直流电机的工作原理结构及额定值.ppt

直流电机(DC Machines)概述直流电机是电机的主要类型之一。直流电机可作为发电机使用，也可作为电动机使用。 用作发电机可以获得直流电源，用作电动机，由于其具有良好的调速性能，在许多调速性能要求较高的场合，得到广泛使用。 作电源用:直流发电机将机械能转化为直流电能 作动力用:直流电动机将直流电能转化为机械能 信号传递:直流测速发电机将机械信号转换为电信 号 信号传递:直流伺服电动机将控制电信号转换为 机械信号 直流电机的优缺点 1.直流发电机的电势波形较好，受电磁干扰的影响小。 环形绕组直流电机 1.2.1定子 1.主磁极---主磁极的作用是建立主磁场。绝大多数直流电机的主磁极不是用永久磁铁而是由励磁绕组通以直流电流来建立磁场。主磁极由主磁极铁心和套装在铁心上的励磁绕组构成。 主磁极铁心靠近转子一端的扩大的部分称为极靴，它的作用是使气隙磁阻减小，改善主磁极磁场分布，并使励磁绕组容易固定。 2.换向极——换向极是安装在两相邻主磁极之间的一个小磁极，它的作用是改善直流电机的换向情况，使电机运行时不产生有害的火花。 注：换向极结构和主磁极类似，是由换向极铁心和套在铁心上的换向极绕组构成，并用螺杆固定在机座上。换向极的个数一般与主磁极的极数相等，在功率很小的直流电机中，也有不装换向极的。换向极绕组在使用中是和电枢绕组相串联的，要流过较大的电流，因此和主磁极的串励绕组一样，导线有较大的截面。 5.电刷装置——电刷装置是电枢电路的引出（或引入）装置，它由电刷，刷握，刷杆和连线等部分组成，电刷是石墨或金属石墨组成的导电块，放在刷握内用弹簧以一定的压力按放在换向器的表面，旋转时与换向器表面形成滑动接触。刷握用螺钉夹紧在刷杆上。每一刷杆上的一排电刷组成一个电刷组，同极性的各刷杆用连线连在一起，再引到出线盒。刷杆装在可移动的刷杆座上，以便调整电刷的位置。 1.2.2转子 1.电枢铁心——电枢铁心既是主磁路的组成部分，又是电枢绕组支撑部分；电枢绕组就嵌放在电枢铁心的槽内。为减少电枢铁心内的涡流损耗，铁心一般用厚0.5mm且冲有齿、槽的型号为DR530或DR510的硅钢片叠压夹紧而成。小型电机的电枢铁心冲片直接压装在轴上，大型电机的电枢铁心冲片先压装在转子支架上，然后再将支架固定在轴上。为改善通风，冲片可沿轴向分成几段，以构成径向通风道 2.电枢绕组——电枢绕组由一定数目的电枢线圈按一定的规律连接组成，他是直流电机的电路部分，也是感生电动势，产生电磁转矩进行机电能量转换的部分。线圈用绝缘的圆形或矩形截面的导线绕成，分上下两层嵌放在电枢铁心槽内，上下层以及线圈与电枢铁心之间都要妥善地绝缘并用槽楔压紧。大型电机电枢绕组的端部通常紧扎在绕组支架上。 3.换向器：换向器起整流作用，在直流电动机中，换向器起逆变作用，关键部件之一。换向器由许多具有鸽尾形的换向片排成一个圆筒，其间用云母片绝缘，两端再用两个V形环夹紧而构成，如图所示。每个电枢线圈首端和尾端的引线，分别焊入相应换向片的升高片内。小型电机常用塑料换向器，这种换向器用换向片排成圆筒，再用塑料通过热压制成。 1.3 直流电机的电枢绕组 电枢绕组是直流电机的电路部分，亦是实现机电能量转换的枢纽。电枢绕组的构成，应能产生足够的感应电动势，并允许通过一定多电枢电流，从而产生所需的电磁转矩和电磁功率。此外，还要节省有色金属和绝缘材料，结构简单，运行可靠。 分类 环形和鼓形；环形绕组只曾在原始电机用过，鼓形绕组比环形绕组制造容易，又节省导线，运行较可靠，经济性好，故现在均用鼓形绕组。鼓形绕组又分为叠绕组、波绕组和蛙形绕组。 电枢铁心每个槽子上下层各放u个元件边，槽为实槽，包含u个元件每一个为一个虚槽，实槽数Z，虚槽Zu＝u*Z，整个绕组元件数S＝ Zu 每个元件有两个边，换向片总接有两个元件边，元件数S＝换向片数K 环形电枢绕组 鼓形电枢绕组 线圈在槽内放置 第1章 直流电机的工作原理、结构及额定值 1.2直流电机的结构 1.1直流电机的工作原理 1.3直流电机电枢绕组 1.4 直流电机的额定值 直流电机的用途:作电源用:发电机；作动力用:电动机；信号的传递:测速发电机,伺服电机 电动机的分类 电动机 直流电动机 交流电动机 良好的启动性能和调速性能 结构简单、制造容易、维护方便、运行可靠 2.直流电动机的调速范围宽广，调速特性平滑 3.直流电动机过载能力较强，起动和制动转矩较大。 4.由于存在换向器，其制造复杂，成本较高 1.1 直流电机的工作原理 1.1.1、直流发电机工作原理 右图为直流发电机的物理模型，N、S为定子磁极，abcd是固定在可旋转导磁圆柱体上的线圈，线圈连同导磁圆柱