电机拖动 第1章 直流电机.ppt

每台电机的机座上都有铭牌。 铭牌数据是在使用电机时的重要依据 直流电机运行时,若各个物理量都与它的额定值一样,就叫额定运行状态.在额定运行状态下工作(额定工况),电机能可靠地运行,并具有良好的性能. 1、电动势平衡方程式 动态时， 对电动机有： 对发电机有： 稳态时， 对电动机有： 对发电机有： 2、转矩平衡方程式 根据力学牛顿定理，电机在任何瞬间必须保持力学平衡，也即保持转矩平衡 二、直流电动机的工作特性 直流电动机的工作特性是指：端电压U＝UN（额定电压），If＝IfN(额定励磁电流），电枢回路无外串电阻时，电动机转速n，电磁转矩Tem与效率η三者和输出功率P2之间的关系，即转速特性、转矩特性、效率特性的总称： 2.4.3 直流电机的电枢反应 2.4直流电机的励磁方式及磁场 2、当电刷不在几何中性线上时 电刷从几何中性线偏移 角，电枢磁动势轴线也随之移动 角，如图(a)(b)所示。 这时电枢磁动势可以分解为两个垂直分量：交轴电枢磁动势 和直轴电枢磁动势 。如图(a)(b)所示。 2.4.3 直流电机的电枢反应 2.4直流电机的励磁方式及磁场 电刷不在几何中性线时的电枢反应可用下列表格说明 交轴和直轴去磁 交轴和直轴助磁 电动机 交轴和直轴助磁 交轴和直轴去磁 发电机 电刷逆转向偏移 电刷顺转向偏移 2.5.1 直流电机的电枢电动势 2.5 感应电动势和电磁转矩的计算 产生:电枢旋转时,主磁场在电枢绕组中感应的电动势简称为电枢电动势。 大小: 性质: 发电机——电源电势(与电枢电流同方向); 电动机——反电势(与电枢电流反方向). ) ( 电动势常数 为电机的结构常数 其中 可见，直流电机的感应电动势与电机结构、气隙磁通及转速有关。 2.5.2 直流电机的电磁转矩 2.5 感应电动势和电磁转矩的计算 产生:电枢绕组中有电枢电流流过时,在磁场内受电磁力的作用,该力与电枢铁心半径之积称为电磁转矩。 大小: 性质: 发电机——制动(与转速方向相反)； 电动机——驱动(与转速方向相同)。 可见，制造好的直流电机其电磁转矩与气隙磁通及电枢电流成正比。 为电机的转矩常数，有 其中 2.5.3 感应电势和电磁转矩公式的推导 2.5 感应电动势和电磁转矩的计算 感应电势:元件转过一对磁极的时间 由电磁感应定律: 一个匝数N的元件感应电势的平均值 一条支路串联的的元件数为 支路感应电势的平均值 电磁转矩的计算:一个元件受到的电磁力为 产生的电磁转矩为 电枢表面dx段共有元件边数 产生的电磁转矩为 :绕组的全部导体数 :电枢的总电流 :转矩常数 因此有下列关系: 2.7 直流电机的运行原理 一、直流电机的基本方程式 2.7 直流电机的运行原理 即： 一、直流电机的基本方程式 2.7 直流电机的运行原理 直流电动机 励磁 输入电功率 输出机械功率 机械负载 电动机转矩平衡示意图 直流发电机 励磁 输出电功率 输入机械功率 原动机转矩 发电机转矩平衡示意图 2.7 直流电机的运行原理 机械功率 电功率 电动机的功率图 电功率 机械功率 发电机的功率图 2.7 直流电机的运行原理 或 效率特性 转矩特性 转速特性 实际运行中，电枢电流 与 的变化趋势差不多， 故工作特性表示为与 之间的 关系 第2章 直流电机 2.3 直流电机电枢绕组 2.4 直流电机的励磁方式及磁场 本章以直流电动机为讨论的主要对象，分析直流电机的 基本结构和工作原理，讨论直流电机的磁场分布、感应电动 势、电磁转矩、电枢反应及影响，从应用角度分析直流电机 的运行特性和工作特性。 2.5 感应电动势和电磁转矩的计算 2.6 直流电机的运行原理 2.1 直流电机的基本工作原理与结构 2.7 直流电机的换向 2.2 直流电机的铭牌数据 2.1.1直流电机的主要结构 2.1 直流电机的基本工作原理和结构 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 2.1.2 直流电机的工作原理 2.1 直流电机的基本工作原理和结构 一、直流发电机工作原理 右图为直流发电机的物理模型，N、S为定子磁极，abcd是固定在可旋转导磁圆柱体上的线圈，线圈连同导磁圆柱体称为电机的转子或电枢。线圈的首末端a、d连接到两个相互绝缘并可随线圈一同旋转的换向片上。转子线圈与外电路的连接是通过放置在换向片上固定不动的电刷进行的。 直流发电机是将机械能转