接在直流电源上运行的直流电机.doc

接在直流电源上运行的直流电机，怎么判断它是运行在发电状态还是运行在电动状态对交流电机来说就是用电压与电流的相位来判断。对同步电机，可以是电网的感性负载也可以是容性负载，两种工作状态同样可以用相位判断。先考虑仅有两个设备的最简单的直流电路，两个设备一个我们称电源，另一个称负载。　　当电源方向与电流方向相同(在负载上由正到负，在电源上由负到正)时，电源供电给负载。当电源方向与电流方向相反(在负载上由负到正，在电源上由正到负)时，负载供电给电源。　　交流电路中同样如此。只不过交流电路中电压与电流大小和方向时刻在变化，任一时刻电源供电给负载还是负载供电给电源需要看此时刻电压与电流的方向而定。　　对正弦电路，显然，当电压与电流同相时，电压与电流方向总是一致的，只可能由电源供电给负载，不可能由负载供电给电源。当电压电流不同相时，一个周期内，一部分时间是电源供电给负载，另一部分时间是负载供电给电源，感性负载和容性负载就是如此。　　经计算可知，正弦交流电路中，当电压与电流相差90度时，一个周期内电源向负载供电数量与负载向电源供电数量相等，平均来说，电源不向负载供电，当然，负载也不向电源供电。当电压与电流相差180度(反相)时，任何时刻仅负载向电源供电，没有电源向负载供电。　　所以，对正弦交流电路，当电压与电流相位差小于90度时，一个周期平均来说，是电源向负载供电，大于90度时，是负载向电源供电。　　如果不是正弦电路，计算比较复杂，需要对功率函数进行积分。什么是直流发电机 　　直流发电机是把机械能转化为直流电能的机器。它主要作为直流电动机、电解、电镀、电冶炼、充电及交流发电机的励磁等所需的直流电机。虽然在需要直流电的地方，也用电力整流元件，把交流电变成直流电，但从使用方便、运行的可靠性及某些工作性能方面来看，交流电整流还不能和直流发电机相比。 [编辑本段] 直流发电机的工作原理 　　用电动机拖动电枢使之逆时针方向恒速转动，线圈边 a b 和 c d 分别切割不同极性磁极下的磁力线，感应产生电动势 　　直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应产生的交变电动势，靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势 因为电刷 A 通过换向片所引出的电动势始终是切割N 极磁力线的线圈边中的电动势。所以电刷 A 始终有正极性，同样道理，电刷 B 始终有负极性。所以电刷端能引出方向不变但大小变化的脉动电动势 　　结论 线圈内的感应电动势是一种交变电动势，而在电刷 A B 端的电动势却是直流电动势。 　　当发电机的电枢被其他机器带动以均匀速逆时针旋转时，线圈abcd作切割磁感线运动。线圈转到图7－4所示位置时，用右手定则可以判断出ab段导体产生的感应电动势方向为b→a；cd段导体产生的感应电动势方向为d→c，则与滑片1接触的电刷A为正极，与滑片2接触的电刷B为负极。当线圈转到中性面（与磁感线相垂直的平面）时，感应电动势从最大值逐渐减小到零。当线圈转过中性面后，ab段导体产生的感应电动势方向由a→b；cd段导体的感应电动势方向由c→d。此时，电刷A改为与换向器的滑片2接触，电刷B与滑片1接触。随着线圈在磁场中的不断转动，换向器滑片1和2间的感应电动势是大小和方向都随时间变化的交变电动势，但电刷A与B交替地接触与线圈同时转动的换向器滑片1和2，因此在电刷A与B间产生的是脉动直流电动势，从A与B输出的就是直流电了。 [编辑本段] 直流发电机与直流电动机的区别 　　直流发电机和直流电动机在结构上没有差别。只不过直流发电机是用其他机器带动，使其导体线圈在磁场中转动，不断地切割磁感线，产生感应电动势，把机械能变成电能。直流发电机由静止部分和转动部分组成。静止部分叫定子，它包括机壳和磁极，磁极当然是用来产生磁场的；转动部分叫转子，也称电枢。电枢铁芯呈圆柱状，由硅钢片叠压而成，表面冲有槽，槽中放置电枢绕组。换向器是直流电机的构造特征，在示意图7－4中，换向器就是那两个与线圈abed两端a与d相连的弧形导电滑片1和2，这两个弧形导电滑片相互绝缘。随着线圈转动。两个固定不动的电刷A和B，紧压在换向器滑片上，并与外电路相连接。为了减小直流发电机输出的直流电的脉动性，电枢绕组并不是单线圈，而是由许多线圈组成，绕组中的这些线圈均匀地分布在电枢铁芯的槽内，线圈的端点接到换向器的相应的滑片上。换向器实际上由许多弧形导电滑片组成，彼此用云母片相互绝缘。线圈和换向器的滑片数目越多，产生的直流电脉动就越小，这当然也给制造上带来困难。直流发电机产生的感应电动势的大小与定子磁场的磁感应强度和电枢的转速成正比。中小型直流光电机输出的额定电压并不高，为115伏、230伏、460伏。大型的直流发电机输出的额定电压在800伏左右，输出更高电压的直流发电机属于高压特殊机组的范围