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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 1直流电机的励磁 励磁方式种类： 按励磁绕组的电方式的不同，可把直流电机分成下列四种： 1、他励直流电机——励磁绕组与电枢绕组无联接关系，而是由其他直流电源对励磁绕组供电。优点是两个电源独立。 改善换向的方法 (1)加换向磁极 移动电刷改善换向 在小容量电机中无换向磁极，常用移动电刷的办法改善换向。在直流发电机中将电刷顺转子转向移动一个β角，并使βα，α为物理中性线与几何中性线之夹角，也就是说把电刷从几何中性线顺转向移过物理中性线， (2)加补偿绕组 直流电动机的环火是指换向器上连接在正负电刷之间的或由电刷至附近机座的强烈电弧。产生环火时，电机呈短路状态，而且伴随着电弧产生的闪光，声音和高温，能在很短的时间内烧坏电机。 产生环火的原因是电枢电流急剧增加和磁场的严重畸变。 电枢绕组连接例 换向片 元件首端 末端 形成一 对磁极 电枢绕组连接例 注意电枢电流和导体电流的区别： 电枢电流为流经电刷的电流（方向不变），而导体电流为一条支路的电流（方向变化） 导体电动势 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 电枢电动势: 直流电机制成后，其电枢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 称为电动势常数 电磁转矩 一根导体电磁力和转矩 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 称为转矩常数 其他知识 1直流电机的励磁方式 2电枢反应 3换向问题 励磁方式 励磁：在直流电机中，由定子励磁线圈通电产生磁场。所产生的主磁场也称为励磁磁场。 直流电机的突出优点是，通过选择不同的励磁绕组励磁方式，可以获得多种不同的运行特性。 在控制系统中，励磁方式不论对电机稳态特性还是动态性能都会产生很大的影响。 什么是励磁？ 励磁方式:励磁绕组的供电方式。 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。 励磁种类 2、并励直流电机——励磁绕组与电枢绕组并联。转速易于控制。 3、串励直流电机——励磁绕组与电枢绕组串联。起动特性好。 4、复励直流电机——两个励磁绕组，一个与电枢绕组并联， 另一个与电枢绕组串联。具有并励和串励优点。 励磁种类 电枢反应 2电枢反应 电枢电流也产生磁场，它的出现必然会影响空载时只有励磁磁动势单独作用的磁场、改变气隙磁密分布情况及每极磁通量的大小，这种现象称为电枢反应 。 实际上空载工作点通常取在磁化特性的拐弯处，磁动势增加，磁密增加得很少，磁动势减少，磁密跟着减少。因此造成了 半个磁极范围内合成磁密增加得很少， 半个磁极范围内合成磁密减少得较多, ?一个磁极下平均磁密减少。 与空载的主极磁场相比，电枢反应使合成磁场每极总磁通减少，这就是电枢反应的去磁效应。 通过