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电机学 第三章 直流电机 基本内容 3.1 直流电机的原理和基本结构 3.2 直流电枢绕组 3.3 空载和负载时的磁场 3.4 感应电势和电磁转矩 3.5 直流发电机及其运行特性 3.6 直流电动机及其运行特性 3.7 直流电机机械特性 小结 3.1 直流电机的原理和基本结构 内容 1 直流电机的工作原理 2 直流电机的基本结构 3 直流电机的励磁方式 4 直流电机的额定数据 1 直流电机的工作原理 1）直流电机的构成 1 直流电机的工作原理 线圈中的交流电势动画 2）直流发电机工作原理 直流电势产生动画 2）直流发电机工作原理 2）直流发电机工作原理 1 直流电机的工作原理 电动机原理动画 3）直流电动机工作原理 2 直流电机的基本结构 旋转电机结构形式必须同时满足电磁和机械两方面要求 旋转电机都具备静止和转动两大部分。即定子和转子，以及两者之间储存磁能的气隙。 2 直流电机的基本结构 1）定子部分 主磁极是一种电磁铁，作用是建立主磁场。 用 1-1.5 毫米厚的钢板冲片叠压紧固而成的铁心和直流励磁线圈构成。 作用 -- 改善换向。 换向极装在两主磁极之间，也是由铁心和绕组构成。铁心一般用整块钢或钢板加工而成；换向极绕组与电枢绕组串联。 2 直流电机的基本结构 转子部分主要有以下部分组成：电枢铁心、电枢绕组、换向器。 两个用处： 1)作为主磁路的主要部分； 2)嵌放电枢绕组 电枢铁心中因磁通变化而引起的磁滞及涡流损耗，通常用０.５ｍｍ厚的两面涂有绝缘漆的硅钢片冲片叠压而成 直流电机的主要电路部分 用以通过电流和感应产生电动势以实现机电能量转换。 由许多按一定规律联接的线圈组成， 4直流电机的额定值 额定值? 电机制造厂按国家标准的要求，对电机的一些电量或机械量所规定的数据。 额定工况 电机运行时，有关电量和机械量都符合额定值的运行情况 直流电机铭牌给出的额定值 额定功率 PN (W) 额定电压 UN (V) 额定电流 IN (A) 额定转速 nN (rpm) 额定励磁电压 UfN (V) 额定励磁电流 IfN (A)和励磁方式等 3.2 直流电枢绕组 内容 1 电枢绕组的一般知识 2 电枢绕组的元件和节距 3 单叠绕组 3.2 直流电枢绕组 电枢绕组是直流电机的主要电路，是直流电机的一个重要部件。? 直流电机电枢绕组的基本形式： 单叠绕组和单波绕组 实际电机中，为使元件端接部分能平整地排列，一般采用双层绕组 ? 对电枢绕组的要求是 : 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。 ???? 2电枢绕组的元件和节距 2）电枢连接常用名词术语 极轴线：磁极的中心线； 几何中性线：磁极之间的平分线， 极对数 ：主磁极的对数； 极距 ：在电枢铁心表面上，一个极所占的距离。可用槽数表示，如果Q为电枢总槽数，则 虚槽：如果电枢每槽上下层只有一个元件边，则元件数S就等于槽数Q。但直流电机中每槽每层有u元件边，此时 ，通常把一个上层和下层元件边在槽中占的空间做为一个虚槽。则虚槽数 。 由于元件出线端与换向片相连，故换向片数K等于元件数也等于虚槽数，即 3）电枢绕组的节距 3 单叠绕组 1）单叠绕组联接的规律 3 单叠绕组 2）单叠绕组展开图 2）单叠绕组展开图 2）单叠绕组展开图 2）单叠绕组展开图 2）单叠绕组展开图 2）单叠绕组展开图 单叠绕组的特点 3.3? 直流电机空载和负载时的磁场 内容 1直流电机空载磁场 2负载时直流电机磁场 1 直流电机的空载磁场 空载是指电枢电流等于零或者很小的一种运行状态。发电机出线端没有电流输出，电动机轴上不带机械负载。这时的气隙磁场，只由主磁极的励磁电流所建立，所以直流电机空载时的气隙磁场，又称励磁磁场。 1）直流电机的空载——主磁通 Φ0 2）直流电机的空载——漏磁通 Φ1σ 主磁通所经过的磁路包括两段主磁极LM、两段气隙、两段电枢齿部Lt、电枢磁轭Lc、定子磁轭Lj。 2 负载时直流电机的磁场 1）负载时的气隙磁场 2）电枢反应 2）电枢反应——效果 3.4 感应电动势和电磁转矩 内容 1感应电动势 2电磁转矩 3.5 直流发电机及其特性 内容 1 直流发电机稳态运行时的基本方程式 2 功率关系 例题 3 他励直流发电机的运行特性 1 直流发电机稳态运行时的基本方程式 1 直流发电机稳态运行时的基本方程式 1 直流发电机稳态运行时的基本方程式 1 直流发电机稳态运行时的基本方程式 2 功率关系 电磁功率的意义 他励发电机功率流程 3 他励发电机的运行特性 3.6 直流电