门课程的内容主讲人:王佳教授、刘辛国教授、蒋志坚教授、梁光胜教授和吕江虹教授等1 数学- 全套视频地址

时间:2020-06-28 01:29