第3章直流电机原理(1-4).ppt

第3章 直流电机原理 直流电机的用途及基本工作原理 直流电机的主要结构与型号 直流电机的磁路 直流电机的电枢绕组 电枢电动势与电磁转矩 直流电动机运行原理 他励直流电动机的机械特性 直流电机的换向 本章基本要求 了解直流电机的基本结构、工作原理 熟悉直流电机的励磁方式 理解直流电机电枢绕组的构成及特点 掌握电枢电动势和电磁转矩的计算 理解和掌握直流电机的工作特性和机械特性 了解直流电机的换向 3.1 直流电机的用途及基本工作原理 直流电机的特点： 直流发电机的电势波形较好，对电磁干扰的影响小。 直流电动机的调速范围宽广，调速特性平滑。直流电动机过载能力较强，启动和制动转矩较大。 易于控制，可靠性较高 由于存在换向器，其制造复杂，价格较高 3.1.2 基本工作原理 直流发电机运行时的几点结论： 2、直流电动机的工作原理 直流电动机运行时的几点结论： 结 论 从上述基本电磁情况来看，一台直流电机原则上既可以作为电动机运行，也可以作为发电机远行，只是约束的条件不同而已。 在直流电机的两电刷端上，加上直流电压，将电能输入电枢，机械能从电机轴上输出，拖动生产机械，将电能转换成机械能而成为电动机； 如用原动机拖动直流电机的电枢，而电刷上不加直流电压，则电刷端可以引出直流电动势作为直流电源，可输出电能，电机将机械能转换成电能而成为发电机。 同一台电机既能作电动机又能作发电机运行的这种原理，在电机理论中称为可逆原理。 3.2 直流电机的主要结构与型号 1、定子部分 （2）换向极 （3）机座 作用： 一是用来固定主磁极、换向极和端盖等，起机械支承的作用； 二是作为电机磁路的一部分。 2、转子部分 作用： 一是作为电机主磁路的主要部分； 二是嵌放电枢绕组。 （2）电枢绕组 （3）换向器 直流电机的基本结构总结 3.2.2 电机的铭牌数据 直流电机的额定数据 3.3 直流电机的磁路、空载时的气隙磁密与空载磁化特性 3.3.2 空载时气隙磁通密度的分布波形 3.3.3 空载磁化特性 3.3.4 直流电机的励磁方式 3.4 直流电机的电枢绕组 电枢绕组的基本知识： 元件：构成绕组的线圈称为绕组元件，分单匝和多匝两种。 电枢绕组的基本知识： 绕组实物图 电枢绕组的形式 3.4.1 单叠绕组 单叠绕组分析实例： 2.单叠绕组展开图 3.绕组放置 元件1： 上元件边在1槽， 下元件边放在相距y1=4即5槽下层。 元件2： 上元件边在2槽， 下元件边放在相距y1=4即6槽下层。 以此类推 某一瞬间电刷、磁极放置 磁极：磁极宽度约0.7τ,均匀分布，N、S极交替安排。 电刷：连接内、外电路。为了在正负电刷间获得最大直流电势以及产生最大的电磁转矩，电刷放在被电刷短路的元件电势为零的位置。 电势为零的元件：在一个主极下的元件边电势具有相同的方向。 在磁极的几何中心线上电势为零。 电刷放置：电刷放置在使电刷的中心线与主磁极轴线对准的换向片上。 元件连接顺序表 绕组电路图： 单叠绕组的特点： 元件的两个出线端连接于相邻两个换向片上。 并联支路数等于磁极数，2a=2p; 整个电枢绕组的闭合回路中，感应电动势的总和为零， 绕组内部无换流； 每条支路由不相同的电刷引出，电刷不能少，电刷数等于磁极数; 正负电刷引出的电动势即为每一支路的电动势，电枢电压等于支路电压; 由正负电刷引出的电枢电流Ia为各支路电流之和，即 3.4.2 单波绕组 单波绕组分析实例: 实例：p＝2， Ze=S＝K＝15 左单波绕组 元件、磁极、电刷放置原则 单波绕组展开图 单波绕组元件连接顺序表 单波绕组电路图 单波绕组的特点： 直流电机绕组的归纳 所有的直流电机的电枢绕组总是自成闭路. 电枢绕组的支路数（2a）永远是成对出现，这是由于磁极数(2p)是一个偶数.?????注：a－支路对数????????? ?? ?? p－极对数 为了得到最大的直流电势，电刷总是与位于几何中线上的导体相接触。 单叠绕组和单波绕组的区别 1 1.槽展开 2.绕组放置 3.安放磁极电刷 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 16 15 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 16 15 槽展开 绕组放置 安放磁极、电刷 N S N S τ τ τ τ + － + + － － 绕电枢一周， 所有元件互相串联构成一闭合回路。 结合电刷的放置， 得到该瞬时的电路图 每个极下的元件组成一条支路。即单叠绕组的并联支路数正好等于电机的极数。 这是单叠绕组的重要特点之一。 为了使紧相串联的元件所生的电势同向相加， 元件边应处于相同磁极极性下，即合成节距 单波绕组：换向极距yc必须符合