第6章-直流电机.pptx

第6章直流电机6.16.46.36.66.56.26.7直流电动机的运行分析直流电机的感应电动势和电磁转矩直流电机的基本结构、励磁方式和额定值直流电机磁场和电枢反应直流电机的电枢绕组直流电机的工作原理直流发电机的运行分析目 录CONTENTS6.1直流电机的工作原理6.1 直流电机的工作原理6.1.1直流电动机的工作原理 如图6-1所示两极直流电动机的结构原理图，图中N和S为一对固定的磁极，称为定子，在两极之间安放一个可以绕中心轴转动的铁质圆柱体，称为转子或电枢，转子上有线圈abcd（称绕组），电枢绕组两端分别与两个弧形铜片（称换向片）连接，换向片上压着弹性电刷A和B，电刷由导电的石墨组成，换向片和电刷总称换向器，电动机工作时，电枢和换向片一起绕中心轴转动，而电刷固定不动。6.1 直流电机的工作原理6.1.1直流电动机的工作原理6.1 直流电机的工作原理6.1.1直流电动机的工作原理 直流电源接在电刷A和B上，线圈abcd便有了电流，如图6-1（a），当导体ab正对着N极时，电流方向由a指向b，而此时导体cd正对着S极，电流方向由d指向c，根据左手定则，ab受到一个向左的电磁力，cd受到一个向右的电磁力，这对电磁力产生一个逆时针方向的电磁转矩，并驱使转子逆时针方向旋转。 6.1 直流电机的工作原理6.1.1直流电动机的工作原理 当电枢逆时针方向旋转180°时，如图6-1（b）所示，当导体cd正对着N极时，电流方向由c指向d，而此时导体ab正对着S极，电流方向由b指向a，根据左手定则，cd受到一个向左的电磁力，ab受到一个向右的电磁力，这对电磁力仍然产生一个逆时针方向的电磁转矩，并驱使转子逆时针方向旋转。 可见，在电机旋转过程中，在换向器的作用下，正对着N极或者S极导体中的电流方向始终保持不变，从而在转子上产生的电磁转矩方向也始终保持不变，这样就可以使电机转子沿着一个方向连续旋转，将输入的直流电能变换成机械能输出。6.1 直流电机的工作原理6.1.2直流发电机的工作原理 直流发电机是将机械能转换成直流电能的装置，其结构与直流电动机结构基本相同，如图6-2所示，不同之处是电刷上不接电源，而要接着负载。6.1 直流电机的工作原理6.1.2直流发电机的工作原理 在原动机的拖动下，电枢沿逆时针方向旋转，由于电枢绕组导体切割磁场，将会在绕组中产生感应电动势。如图6-2（a），根据右手定则，当导体ab正对着N极时，导体中会感应出由b指向a方向的电流，而此时导体cd正对着S极，导体中会感应出由c指向d方向的电流，因此，感应电流由b指向a，流到电刷A到达负载，回到电刷B，经c到达d，最后又回到b构成回路。此时电枢作为直流电源使用。6.1 直流电机的工作原理6.1.2直流发电机的工作原理 当电枢逆时针方向旋转180°时，如图6-2（b），当导体cd正对着N极时，导体中会感应出由d指向c方向的电流，而此时导体ab正对着S极，导体中会感应出由a指向b方向的电流，因此，感应电流由d指向c，流到电刷A到达负载，回到电刷B，经a到达b，最后又回到d构成回路。流过负载的电流方向不变。6.1 直流电机的工作原理6.1.2直流发电机的工作原理 直流发电机工作时，电枢绕组内产生的电动势是交变的，但输出到负载的电流方向是固定的，换向器不仅把转动的电枢与外部固定的负载电路连接到一起，而且还把电枢绕组内部大小和方向均变化的交流电转换成了外部方向不变的直流电。 单个线圈导体内产生的电动势是脉动的，如图6-3所示，同时电刷间的电动势如图6-4所示。在实际的直流电机中，电枢圆周上均匀地嵌放着许多线圈，相应换向器也由许多换向片组成，从而电刷间产生足够大且脉动较小的直流电。6.1 直流电机的工作原理6.1.2直流发电机的工作原理6.2直流电机的基本结构、励磁方式和额定值6.2 直流电机的基本结构、励磁方式和额定值6.2.1直流电机的基本结构 直流电机的结构如图6-5所示，它主要由定子和转子组成，定子和转子间是空气气隙。6.2 直流电机的基本结构、励磁方式和额定值6.2.1直流电机的基本结构1.定子 定子是电机中的固定不动部分，它由主磁极、换向极、机座、端盖、轴承和电刷装置等部件组成，其主要作用是产生磁场和支撑整个电机。6.2 直流电机的基本结构、励磁方式和额定值6.2.1直流电机的基本结构1.定子（1）主磁极主磁极也称主极，其作用是产生气隙磁场，它由铁芯和套在铁芯上的励磁绕组两部分组成，如图6-6所示，主极铁芯靠近定子和转子间气隙部分称极靴，为降低涡流损耗，主磁极一般由1～1.5mm厚的低碳钢板冲片叠压而成。主磁极也可以使用永久磁铁制成。主磁极成对出现，且在机座内圆周上以N、S、N、S……方式交替排列。6.2 直流电机的基本结构、励磁方式和额定值6.2.1直流电机的基本结构1.定