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第2章 直流电动机 2.1 直流电机的构造 2.2 直流电机的工作原理 2.3 直流电动机的机械特性 2.4 并励电动机的起动、调速与制动 2.4.1 起动 2.起动方法 3.注意事项 2.4.2 并励(他励)电动机的调速 2 改变电压调速 返回 退出 上一页 下一页 章目录 直流电机的优点： (1) 调速性能好, 调速范围广, 易于平滑调节。 (2) 起动、制动转矩大, 易于快速起动、停车。 (3) 易于控制。 应用: (1) 轧钢机、电气机车、中大型龙门刨床、矿山竖井 提升机以及起重设备等调速范围大的大型设备。 (2) 用蓄电池做电源的地方，如汽车、拖拉机等 极掌 极心 励磁绕组 机座 转子 直流电动机的磁极和磁路 直流电机由定 子(磁极)、转子 (电枢)和机座等 部分构成。 S N + + + + N + + + + + S + + + 2. 转子(电枢) 由铁心、绕组（线圈）、换向器组成。 1. 磁极 永磁式: 由永久磁铁做成。 励磁式: 磁极上绕线圈，线圈中通过直流电， 形成电磁铁。 励磁: 磁极上的线圈通以直流电产生磁通，称 为励磁。 电枢铁心：由硅钢片叠装而成。 电枢绕组：单个绕组元件组成。 用来在电机中产生磁场。 1. 他励电动机 励磁绕组和电枢绕组分别由两个直流电源供电。 直流电机的分类 直流电机按照励磁方式可分为他励电动机、并励电动机、串励电动机和复励电动机 2. 并励电动机 励磁绕组和电枢绕组并联，由一个直流电源供电。 U Uf Ia M + _ + _ If 他励 Ia U M + _ If + _ I E 并励 4. 复励电动机 励磁线圈与转子电枢的联接有串有并，接在同一电源上。 3. 串励电动机 励磁线圈与转子电枢串联接到同一电源上。 串励 U Ia + _ If M 复励 U + _ I M Ia I U – + S b N a c d 直流电从两电刷之间通入电枢绕组，电枢电流方向如图所示。由于换向片和电源固定联接，无论线圈怎样转动，总是S极有效边的电流方向向里, N极有效边的电流方向向外。电动机电枢绕组通电后中受力(左手定则)按顺时针方向旋转。 U – + U – + 电刷 换向片 U – + I F F T n 换向器作用： 将外部直流电 转换成内部的 直流电，以保 持转矩方向不 变。 U – + E E T n S b N d F F a c I I 换向片 电刷 线圈在磁场中旋转，将在线圈中产生感应电动势。由右手定则，感应电动势的方向与电流的方向相反。 KE: 与电机结构有关的常数 n: 电动机转速 ? ：磁通 1. 电枢感应电动势 E=KE? n U – + E E T n S b N d F F a c I I 换向片 电刷 电枢感应电动势E与电枢电流或外加电压方向总是相反，所以称反电势。 式中：U — 外加电压 Ra — 绕组电阻 2. 电枢回路电压平衡式 – Ra Ia E + – + U M KT: 与电机结构有关的常数 ? : 线圈所处位置的磁通 Ia：电枢绕组中的电流 3. 电磁转矩 单位: ? (韦伯)，Ia (安) ，T (牛顿?米) 直流电动机电枢绕组中的电流(电枢电流Ia)与磁通? 相互作用，产生电磁力和电磁转矩，直流电机的电磁转矩公式为 4. 转矩平衡关系 电动机的电磁转矩T为驱动转矩, 它使电枢转动。 在电机运行时，电磁转矩必须和机械负载转矩及空 载损耗转矩相平衡，即 T=KT ? Ia 当电动机轴上的机械负载发生变化时，通过电动机转速、电动势、电枢电流的变化，电磁转矩将自动调整，以适应负载的变化，保持新的平衡。 转矩平衡过程 T2: 机械负载转矩 T0: 空载转矩 例： 设外加电枢电压 U 一定，T=T2 (平衡)，此时， 若T2突然增加，则调整过程为 达到新的平衡点(Ia ?、 P入?) 。 T2 ? n? Ia ? T ? E? 特点: 励磁绕组与电枢并联 由图可求得 由上分析可知： 当电源电压U和励磁回路的电阻Rf一定时, 励 磁电流If和磁通?不变，即? = 常数。则 Ia U M + _ If + _ I E 令： T=KT ?Ia = K Ia 即：并励电动机的磁通 ? = 常数，转矩与电枢电流 成正比。