《电气工程概论》辅导资料五.pdf

电气工程概论辅导资料五 主 题 ： 第一章 电机与电器基础（第 3 节） 学习时间 ： 2012 年 10 月 29 日－ 11 月 4 日 内 容 ： 我们这周主要学习第一章第三节电机的部分内容， 即直流电机部分， 要了解直流电机的工作原理、 基本结构、励磁和损耗及效率。 第一章 电机与电器基础 第三节 电机 电机是依据电磁感应定律和电磁力定律，实现电能和机械能相互转化的电磁装置。 按照电机的用途分类：可分为发电机、电动机和控制电机。 按照电机的电流类型分类：可以分为直流电机和交流电机，其中交流电机可以分为同步电机和异 步电机。 按照电机的相数分类：可以分为单相电机和多相电机，如单相交流电机和最常见三相电机。 按照电机的大小尺寸、容量分类：有大、中、小和微型电机。 1.3.1 直流电机 直流电机是电机的主要类型之一。一台直流电机既可作为发电机使用，也可以作为电动机使用。 直流发电机可以用来得到直流电源，但目前大部分被整流电源所替代，主要用作电力系统中同步发电 机的励磁机。直流电动机用来输出转矩，它具有良好的启动、调速性能，所以在调速要求较高的场所 应用广泛。 1．直流发电机工作原理 原动机带动线圈 abcd 逆时针旋转，根据右手定则， ab 边和 cd 边均产生感应电动势 e，经过换向 器 1、2 和电刷 A、B 把电动势 e 引出来，得到直流电。 当在转速一定的情况下，电动势的大小与切割导体的磁通密度有关系，而直流电机气隙处的磁通 密度分布并不均匀，所以输出的电动势波形具有脉动成分。 2 ．直流电动机工作原理 第 1 页 共 5 页 电源通过电刷 1、2 和换向片 A、B 向线圈供直流电，根据左手定则，线圈 ab 边产生向左力 f ，线 圈 cd 边产生向右力 f ，线圈在 f 的作用下以 n 的转速逆时针旋转。由此可知， （1）电机的可逆原理：直流电机可作为发电机运行，也可作为电动机运行。 （2 ）换向器的作用是实现电枢线圈内的交流电动势、电流与电刷的直流电压、电流之间的转化。 3．直流电机的结构 直流电机主要包括转子和定子两大部分。转子是电机的转动部分，定子是电机的静止部分。 （1）定子：用来产生磁场和作为电机的机械支架，主要包括主磁极、换向极、机座和电刷装置。 （2 ） 转子：也称为电枢，用来产生感应电动势和电磁转矩，实现能量的转换。主要包括电枢铁 芯、电枢绕组、换向器、转轴和风扇等。 4．直流电机的励磁 直流电机的励磁方式分为永磁体励磁、 电机本身励磁 （并励、串励和复励）、他励直流电机三种。 其中，并励发电机： I I a I f 第 2 页 共 5 页 并励电动机： I I a I f 串励电机： I I a I f 复励发电机： I I a I f 复励电动机： I I a I f 5．直流电机中的感应电动势 E C n a e pN Ce 60a 其中 p 为极对数， N 为电枢绕组的总导体数， a 为支路对数， Φ为每极主磁通， n 为电机转速。 6． 直流电机的电动势平衡