1.1直流电机的工作原理和结构.ppt

第一章 直流电机 §1-1 直流电机的工作原理和结构 §1-2 直流电机的电枢绕组 §1-3 直流电机的磁场 §1-4 直流电机的电枢电动势、电磁转矩和电磁功率 §1-5 直流电动机的运行原理 §1-6 直流发电机的运行原理(*) §1-7 直流电机的换向 直流发电机工作原理 直流发电机小结：☆ 在电枢线圈中的感应电动势和电流都是交流电，通过换向片及电刷的整流作用才变成外部两电刷间的直流电动势，使外部电路得到方向不变的直流电流； 发电机电枢线圈中的感应电动势与其电流的方向始终一致； 虽然电枢线圈是旋转且电枢线圈中的电流是交变的，但从空间上来看，N极与S极下的电枢电流方向不变，因此，由电枢电流所产生的磁场在空间上是一个恒定不变的磁场； 具体内容在1.3讲解 电枢绕组电流与磁场相互作用产生电磁力f(左手定则判别)，产生电磁转矩方向与转子转向相反，是制动性质。 直流电动机工作原理 直流电动机小结：☆ 在直流电动机中，虽然外施电压U及电流I是直流，但在电枢绕组中内部电流是交流，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； 从空间上看，由电枢电流所产生的磁场也是一个恒定的磁场；具体内容在1.3讲解 当电枢旋转时，电枢导体切割磁力线也会感应电动势而且是交变的，其方向与电枢电流的方向相反，称为反电动势； 直流电动机中电磁转矩的方向与转子的转向一致，是驱动性质的。 直流发电机和电动机特征比较：☆ §1-1 直流电机的工作原理和结构 直流电机是电能和机械能相互转换的旋转电机之一。将机械能转换为直流电能的电机称为直流发电机；将直流电能转换为机械能的电机称为直流电动机。 直流发电机可作为各种直流电源。 直流电动机具有宽广的调速范围，较强的过载能力和较大的起动转矩等特点，广泛应用于对起动和调速要求较高的生产机械，如电力机车、内燃机车、工矿机车、城市电车、电梯、轧钢机等的拖动电机。 §1-1 直流电机的工作原理和结构 一、直流电机的工作原理 直流电机是直流发电机和直流电动机的总称。直流电机具有可逆性，既可作直流发电机使用，也可作直流电动机使用。 图为直流电机工作原理。N、S为定子上固定不动的两个主磁极，主磁极可以采用永久磁铁，也可以采用电磁铁 。通电导体受到力的作用，从而产生转距。 状态1 状态2 §1-1 直流电机的工作原理和结构 §1-1 直流电机的工作原理和结构 状态1 状态2 §1-1 直流电机的工作原理和结构 §1-1 直流电机的工作原理和结构 §1-1 直流电机的工作原理和结构 直流发电机： 直流电动机： 1.外部输出直流电；2.内部电枢感应电流为交流电；3.在主磁极下感应电流方向不变；4.感应电动势与电枢感应电流的方向始终一致；5.电枢电流所产生的磁场在空间上是一个恒定不变的磁场；6.电枢内感应电流与磁场相互作用产生的电磁力矩为制动转矩（与外部机械转矩方向相反）。 1.外部输入直流电；2.内部电枢电流为交流电；3.在主磁极下电枢电流方向不变；4.感应电动势与电枢电流的方向始终相反；5.电枢电流所产生的磁场在空间上是一个恒定不变的磁场；6.电枢内电流与磁场相互作用产生的电磁力矩为驱动转矩。 §1-1 直流电机的工作原理和结构 1-直流电机总成；2-后端盖；3-通风机；4-定子总成； 5-转子（电枢）总成；6-电刷装置；7-前端盖 二、直流电机的主要结构 §1-1 直流电机的工作原理和结构 直流电机剖面图 §1-1 直流电机的工作原理和结构 小型直流电动机的剖面结构 1—电枢绕组；2—电枢铁芯；3—机座； 4—主磁极铁芯；5—励磁绕组；6—换向绕组； 7—换向极铁芯；8—主磁极极靴；9—机座底脚 §1-1 直流电机的工作原理和结构 1、定子部分 （1）主磁极 主磁极的作用是建立主磁场。 主磁极由主磁极铁心和套装在铁心上的励磁绕组构成。 主磁极的个数一定是偶数，励磁绕组的连接必须使得相邻主磁极的极性按 N，S 极交替出现。 （2）机座 机座有两个作用，一是作为主磁路的一部分，二是作为电机的结构框架。 直流电机主磁极的结构 1—机座；2—主磁极铁芯；3—励磁绕组 §1-1 直流电机的工作原理和结构 （3）换向极 换向极又称附加极，安装在相邻两主磁极的几何中心线上。 Why？在1.7讲 换向极的作用是改善直流电机换向。在小容量电机（1kw以下）中，有时换向极只有主磁极的一半，或不安装换向极。 （4）电刷装置 电刷与换向器相配合，在电动机中起到逆变（将直流变为交流）作用；而在发电机中则起到整流（将交流变为直流）作用。 注：具体换向过程在1.7讲