第9节直流电机.ppt

* 第 9 章 直 流 电 机 9.2 直流发电机 9.3 直流电动机 9.1 直流电机的构造 和工作原理 第9章 目录 第9章 直流电机 9.1 直流电机的构造和工作原理 功能：直流发电机 — 将机械能变为直流电能； 直流电动机 — 将直流电能变为机械能。 特点：直流电动机 — 具有良好的调速性能; 较大的起动 转矩; 现正逐步被变频调速交流电动机所替代。 9.1.1 直流电机的构造 定子 转子 电枢铁心 电枢绕组 转轴 机座 主磁极 换向极 电刷 换向器 —直流电机 的特征 第9章 9.1 9.1.2 直流电机各部分的作用 主磁极 励磁绕组 转子 转轴 定子 转子 电枢铁心 —其槽孔中放置电枢绕组 电枢绕组 — 产生感应电动势 转轴 — 输入或输出机械功率 机座 — 起支撑作用; 作为部分磁路 主磁极 — 产生主磁通 换向极 — 产生附加磁场， 改善换向 电刷 — 引入或引出直流电 换向器 — 与电刷一起，共同完成 直流电和交流电的转换 换向极 换向绕组 第9章 9?1 9.1.3 直流电机的工作原理 1. 直流发电机的工作原理 电枢由原动机带动在磁场中旋 转,导线框与换向器一起旋转,导线 内产生感应电动势 e , 当外电路接有电阻R时,则产生电流 i ; e i t e i t e、i 的波形为单向脉动电动势、电流。当线圈数目增加时，e 的脉动减小，接近于直流。 i 在磁场中受力，与转速方向相反，为阻转矩，和原动机的力矩相平衡。 e e ? 第9章 9?1 换向器 电刷 S N 2e R + – I n n 2. 直流电动机的工作原理 U I 在两电刷之间加入直流电压U， 则在绕组中产生电流 i，通电导体 又受到力的作用，产生电磁力矩。 由于换向器的作用，在 N (S) 极下 受力方向不变，使电枢旋转起来。 导体与磁场之间的相互作用， 在电枢绕组中产生反电动势 e , 与 电源电压相平衡。 (1) 直流电机的可逆性：若输入机械能, 可作为直流发电 机 , 从电刷上输出直流电能；若从电刷上输入直流电能, 又可 作为直流电动机，从轴上输出机械能。 (2) 换向器的作用：将电机内部的交流电 ? 外部的直流电。 结论： 第9章 9?1 f f S N i ? i 9.1.4 直流电机的额定值及分类 1. 型号 2. 额定值 (1) 功率：发电机 PN =UN IN； 电动机 PN =UNIN?N； (2) 电压：电刷间端电压的平均值； (3) 电流：电枢电流的额定值； (4) 转速：额定状态下的转速，500?3000 r/min。 3. 分类： 通常按励磁方式分为 (1) 他励：由另外的直流电源为主磁极励磁绕组供电； (2) 并励：主磁极励磁绕组与电枢并联； (3) 串励：主磁极励磁绕组与电枢串联； (4) 复励：主磁极的一个励磁绕组与电枢串联，另一个 绕组与电枢并联。 重点 第9章 9?1 如：Z3 -112 Z3 — 表示第三次改型设计的直流电动机 112 — 规格代号：11号机座，2号铁心 4. 四种励磁方式及符号 (1) 他励方式 (2) 并励方式 Uf Rf 电路符号 电路符号 第9章 9?1 Rf Uf Rf Rf Uf Rf Rf U (3) 串励方式 (4) 复励方式 Rf 电路符号 电路符号 第9章 9?1 Uf Rf Rf RfC Uf Rf RfC Rf 9.2 直流发电机 9.2.1 感应电动势和电磁转矩 1. 感应电动势 由 E=B? l?v — 每根导体产生的电动势 代入 B= ? /A ，l — Nl ，v = 2?Rn/60 = ?Dn/60 E = B? l?v = — N l —— ? A ?Dn 60 ??N 60 = —— ? n 结论： (1) E 的大小取决于? ? n； (2) E 的方向取决于? 、 n的方向，? 、 n之一改变 方向时，E 随之反向； (3)若? = C，E ? n 2. 电磁转矩 由 f =B? l?ia ia — 电枢载流导体电流 可得 T = CT? Ia — 称为测速发电机 (测量元件)。 E = CE? n 第9章 9?2 Ia— 电枢的总电流 他励发电机 并励发电机 9.2.2 电动势、功率和转矩平衡方程式 Q Ia I U U