《电机学直流电机》课件.pptVIP

*******************直流电机概述直流电机是最常见的电动机类型之一,广泛应用于工业生产、交通运输、家用电器等领域。它通过电磁感应的原理将电能转换为机械能,具有结构简单、性能稳定、控制灵活等优点。本课程将系统地介绍直流电机的工作原理、结构特点以及相关应用。M课程介绍1课程目标掌握直流电机的基本工作原理、结构组成及作用、感应电动势的产生等核心知识。2课程内容涵盖直流电机的拓扑结构、转矩-电流特性、调速和控制等重要概念。3学习收获通过本课程的学习,学生可以深入理解直流电机的工作原理和实际应用。直流电机的基本工作原理电磁感应原理当通电线圈置于磁场中时,由于电磁感应,会产生感应电动势,从而产生电流流过线圈。力矩产生电流流过线圈会产生力矩,使线圈旋转。通过电枢和励磁磁场的作用,可以产生稳定的转矩。电荷分布电枢中产生的电荷在两端分别积累,形成电压差,并通过外部电路完成电动势的闭合回路。结构组成及作用电枢电枢是直流电机的核心部件,通过绕组产生交变磁场,配合外加磁场产生电磁力矩。换向器换向器可以实现电枢绕组输出电压的换向,使电机输出保持直流。同时也参与枢磁场的形成。励磁系统励磁系统产生稳定的直流磁场,与电枢磁场相互作用产生电磁力矩,驱动电机转动。机械结构电机壳体、轴承等机械结构部件提供支撑,确保电机平稳运转,延长使用寿命。感应电动势的产生1磁场电流在电线中流动会产生磁场。2电磁感应磁场变化会在导体中产生感应电动势。3电枢转动电枢的转动会改变磁场,从而产生感应电动势。直流电机的工作原理就是利用电磁感应产生的感应电动势。当电枢在定子磁场中转动时,导体切割磁力线,从而在导体中产生感应电动势。这就是直流电机的基本工作原理。电枢电流的计算直流电机的电枢电流是由电枢绕组电压和电枢电阻所决定的。我们可以通过计算电枢电压和电枢电阻来得出电枢电流的大小。这个计算过程涉及到电动势的产生、电枢反应的影响等因素。电枢电压由电动势产生,与转速成正比电枢电阻由电枢材料和结构决定,包括绕组电阻和刷电阻电枢电流电枢电压除以电枢电阻,反映了电机的负载能力电枢反应磁场变化电枢电流在磁场中产生的磁场会与励磁磁场产生相互作用和干扰。转矩变化电枢反应会改变电机的输出转矩，影响电机的性能。感应电动势电枢反应会改变感应电动势的大小和波形，从而影响电机输出电压。电枢反应的消除1磁极补偿在极心前沿装置磁极补偿绕组2电刷前移通过前移电刷减小电枢反应3串励绕组增加串励绕组电流抵消电枢反应为了消除电枢反应对电机性能的不利影响,可以采取多种措施:安装磁极补偿绕组、前移电刷位置、增加串励绕组电流。这些方法可以有效抵消电枢反应,提高电机的性能和稳定性。直流电机的转矩直流电机的转矩是指电机输出的旋转力矩,是电机功率输出的重要指标之一。转矩的大小决定了电机能够驱动负载的能力,是电机工作的关键特性。通过分析电机的转矩-电流特性曲线,可以了解电机的扭矩输出特性,为电机的选型和应用提供重要依据。曲线呈现了电机在不同电流条件下的扭矩输出能力,是电机设计和控制的重要参考。转矩-电流特性曲线直流电机的转矩与电流之间呈线性关系。这个关系曲线可以用来分析电机的工作特性,并为设计提供依据。通过分析转矩-电流曲线,可以了解电机的额定工作点、过载能力、机械特性等性能指标。这些指标对于选用合适的直流电机非常关键。直流电机的调速1通过调整励磁可调整直流电机的励磁电流来改变转速。增大励磁电流可提高转速,减小励磁电流可降低转速。2通过调整电枢电压通过改变电枢回路的电压来调整直流电机的转速。提高电枢电压可增加转速,降低电枢电压则可减小转速。3采用电子调速装置使用整流器、变频器等电力电子设备可实现直流电机的无级调速,操作灵活、效果良好。直流电机的启动1选择合适的启动方式根据电机功率、转速和负载特性选择不同的启动方式2实现平稳启动控制启动过程中的电流和转矩变化,避免过大的机械冲击3防止过电流损坏利用合理的保护装置,确保启动过程中电机安全可靠直流电机启动时需要特别注意避免电流和转矩的突变,以免损坏电机或负载设备。不同的启动方式如直接启动、降压启动、分级启动等都有各自的优缺点,需根据实际情况进行选择。在启动过程中还需设置合理的保护措施,保证电机安全可靠地启动。直流电机的速度控制调节电枢电压通过增大或减小电枢电压可以调节直流电机的转速。这是最常用的调速方法之一。改变电枢电流控制电枢电流可以改变电动机的转矩,从而影响转速。这种方法适用于广泛的功率范围。调整励磁电流调节励磁电流可以改变电机的转速,适用于并励和