汽车电工电子（第4版） 课件 吕玫 模块5、6 直流电动机及其应用； 常用半导体器件及其应用.pptx

模块5直流电动机及其应用项目5.2直流电动机在汽车中的应用

项目5.1直流电动机的运行分析5.1.1直流电动机的结构和工作原理5.1.2直流电动机的机械特性5.1.3直流电动机的运行知识学习

一、直流电动机的结构二、直流电动机的工作原理5.1.1直流电动机结构和工作原理

直流电动机主要由定子（固定部分）和电枢（旋转部分）两大部分组成。图5-1所示为直流电动机的结构图。一、直流电动机的结构图5-1直流电动机的结构图

定子主要由主磁极、换向磁极、机座、端盖、电刷装置等部件组成。（1）主磁极主磁极的作用是产生主磁场。1．定子

（2）换向磁极在相邻的主磁极之间装有换向磁极，它也是由铁芯和绕组构成。其作用是消除或减小换向时的火花，保护换向器，使电动机可靠安全的运行。（3）机座（4）电刷装置电刷装置一般由电刷、刷握、引线、电刷弹簧等构成。

直流电动机的转子是电动机实现能量转换的枢纽，所以常称之为电枢。电枢部分包括电枢铁芯、电枢绕组、换向器、转轴、轴承、风扇等。2．电枢

（1）电枢铁芯一般由涂有绝缘漆的0.5mm厚的硅钢片冲压后叠压而成。图5-4小型直流电动机电枢冲片和电枢铁芯示意图

（2）电枢绕组是产生电磁转矩和感应电动势、实现能量转换的主要部件。图5-4小型直流电动机电枢冲片和电枢铁芯示意图

（3）换向器作用：在直流电动机中，换向器将外部的直流电流转换为线圈中的交变电流，以获得方向不变的电磁转矩。

励磁方式是指励磁绕组的供电方式，励磁方式与电动机的性能有密切关系。直流电动机有他励、并励、串励和复励４种励磁方式。3．励磁方式

串励直流电动机他励直流电动机复励直流电动机并励直流电动机

额定功率PN:电机轴上输出的机械功率。额定电压UN:额定工作情况下的电枢上加的直流电压。（例：110V，220V，440V）额定电流IN:额定电压下轴上输出额定功率时的电流（并励包括励磁和电枢电流）三者关系：PN=UNIN?（?：效率）4、直流电动机的额定值

直流电动机也是由磁路和电路两个基本部分组成的。它的工作原理仍以电磁力定律和电磁感应定律为基础。二、直流电动机的工作原理图5-6直流电动机的工作原理图

电刷和换向片的作用，在转子线圈中流过的电流是交变电流，所以其产生的转矩方向是不变的。图示位置ab边电流cd边电流(a)图a→bc→d(b)图b→ad→c

直流电动机的电磁转矩（Tem）与每极磁通（Φ）和电枢电流（Ia）成正比。Tem=?KTΦIa 式中，KT?—转矩常数，取决于电动机的结构。2．电磁转矩

Ea＝KeΦn 式中，Ke?—电动势常数，由电动机本身的结构所决定。1．反电势直流电动机运转时，电枢中的电流为 式中，U?—电枢外加电压；Ra?—电枢绕组的电阻。U?=?Ea+RaIa 三、直流电动机的电磁转矩和反电动势

CT:与电机结构有关的常数2.电磁转矩直流电动机的电磁转矩（Tem）与每极磁通（Φ）和电枢电流（Ia）成正比转矩平衡关系电动机的电磁转矩Tem为驱动转矩。在电机运行时，电磁转矩必须和机械负载转矩及空载损耗转矩相平衡。（T0：根据实际情况，有时可忽略）Tem=CT?IaT2:机械负载转矩T0:空载转矩

当电动机轴上的机械负载发生变化时，通过电动机转速、电动势、电枢电流的变化，电磁转矩将自动调整，以适应负载的变化，保持新的平衡。转矩平衡过程例：设外加电枢电压U一定，T=T2(平衡)，此时，若T2突然增加，则调整过程为达到新的平衡点(Ia?)。T2?n?Ia?Tem?E?Ea=Ce?n

直流电动机的稳定运行状况取决于负载的大小；当负载发生变化时，电动机的转速、电流、转矩都将自动地作相应的变化来达到新的平衡。直流电动机的自适应能力

任务5.1.1分析直流电动机运行的自适应能力一、任务目的1．熟悉并励电动机的机械特性。2．熟悉直流电动机电压平衡式和转矩平衡式。3．学会分析并励电动机的自动适应负载变化的能力。二、任务内容某并励电动机带负载TL运行，稳定工作在额定工作点A，现在由于某些外在的扰动，负载稍变大，变为（TL）。试分析电动机将如何运行，如果外在的扰动消失，能否回到原来的工作点继续运行（忽略空载转矩）。项目实施

三、分析过程

一、并励电动机5.1.2直流电动机的机械特性IaUM+_If+_IE当电源电压U和励磁回路的电阻Rf一定时,励磁电