第4讲 直流电机的基本工作原理及结构.ppt

第3章　直流电机 直流电机的用途 1、直流发电机：用于同步发电机励磁电源和直流电动机的直流电源； 2、直流电动机：用于对调速要求较高的电力拖动系统。 3.1　直流电机的工作原理及结构3.1.1　直流电机的工作原理及电路符号 图 3-1　直流电机的原理示意图 图 3-2　直流电机的电路符号 　　1. 直流发电机的工作原理 图 3-3　直流发电机的工作原理 　　2. 直流电动机的工作原理 图 3-4　直流电动机的工作原理 3.1.2　直流电机的主要结构部件 图 3-5　直流电机的剖面图 图 3-6　直流电机横截面示意图 （一）?定子：产生磁场，支撑电机 1、主磁极 包括：①主极铁心：导磁，固定绕组 ②励磁绕组：通直流电产生磁场 图 3-7　主磁极 　　容量大于1 kW的直流电机，在相邻两主磁极之间装设换向极，其作用是帮助换向。 图 3-8　换向极 　　直流电机的电枢绕组和电流均通过电刷装置与外电路相接。电刷本身是由石墨等做成的导电块，放在刷握内。刷握再装于刷架上，每个刷架上装有一个电刷或一组并联的电刷，同极性刷架上的电流汇集到一起后，引向接线板，再通向机外。 图 3-9　电刷装置 （二）转子（也称为电枢） 　　转子部分包括电枢铁芯、电枢绕组、换向器、风扇、转轴和轴承。 图 3-10　直流电机的转子 图 3-11　换向器 实物视频：  直流电机的结构 3.1.3 直流电机的铭牌数据：额定值 　　（1） 额定电压UN，单位：V。　　额定电压指在额定工作情况下电机出线端的电压值。直流电机的额定电压一般不高，我国生产的中小型直流电动机的额定电压多为110 V，220 V，440 V；发电机的额定电压为115 V，230 V，460 V；大型直流电机的额定电压约为1000 V。 　　（4） 额定转速nN，单位：r/min。　　额定转速是在额定电压下运行，输出功率为额定功率时转子的转速。对无调速要求的电机，一般不允许电机运行时的最大转速超过1.2nN。 　　（7） 额定励磁电流If，单位：A。　　额定励磁电流是指电机在额定工况下，励磁绕组中的电流。 　　【例3-1】　一台直流电动机的额定值为PN=160 kW，UN=220 V，nN=1500 r/min，ηN=90%，求该电机的额定输入功率P1N、额定电流IN、额定输出转矩T2N。 　　额定输出转矩为 本讲需要掌握的知识点：1.直流电动机、发电机工作原理 导体构成的线圈电流、电势变化，换向片在其中的作用2.直流电机的结构 定、转子的组成部分及其作用3.直流电机铭牌数据的定义 　　直流电动机轴上的额定输出转矩用T2N表示，其大小为式中：PN的单位为W；nN的单位为r/min；T2N的单位为N·m。若PN的单位为kW，则系数9.55应改为9550。 长期欠载运行将造成电机浪费，而长期过载运行会缩短电机的使用寿命。电机最好运行于额定状态或额定状态附近，此时电机的运行效率、工作性能等比较好。 额定值：是选择电机的依据，应根据实际使用情况，合理选择 电机容量，使电机工作在额定运行状态。 电机运行时，所有物理量与额定值相同——电机运行于额定状态。电机运行电流小于额定电流——欠载运行；运行电流大于额定电流——过载运行。 解：额定输入功率为 额定电流为 　　或 3.1　直流电机的工作原理及结构 优点：调速范围广; 调速平滑性好; 机械特性硬; 起制、制动性能好； 缺点：由于换向的问题限制了电机容量。 电机模型及工作原理 交流 特点：导体电势、线圈电势为交变电势 电刷及换向器的作用： ①把旋转电路与外电路联系起来 ②把电枢绕组中的交流电整流为外电路中的直流电 电刷引出电势：经换向器和电刷的整流作用，电刷引出的电势为直流电势 主磁极 换向磁极 电刷装置 机座 端盖 定子 转子 电枢铁心 电枢绕组 换向器 转轴 轴承 电机结构 定子 转子 2. 换向极： 作用：改善换向，消除电刷与换向器间的火花 包括：换向极铁心、换向极绕组 主磁极 换向极 3、机座（也称为定子磁轭） 作用： ①支撑电机 ②导磁 4、电刷装置：把转动的电枢电路与外电路接通 作用：产生感应电势和电磁转矩包括：电枢铁心和电枢绕组 1)电枢铁心：导磁，固定电枢绕组 2)电枢绕组： 作用：产生感应电势（和通过电流），实现机电能量转换 　　用带绝缘的铜导线绕成一个个的线圈元件，嵌放在电枢铁芯的槽中，各元件按一定的规律连接到相应的换向片上，全部这些元件就组成了电枢绕组。 3）换向器： 由许多换向片组成。与电