第二章直流电机- 辽宁石油化工大学.ppt

第二章 直流电机 第一节 直流电机的工作原理及结构 2.电磁力定律 (一) 直流发电机的工作原理 2)直流电势产生 (图2-4.2) 3)发电机工作原理 (二) 直流电动机的工作原理 (三) 电机的可逆运行原理 二 .直流电机的结构 二 .直流电机的结构 (一) 直流电机的静止部分 1.主磁极:主磁极是一种电磁铁.用 1-1.5 毫米厚的钢板冲片叠压紧固而成的铁心 2.换向极（又称附加极或间极）:作用 -- 改善换向 换向极装在两主磁极之间，也是由铁心和绕组构成? 铁心一般用整块钢或钢板加工而成；换向极绕组与电枢绕组串联 　 主磁极和换向极示意图 3.机座 机座通常由铸铁或厚铁板焊成 有两个作用： 1)固定主磁极、换向极和端盖； 2)作为磁路的一部分。 机座中有磁通经过的部分称为磁轭 (二) 直流电机的转动部分??? 1.电枢铁心?  两个用处： 1)作为主磁路的主要部分； 2)嵌放电枢绕组 通常用０.５ｍｍ厚的硅钢片冲片叠压而成 2.电枢绕组 直流电机的主要电路部分 用以通过电流和感应产生电动势以实现机电能量转换 由许多按一定规律联接的线圈组成 3.换向器? 直流电机的重要部件 作用---将电刷上所通过的直流电流转换为绕组内的交变电流 或将绕组内的交变电动势转换为电刷端上的直流电动势 第二节 直流电机的铭牌数据 一.什么是额定值? 电机制造厂按国家标准的要求，对电机的一些电量或机械量所规定的数据（p23) 二.额定工况 电机运行时，有关电量和机械量都符合额定值的运行情况 三.额定值 额定功率 PN (W) 额定电压 UN (V) 额定电流 IN (A) 额定转速 nN (r/min) 额定励磁电压 UfN (V) 额定励磁电流 IfN (A)和励磁方式等 四.直流电动机的额定功率 轴上输出机械功率 等于额定电压和额定电流的乘积，再乘以电动机的功率 五.直流发电机的额定功率 电机出线端输出的电功率 等于额定电压和额定电流的乘积 第三节 直流电机的绕组 电枢绕组是直流电机的主要电路，是直流电机的一个重要部件 ????? 对电枢绕组的要求是: 在能通过规定的电流和产生足够的电动势前提下 尽可能节省有色金属和绝缘材料 并且要结构简单、运行可靠等 因为上述模型如作发电机运行，由于线圈互相不联接，电流不能通过所有线圈 为使线圈端接部分对称，线圈可采用如下连接形式 二、绕组的基本形式 直流电机电枢绕组的基本形式： 1)单叠绕组 2)单波绕组 实际电机中，为使元件端接部分能平整地排列，一般采用双层绕组 2.单叠绕组连接示例 一台直流电动机的绕组数据为： 极对数Ｐ＝２，槽数Ｑ为１６， 元件数Ｓ等于换向片数Ｋ和槽数Ｑ， 即Ｑ＝Ｓ＝Ｋ＝１６， ? 电机极距为： t = Q/2p = 16/2*2 =4 取元件跨距为跨四个槽，ｙ１＝４, 元件两端子所联换向片之间的距离? 2) 单叠绕组展开图 注意：电机在运行过程中，绕组元件、换向器与电机磁极、电刷有相对运动，请看动画? 3) 瞬时绕组电路图 3.单叠绕组的电路特点 任一瞬时，处于同一磁极下的元件构成一条支路， 因此采用单叠绕组的电机共有2P条支路 （二）单波绕组 1. 单波绕组元件的连接情况 3. 单波绕组元件联接顺序表 ? 4. 单波绕组展开图 5. 瞬时绕组电路图 6. 单波绕组的电路特点 任一瞬时，处于同一极性磁极下的元件构成一条支路， 因此采用单波绕组的电机共有2条支路。 （三）单叠绕组、单波绕组的共同特点 与被电刷短路元件（即换向元件）相邻的两元件电流方向相反。 当电刷处于磁极中性线时，某一极性磁极下元件边的电流方向一致 第四节 直流电机的励磁方式及磁场 一、直流电机的励磁方式 2 并励直流电机 3 串励直流电机 二、直流电机的空载磁场 1.直流电机的空载 电枢电流等于零或者很小，且可以不计其影响的一种运行状态 2.直流电机的空载磁场 ? 由励磁磁通势单独建立的磁场 以一台四极直流电机空载时为例，由励磁电流单独建立的磁场分布如图示 1)主磁通 Φm 同时与励磁绕组和电枢绕组相交链 2)漏磁通 Φ1σ 交链励磁绕组本身，不和电枢绕组相交链 3)空载磁密分布 不计齿槽影响，直流电机空载时，其气隙磁场(主磁场)的磁密分布波形如图所示 4)磁化曲线 主磁通 Φm 与励磁磁通势 Ff0 或励磁电流 If0 的关系称为电机的磁化曲线 表明电机磁路的特性 电机的磁化曲线可以通过电机磁路计算去求得 (1)主磁通所经过的磁回路 由主磁极铁心、气隙、电枢齿、电枢铁心和磁轭等五部分组成 因为铁磁材料的B—H曲线是非线性的，磁导率不是常数， 使得 Φm = f (Ff0) 的关系也是非线