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HELLO EVERY ONE 第3章 直流电机原理和工作特性 3.1直流电机原理 3.1.1 直流电机的用途和主要结构 3.1.2 直流电机的基本工作原理 3.1.3 直流电机的磁路和电枢绕组 3.1.4 电枢电动势与电磁转矩 3.1.5 *有关直流电机更多的基本知识 3.2 电动机与拖动负载（用于本书其他各章） 3.3 他励直流电机稳态方程和外特性 3.4 他励直流电动机的运行特性 （一）直流电机的静止部分（定子部分 ） 直流电机外形 3. 直流电机的铭牌数据 (1)在直流电动机中，外施电压u及电流I是直流，但电枢绕组内部电流ia是交流。这是靠换向片及电刷的逆变作用，将外部直流变成内部的交流。 (2)从空间上看，由电枢电流所产生的磁场也是一个恒定磁场。 (3)当电枢旋转时，电枢导体切割磁力线也会感应电动势且是交变的，其方向与电枢电流ia的方向始终相反，称之为反电势。 (4)直流电动机中电磁转矩的方向与转子转向一致，是驱动性质的。 3.1.3 直流电机的磁路和电枢绕组 3 电枢绕组 2 个实例: 2电磁转矩: 3.1.5 *有关直流电机更多的基本知识(了解) 1 励磁 励磁绕组的供电方式称为励磁方式。 直流电机按励磁方式可分为他励和自励两大类. 他励是指If 由另外的电源供给，与电枢电路没有电的连接； 自励是指发电机励磁所需的If 由该电机本身电枢供给。按励磁绕组与电枢连接方式的不同分为串励、并励和复励。 3.1.4 电枢电动势与电磁转矩 一根导体 一根导体的平均电动势（右手定则）： 1 电动势： 电枢电动势是指直流电机正、负电刷之间的感应电势。 直流发电机运行时，电枢元件在磁场中运动，产生切割电动势；直流电动机运行时，由于元件中有电流，会受到电磁力（转矩） 。 （为了简化分析，以下考察的电枢绕组的线速度v 方向与磁密B 的方向及导体成直交 。） 电枢电动势: 直流电动机制成后，其反电势的大小正比于每极磁通和机械转速。 一根导体的平均电动势乘上串联支路的总导体数 一根导体 直流电机制成后，其电磁转矩的大小正比于每极磁通和电枢电流。 电枢绕组的运动方向与磁密的方向成直交，根据载流导体在磁场里受力的左手原理: N根导体的总电磁转矩 1直流电机的励磁方式 2电枢反应 3换向问题 * * 十三朝的千年帝都，著名的古丝绸之路的起点，人类文明和中华民族的发祥地之一。这座永恒的城市，就像一部活的史书，一幕幕、一页页都记录着中华民族的沧桑巨变。她是中国历史的永恒坐标，也是国际的、市场的、人文的、生态的城市代表。 这就是古都-----西安 直流电机原理 3.1直流电机原理 3.1.1 直流电机的用途和主要结构 1直流电机主要用途： 特点：具有调速范围宽，平滑调速，起、制动转矩大，过载能力强，易于控制的优点；但有结构较复杂，成本较高，维护不便等缺点。 用途：常用于对调速有较高要求的场合。 如在机器人、轧机、精密机床和以蓄电磁为电源的小型起重运输机械等设备中应用较多； 直流电机结构 2 基本结构：直流电机主要由定子（固定部分）和转子（转动部分）两大部分组成。 定子的作用是用来产生磁场和作电机的机械支撑。转子用来感应电势而实现能量转换。 直流电机内部结构 转子：电枢铁心，槽内嵌入线圈 线圈的首末端分别连接到两片相邻且相互绝缘的圆弧形铜片，即换向片上。与一个线圈的末端相联的换向片同时与下一个线圈的首端连接，于是，各线圈通过换向片连接起来构成电枢绕组。各换向片固定于转轴上且与转轴绝缘。这种由换向片构成的整体称为换向器。 直流电机内部结构 直流电机内部结构 2.1.2 直流电机的结构 定子解剖 详见后页 定子解剖 1、主磁极 2、换向极 1—主磁极铁心 2—励磁绕组 3—机座 1—换向极铁心 2—换向极绕组 ——用来固定主磁极、换向极和端盖；另外，又作为磁路的一部分。 作用是产生气隙磁场。铁心用0.5～1.5mm厚的钢板冲片叠压铆紧而成，上面套励磁绕组的部分称为极身，下面扩宽的部分称为极靴。既可使气隙中磁场分布比较理想。励磁绕组用绝缘铜线绕制而成。 3、机座 两相邻主磁极之间的小磁极叫换向极，也叫附加极或间极。作用是改善换向，减小电机运行时电刷与换向器之间可能产生的火花。换向极由换向极铁心和换向极绕组组成。 电刷 4、电刷装置 电刷装置 用以引入或引出直流电压和直流电流 1—刷握 2—电刷 3—压紧弹簧 4—铜丝辫 图2-8电刷装置 转动部分 （二）直流电机的转动部分（电枢） 主要由电枢铁心和电枢绕组 1、电枢铁心：是主磁通磁路的主要部分，同时用以嵌放电