第1章直流电机.ppt

1.5.2 换向的电磁理论 换向元件中的电动势： 自感电动势 和互感电动势 ：换向元件（线圈）在换向过程中电流改变而产生的。 切割电动势 ：在几何中性线处，由于电枢反应在存在，电枢反应磁密不为零，在换向元件中感应切割电动势。 换向元件中的合成电动势为： 根据楞次定律，自感电动势、互感电动势和切割电动势总是阻碍换向的。 换向电动势 ：在几何中性线处，换向元件在换向磁场中感应的电动势。换向电动势是帮助换向的。 换向元件中的电流： 设两相邻的换向片与电刷的接触电阻分别是 和 ，元件自身的电阻为 ,流过的电流为 ,元件与换向片间的连线电阻为 ,元件在换向时的回路方程： 忽略元件电阻和元件与换向片间的连线电阻，并设电刷与换向片的接触总电阻为 ，则可推导出换向元件中的电流变化规律为 一、直线换向 当 时换向元件电流随时间线性变化。 当 时换向元件电流随时间不 是线性变化，出现电流延迟现象。 二、延迟换向 当 时换向元件电流随时间再是线性变化，出现电流超前现象。 三、超越换向 直线换向 延迟换向 超越换向 1.5.3 改善换向的方法 除了直线换向外，延迟和超越换向时的合成电动势不为零，换向元件中产生附加换向电流，附加换向电流足够大时会在电刷下产生火花。还有机械和化学方面的因素也能引起换向不良产生火花。 改善换向一般采用以下方法： 选择合适的电刷，增加换向片与电刷之间的接触电阻 装设换向磁极 位于几何中性线处装换向磁极。换向绕组与电枢绕组串联，在换向元件处产生换向磁动势抵消电枢反应磁动势 大型直流电机在主磁极极靴内安装补偿绕组 补偿绕组与电枢绕组串联，产生的磁动势抵消电枢反应磁动势 1.6.1 直流发电机的励磁方式 1.6 直流发电机 供给励磁绕组电流的方式称为励磁方式。分为他励和自励两大类，自励方式又分并励、串励和复励三种方式。 1、他励：直流电机的励磁电流由其它直流电源单独供给。 他励直流发电机的电枢电流和负载电流相同，即： 2、并励： 发电机的励磁绕组与电枢绕组并联。且满足 3、串励： 励磁绕组与电枢绕组串联。满足 4、复励： 并励和串励两种励磁方式的结合。电机有两个励磁绕组，一个与电枢绕组串联，一个与电枢绕组并联。 第1章 直流电机 1.2 直流电机电枢绕组简介 1.3 直流电机的电枢反应 本章主要讨论直流电机的基本结构和工作原理，讨论直流电 机的磁场分布、感应电动势、电磁转矩、电枢反应及影响、换向 及改善换向方法，从应用角度分析直流发电机的运行特性和直流 电动机的工作特性。 1.4 直流电机的电枢电动势和电磁转矩 1.5 直流电机的换向 1.6 直流发电机 1.7 直流电动机 1.1 直流电机的基本工作原理与结构 思考题与习题 1.1 直流电机的基本工作原理和结构 1.1.1 直流电机的主要结构 主磁极：产生恒定的气隙磁通，由铁心和励磁绕组构成 换向磁极：改善换向。 电刷装置：与换向片配合,完成直流与交流的互换 机座和端盖：起支撑和固定作用。 定子 转子 电枢铁心：主磁路的一部分，放置电枢绕组。 电枢绕组：由带绝缘的导线绕制而成，是电路部分。 换向器：与电刷装置配合,完成直流与交流的互换 转轴 轴承 1.1.2 直流电机的工作原理 1.1 直流电机的基本工作原理和结构 一、直流发电机工作原理 右图为直流发电机的物理模型，N、S为定子磁极，abcd是固定在可旋转导磁圆柱体上的线圈，线圈连同导磁圆柱体称为电机的转子或电枢。线圈的首末端a、d连接到两个相互绝缘并可随线圈一同旋转的换向片上。转子线圈与外电路的连接是通过放置在换向片上固定不动的电刷进行的。 直流发电机是将机械能转变成电能的旋转机械。 当原动机驱动电机转子逆时针旋转时同，线圈abcd将感应电动势。如右图，导体ab在N极下，a点高电位，b点低电位；导体cd在S极下，c点高电位，d点低电位；电刷A极性为正，电刷B极性为负。 当原动机驱动电机转子逆时针旋转 后，如右图。 与电刷A接触的导体总是位于N极下，与电刷B接触的导体总是位于S极下,电刷A的极性总是正的，电刷B的极性总是负的，在电刷A、B两端可获得直流电动势。 导体ab在S极下，a点低电位，b点高电位；导体cd在N极下，c点低电位，d点高电位；电刷A极性仍为正，电刷B极性仍为负。 实际直流发电机的电枢是根据实际需要有多个线圈。线圈分布在电枢铁心表面的不同位置，按照一定的规律连接起来，构成电机的电枢绕组。磁极也是根据需要N、S极交替旋转多对。 二、直流电动机工作