第二章 直流电机的基本结构和运行分析.ppt

直流电机的基本结构和运行分析 第一节 直流电机的工作原理 重点： 直流电机的工作原理 难点： 直流发电机和直流电动机的工作原理 电机的作用 电机是进行能量转换的电磁机械设备。 电机的分类 直流发电机的工作原理 直流发电机的工作原理动画 直流电动机的工作原理 直流电动机的工作原理动画 直流电机的可逆原理 直流发电机和直流电动机的结构是完全相同的，每一台电机既可作为发电机运行，也可作为电动机运行 第二节 直流电机的基本结构 静止部分（称为定子） 产生磁场和构成磁路 ,电机机械支撑 旋转部分（称为转子） 感应电势和产生电磁转矩，实现能量的转换 定子和转子之间间隙 （称为空气隙） 气隙既保证了电机的安全运行，又是磁路的重要组成部分 电机结构图 定子的结构 机座 转子的结构 转轴 制造电机所用主要材料 导电材料 用于绕组、换向器和电刷 绝缘材料 电流很难通过的材料称为绝缘材料，又叫电介质。将带电部分与铁心、机座等接地部件以及电位不同的带电部分在电气上分离，使电流按一定方向流动 导磁材料 制造电机和变压器中磁系统的各个部件，如铁心、机座等 直流电机的额定值 根据国家标准和要求设计和试验所得的一组反映电机性能的主要数据，称为电机的额定值 直流电机的额定值 第三节 直流电机的电枢绕组 有关电枢绕组的术语 绕组：在电机内具有规定功能的一组线圈。 电枢绕组：安放在电机电枢上的绕组，与外部电力系统联接，用以吸收或送出有功功率。 线圈单元：电枢绕组的基本单元，由一匝或相互绝缘的多匝组成，两出线端分别接至换向片上。 线圈：具有一个或多个线圈单元的组件，通常具有公共绝缘。 线圈边：线圈中沿电枢铁心轴向的两个直线部分，每只线圈有两线圈边。 线圈端部：连接两个线圈边的连接部分。 分布绕组：电枢线圈在电枢圆周上的槽内分布放置，称为分布绕组。与集中绕组的区别在于集中绕组每一线圈的轴线都互相重叠，分布绕组中每一线圈的轴线彼此移过一段距离。 实槽和虚槽 直流电机的电枢绕组放置在电枢铁心上的槽内 线圈单元数S和换向片数K 每个线圈单元有两个出线端，每个换向片又与两个不同线圈单元的两个出线端相连接，因而线圈单元数等于换向片数，即 绕组的型式和节距 单叠绕组的连接规律： 绕组的型式和节距 绕组的型式和节距 单叠绕组 单叠绕组 单叠绕组 单叠绕组 单叠绕组 单叠绕组 单波绕组 单波绕组 单波绕组 单波绕组与单叠绕组区别 第四节 直流电机的磁场 励磁方式 各绕组线端的符号见表 直流电机的空载磁场 电机的磁化曲线 气隙磁密分布曲线 电枢磁场 电枢磁场 电枢反应 电枢反应 电枢反应 电枢反应 第五节 感应电势和电磁转矩 电磁转矩 第六节 直流电机的基本方程式 电势平衡方程式 转矩平衡方程式 功率平衡方程式 第七节 直流发电机的运行特性 第七节 直流发电机的运行特性 第七节 直流发电机的运行特性 直流发电机的运行特性 直流发电机的运行特性 直流发电机的运行特性 直流发电机的运行特性 直流发电机的运行特性 结束语 单波绕组的支路对数 显然，单波绕组的支路数和主极数目无关，恒等于2 单波绕组的电枢电势仍为一支路电势，电枢电流为两支路电流之和。 单叠和单波绕组是直流电机的基本的绕组形式，两者的根本差别在于它们的换向器节距和合成节距不同，所以在相同的极数下，两种绕组的支路对数不同。 原则上，电流较大，电压较低的电机，选用并联支路数较多，串联线圈数较少的单叠绕组；电流较小，电压较高的电机选用并联支路数较少，串联线圈数较多的单波绕组。 直流电机是应用电磁感应原理进行能量转换的，因此，磁场是产生感应电势和电磁转矩从而实现能量转换的关键。直流电机的磁场，是绕组中的电流产生的。直流电机中有两种基本绕组，即励磁绕组和电枢绕组。 励磁绕组和电枢绕组之间的联接方式称为励磁方式 励磁方式 他励 自励 并励 串励 复励 F1 F2 E1 E2 D1 D2 C1 C2 B1 B2 A1 A2 线端名称 他励绕组 并励绕组 串励绕组 补偿绕组 换向绕组 电枢绕组 绕组名称 IEC国际标准所规定各绕组线端的符号见表 说明：①注脚“1”是始端，为正极；“2”是末端，为负极。 ②我国现行采用的符号与IEC国际标准所规定相同。 空载时，只有励磁绕组中有电流，此时为空载磁场。 磁力线由N极出来，经气隙、电枢齿部、电枢铁心的铁轭、电枢齿部、气隙进入S极，再经定子铁轭回到N极 主磁通 主磁路 磁力线不进入电枢铁心，直接经过气隙、相邻磁极或定子铁轭形成闭合回路 漏磁通 漏磁路 直流电机中，主磁通是主要的，它能在电枢绕组