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直流电动机 主要内容 一、直流电动机的结构和工作原理 二、直流电动机的分类及特性 三、直流电动机的拖动 四、直流电动机的故障分析及维护 一、直流电动机的结构和工作原理 直流电动机是将直流电能转换为机械能的旋转机械。它与交流电动机（如三相异步电动机）相比，虽然结构比较复杂、生产成本较高、故障较多等，目前已不如交流电动机应用普遍，但由于它具有优良的调速性能和较大的启动转矩，仍得到广泛应用。本节仅就直流电动机的结构与工作原理、直流电动机的分类、直流电动机的启动与调速作介绍。 一、直流电动机的结构和工作原理 一、直流电动机的结构和工作原理 （一）直流电动机的结构 直流电动机由定子和转子两部分构成，二者之间有空气隙。 1、定子 一、直流电动机的结构和工作原理 一、直流电动机的结构和工作原理 定子作用： 是产生主磁场和在机械上支撑电机。由主磁极、机座、电刷装置和轴承等组成。 主磁极由主磁极铁心和绕在上面的励磁绕组组成。主要作用是产生主磁场。极掌的作用是使通过空气隙的磁通分布合适，并使励磁绕组能牢固的固定在极芯上。 机座的作用是作为磁通的通路，在上面安装主磁极，并通过端盖支持电枢部分。 一、直流电动机的结构和工作原理 2、转子 一、直流电动机的结构和工作原理 一、直流电动机的结构和工作原理 一、直流电动机的结构和工作原理 一、直流电动机的结构和工作原理 一、直流电动机的结构和工作原理 一、直流电动机的结构和工作原理 一、直流电动机的结构和工作原理 一、直流电动机的结构和工作原理 右图是直流电动机的示意图。若在A、B之间外加一个直流电压，A接电源正极，B接负极，则线圈中有电流流过。当线圈处于右图所示位时，有效边ab在N极下，cd在S极上，两边中的电流方向为a→b、c→d。 一、直流电动机的结构和工作原理 由安培定律可知，ab边和cd边所受的电磁力为：F=BIL。式中，I 为导线中的电流，单位为安（A）。根据左手定则知，两个F的方向相反，形成电磁转矩，驱使线圈逆时针方向旋转。当线圈转过180°时，cd边处于N 极下，ab边处于S 极上。由于换向器的作用，使两有效边中电流的方向与原来相反，变为d→c、b→a，这就使得两极面下的有效边中电流的方向保持不变，因而其受力方向、电磁转矩方向都不变。 一、直流电动机的结构和工作原理 由此可见，正是由于直流电动机采用了换向器结构，使电枢线圈中受到的电磁转矩保持不变，在这个电磁转矩作用下使电枢按逆时针方向旋转。这时电动机可作为原动机带动生产机械旋转，即由电动机向机械负载输出机械功率。 一、直流电动机的结构和工作原理 直流电动机的电枢绕组中的电流与磁通?相互作用，产 生电磁力和电磁转矩，电磁转矩的大小为 ：T=Kt?Ia其中，T---电磁转矩(N*m)  ?---主磁极的磁通 (Wb) Kt --- 与电动机结构有关的常数 Ia ---电枢电流（A） 一、直流电动机的结构和工作原理 一、直流电动机的结构和工作原理 凡表征电机额定运行情况的各种数据，称为额定值。额定值一般都标注在电机的铭牌上，所以也称为铭牌数据，它是正确合理使用电机的依据。 额定电压?UN（?V）： 在额定情况下，电刷两端输出（发电机）或输入（电动机）的电压。 额定电流IN （A）： 在额定情况下，允许电机长期流出或流入的电流。 一、直流电动机的结构和工作原理 额定功率（额定容量）PN （kW）： 电机在额定情况下允许输出的功率。 额定转速nN（r／min）： 在额定功率、额定电压、额定电流时电机的转速。 额定效率ηN ： 输出功率与输入功率之比，称为电机的额定效率。 一、直流电动机的结构和工作原理 （四）直流电机的磁场和换向 一、直流电动机的结构和工作原理 （1）直流电机的磁路 一、直流电动机的结构和工作原理 一、直流电动机的结构和工作原理 电机负载运行时，电枢绕组中有电流流过，它将产生一个电枢磁势。电机的气隙磁场是由主极磁势和电枢磁势共同建立的。 一、直流电动机的结构和工作原理 负载时电枢磁势对主磁场的影响称为电枢反应。负载时的合成磁场如图所示。 电枢反应的性质 气隙磁场发生畸变， 对主磁场有去磁作用。 一、直流电动机的结构和工作原理 一、直流电动机的结构和工作原理 一、直流电动机的结构和工作原理 一、直流电动机的结构和工作原理 一、直流电动机的结构和工作原理 一、直流电动机的结构和工作原理