电机与电器直流电机.ppt

4 直流电机 是旋转电机的主要类型之一。主要用途： 1、用作电动机：具有良好控制性能。 2、用作发电机：用作直流电源，用在化学工业中的电解、电镀等设备，汽车、拖拉机交通工具的直流电源。 3、做励磁机用：同步发电机要用直流发电机作为励磁机。 4、信号传递、执行：直流测速发电机将机械信号转换为电信号 。直流伺服电动机将控制信号转换为机械信号。 4.1 直流电机的工作原理 4.1.1 直流电动机、发电机的工作原理 4.2 直流电机分类和主要结构和分类 直流电机按励磁方式 磁极上的线圈通以直流电产生磁通，称为励磁。 他励电动机：励磁线圈与转子电枢的电源分开； 并励电动机：励磁线圈与转子电枢并联到同一电源上； 串励电动机：励磁线圈与转子电枢串联接到同一电源上； 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。 4.3 直流电机电枢电势和电磁转矩 我们已经知道 电磁转矩还有一种能够表达式： 因此， 4.4 直流电动机 1、并（它）励电动机的机械特性：n=f(T) 例4.5.1 并励直流电动机：PN=10kW，UN=220V，nN=1000r/min， ηN=80%，Ra=0.3Ω，Rf=150Ω，试求: (1)?额定工作下的励磁电流If、输入功率P1、电机额定电流IN、 电枢电流Ia、电枢感应电势Ea、KeΦ、额定转矩TN ； (2)负载转矩下降为额定转矩的一半，电机的转速n。 解： （1）励磁电流 ： 输入功率： 额定电流： 电枢电流： 感应电势： 由于感应电势 所以 额定转矩: （2）负载转矩下降一半时，电枢电流也会下降一半，即 此时的电枢电势： 此时电机对应的转速 2、串励电动机的机械特性：n=f(T) 例4.5.2 串励直流电动机：UN=220V， IN=40A， nN=1000r/min， 电枢回路总电阻Ra=0.5Ω，假设磁路不饱和，且Km/Ke=9.55，问: （1）电枢电流Ia =IaN/2时，电动机的转速和电磁转矩是多少？ （2）如果电磁转矩保持上述值不变，电压降低到110V，电动机的转速和电流又各为多少？电枢感应电势Ea、KeΦ；额定转矩TN ； 解：（1） 当Ia =IaN/2时， 此时， 电机转速： （2）如果电磁转矩保持上述值不变，电流也保持1/2不变。 电压降到110V时， 电流变为1/2，所以 3、不同励磁方式电机特性比较 4、他（并）励直流电动机的调速 调速方法：电枢回路串电阻、改变电压、改变励磁三种。 1）电枢回路串电阻调速 （1）n＜nN； （2）轻载时调速效果不明显； 有级调速， （3）低速时特性软，影响调速效果； （4）难以实现无级调速； （5）电阻上的能耗大，造成效率低。 只适用于对调速要求不高的中小型电机。 2）改变电压调速（一般是降压） 　 （1） n＜nN； （2）容易实现无级调速； （3）调速特性好，硬度高； （4）能耗小。 广泛应用于对起制动和调速 要求较高的场合。 注意：并励和复励电动机由于改 变电源电压的同时也会改变磁通大 小，所以不适合改变电压调速。 3）改变励磁调速（一般是弱磁调速） 特点是： （1） n＞nN；（1.2~2倍nN) （2）无级调速； （3）最高转速受机械强度限制，D不大； （4）控制方便，能耗小。 应当注意：直流电动机运行时，励磁回 路不能断开，否则，由于仅有很小的剩 磁，可能造成“飞车”事故，或者出现过 大的电枢电流而烧坏绕组。 5、串励电动机的调速 1）串电阻调速：曲线3 2）降低电源电压调速：曲线2 2）改变励磁调速：减小励磁 （在励磁绕组上并联电阻、 串联绕组改为并联）曲线4； 增加励磁，如并联绕组改为串联， 如曲线5。 6、 直流电动机的起动 它、并励电动机起动时电流电流倍数等于起动转矩倍数。串励电动机起动转矩倍数大于起动电流倍数，因此适合重载起动。复励电动机处在上述两者之间。 起动方法：直接起动、降压启动、电枢回路串电阻起动。 1）直接起动电流大，因为： 刚起动时，由于n=0，Ea=0，则电枢电流为： 2）降压起动 3）电枢回路串电阻起动 7、直流电动机的反转 反转的条件：电磁转矩反向。