直流电动机第一章直流电动机一章第一章.ppt

第一篇 直流电机 第一章 直流电机的基本工作原理和结构 我们周围的电机举例： 一、电机与电力拖动在国民经济中的作用 电能是现代能源中应用最广的二次能源，它的生产、变换、传输、分配、使用和控制都比较方便经济，而要实现电能的生产、变换和使用等都离不开电机。 电机是一种利用电磁感应定律和电磁力定律，将能量或信号进行转换或变换的电磁机械装置。 用电动机作为原动机拖动生产机械运行的系统，称为电力拖动系统。电力拖动是机电设备中的一个重要组成部分。除小部分生产机械采用气动或液压拖动外，绝大多数的生产机械都采用电力拖动，这源于电力拖动有其一系列的优点： （1）电能的远距离输送简便经济，分配简单，检测方便； （2）电力拖动比其他形式的拖动效率高，电动机与被拖动机械的联接简便； （3）电动机的形式和种类很多，具有各种各样的特性，可适应不同生产机械的需要，且电力拖动的起动、制动与调速等控制简便迅速，调节性能好； （4）可实现远距离控制与自动调节，并进而实现生产过程的自动化。 电机的品种繁多，按其功能用途可分为变压器、直流电机、交流电机和特殊电机。 直流电机绪论 直流电机优缺点： 优点：起动性能和调速性能好，过载能力大。 缺点：存在电流换向问题，结构工艺复杂，使用有色金属多，价格昂贵，运行可靠性差。 直流电机发展形势： 随着近年来电力电子学和微电子学的迅速发展，将直流电动机逐步被交流调速电动机取代，直流发电机则正在被电力电子器件整流装置所取代。但在今后一个相当长的时期内，直流电机仍将在许多场合继续发挥作用。 1.1? 直流电机的基本工作原理 1.1.1 电机常用的基本电磁定律 1.1.2 直流电机的工作原理 1.1.1 电机常用的基本电磁定律 1)电磁力定律：垂直于磁力线的导体通过电流时，会受到力的作用。 若与磁力线垂直的导体通过电流，导体受的力为：F=B·L·I。 F：力，N 。 B：磁感应强度, Wb/m2或T(特斯拉)。 L: 导体的有效长度，m 。 I：导体中的电流，A。 力的方向用左手定则确定： 2)电磁感应定律：若导体切割磁力线，导体中会产生感应电动势。 若导体与磁力线发生相对运动，导体中感应的电势为：E=B·L·V。 E：感应电势，V B：磁感应强度, Wb/m2或T(特斯拉) L: 导体的有效长度，m V：导体的运动速度，m/s 感应电动势的方向用右手定则确定： 1.1.2 直流电机的基本工作原理 1、直流发电机的工作原理 直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应的交变电动势，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的原理。 感应电动势的方向按右手定则确定（磁感线指向手心，大拇指指向导体运动方向，其他四指的指向就是导体中感应电动势的方向。） 1.2 直流电机的主要结构 直流电机的工作原理仅仅揭示了如何利用基本电磁规律以实现机电能量转换的道理，但是要将其付诸应用，直流电机必须具有能满足电磁和机械两方面要求的合理的结构型式。所以下面对直流电机的结构做一下介绍。 直流电机的主要结构 直流电机的主要结构 (1)主磁极：主要作用是建立主磁场。绝大多数直流电机的主磁极不是用永久磁铁而是由励磁绕组通以直流电流来建立磁场。主磁极由主磁极铁心和套装在铁心上的励磁绕组构成。主磁极铁心靠近转子一端的扩大的部分称为极靴，它的作用是使气隙磁阻减小，改善主磁极磁场分布，并使励磁绕组容易固定。 (2)换向极：主要作用是改善换向，安装在两相邻主磁极之间，是由换向极铁心和套在铁心上的换向极绕组构成。? (3)机座：机座有两个作用，一是作为主磁极的一部分，二是作为电机的结构框架。机座中作为磁通通路的部分称为磁轭。机座的两端装有端盖。 (4) 电刷装置：电刷装置是电枢电路的引出（或引入）装置，它由电刷、刷握、刷杆和连线等部分组成。 (1)电枢铁心：电枢铁心既是主磁路的组成部分，又是电枢绕组支撑部分；电枢绕组就嵌放在电枢铁心的槽内。为减少电枢铁心内的涡流损耗，铁心一般用厚0.5mm且冲有齿、槽硅钢片叠压夹紧而成。 (2)电枢绕组：电枢绕组由一定数目的电枢线圈按一定的规律连接组成，是直流电机的电路部分，也是感生电动势，产生电磁转矩进行机电能量转换的部分。线圈用绝缘的圆形或矩形截面的导线绕成，分上下两层嵌放在电枢铁心槽内，上下层以及线圈与电枢铁心之间都要妥善地绝缘，并用槽楔压紧。 (3)换向器：在直流电动机中，换向器起逆变作用，因此换向器是直流电机的关键部件之一。换向器由许多换向片排成一个圆筒，其间用云母片绝缘，两端再用两个V形环夹紧而构成。 直流电机的主要结构 直流电机的主要结构 1.3 直流电机的电枢绕组 电枢绕组的