05第五章直流电机课件.pptVIP

无刷电动机的基本结构 由电子开关电路、永磁式同步电动机和位置传感器三者组成电机 系统，直流电源经由开关线路向电动机定子绕组供电，电动机转 子位置经由位置传感器检测，产生信号触发开关线路中的电子元 件使之导通或截止。电动机定子各相逐次通电产生电流，并和转 子磁极主磁场相互作用产生转矩，从而控制电动机的转动。 无刷电动机的基本结构 一般由三部分组成：电动机本体、转子位置传感器和电子换向开关线路。 电动机本体 转子位置传感器——电磁式 5-19 转子位置传感器——光电式 5-20 转子位置传感器——磁敏式 5-22 无刷直流电动机基本原理 无刷直流电动机正反转控制方法 永磁式有刷直流电动机的反转运行是由改变电枢两端与电源的极性连接来实现的。由于无刷直流电机的电力电子元件导电具有单向性，不允许反接到电源上，因此不能简单的采用改变电源电压的极性实现电机反转，反转的实现可采用以下几种方法： 1、将每相绕组两端接头互换，变换绕组中电流方向 2、改变位置传感器的输出电压信号，采用正反转两套位置传感器 3、逻辑门选通法，即电机传感器设计上有专门的考虑，在控制电 路用一逻辑信号的指令来改变电机各相绕组的导通顺序 第五章 各节要点 各节要点： 第一节：基本结构（电刷、换向器的作用）；铭牌数据；励磁方式。 第二节：原理（AC/DC转换）；电势、转矩计算；电刷位置；换向。 第三节：空载特性；自励起压过程、条件；外特性（各种励磁曲线）。 第四节：机械特性（各种励磁）；转矩特性；起动、反转（方法）。 第五章的主要内容 主要内容：知道直流电机的结构原理和励磁方式；掌握直流电机电枢电势和电磁转矩的分析方法；掌握直流发电机的特性；掌握直流电动机机械特性；能够根据电压平衡方程和有关特性进行相应计算。—— 也是“计算点”之一。 电枢绕组元件的交流电流、电势是如何转变成电刷两端的直流电流和电势的？发电机是如何自励起压的？电动机的起动方法和起动过程分析等概念应该掌握。 计算任务主要是：电磁转矩、功率、电动势、转速、电动机起动电阻等的计算。本章的计算任务也是本课程的主要计算任务之一。 第五章 直流电机 §5—1．直流电机工作原理和结构特点 §5—2．直流电机励磁方式和运行特性 §5—3．无刷直流电动机 直流电机特点 直流电机是实现机械能和直流电能互换的重要旋转机械。作为电动机时，他能将电能转换为机械能，调速设备简单调速性能良好，起动制动转矩大以及过载能力强等优点，被广泛应用于电车、轧钢机和起重设备中。作为发电机使用时，能将机械能转变为电能。直流发电机早期在船上作为主电源使用，在交流电制船舶上直流电动机在各类拖动装置中还有应用。 直流电机和交流电机相比，其缺点是直流电压不能变换以及结构复杂，造价高和维修工作量大等。 §5-1.直流电机工作原理和结构特点 本节的主要内容有三部分： 工作原理： 直流发电机工作原理，直流电动机工作原理， 电枢绕组和电刷的正确位置。 直流电机构造： 定子主要部件，转子主要部件。 直流电机额定值： 直流发电机工作原理 换向器在直流发电机中起到机械整流作用 电刷A总是与处于正电位的换向片接触，而电刷B总是与处于负电位的换向片接触。虽然bc和de感应的电势是交变的，但电刷AB两端的电压却是直流的。 实际直流电机的换向片较多，电刷和换向器配合起机械整流器的作用。 电刷和换向器配合：每个绕组元件内部感应电势是交流的，但，一对电刷之间电势等于一个支路中各绕组电势之和，因此，电刷间的电势为合成电势，是一个脉动的直流电势。 直流发电机工作原理 直流电动机工作原理 直流电机电枢绕组和电刷的正确位置 为了获得平滑恒定的直流电动势和电磁转矩，直流电机的电枢绕组实际采用分布式线圈结构，每个线圈有两个边，分别置于相距一个磁极极距位置的槽内，这些线圈沿电枢铁心圆周均匀分布，并通过相应数量的换向片依次串联构一个闭合回路。电枢线圈越多，相邻线圈的分布间距越小则电枢间的电动势越高，越平滑恒定，电刷间的电动势等于任一支路各线圈电动势之和。 直流电机电枢绕组和电刷的正确位置 根据获得支路最大电动势的原则来确定实际电刷的位置，在原理上等效于将电刷放在磁场几何中性线上。 直流电机电枢绕组和电刷的正确位置 电刷位置正确与否将影响： 1.正负电刷间的电动势，从而影响发电机的电压和电动机的转速 2.电刷是否产生火花 直流电机电枢绕组和电刷的正确位置 直流电机的主磁场一般由主磁极的励磁绕组产生，空载时的磁场分布取决于磁路的情况。带负载时，电枢绕组中的电枢电流产生电枢磁势，电枢磁势的存在影响主磁场的分布和大小。 为保证电刷的正确位置，通常在刷