汽車(chē)電工電子第四章電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)PPT

1、（第四章（第四章 電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī) ）1 主講主講: :張閩臨張閩臨 贛州華堅(jiān)科技職業(yè)學(xué)校贛州華堅(jiān)科技職業(yè)學(xué)校1 1、 了解電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的基本構(gòu)造和原理。了解電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的基本構(gòu)造和原理。 2 2、 理解電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)銘牌數(shù)據(jù)的意義。理解電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)銘牌數(shù)據(jù)的意義。3 3、了解電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)在汽車(chē)上應(yīng)用。、了解電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)在汽車(chē)上應(yīng)用。4 4、正確理解步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及原理。、正確理解步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及原理。2電電動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)交流電動(dòng)機(jī)交流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī) 他勵(lì)、異勵(lì)、串勵(lì)、復(fù)勵(lì)他勵(lì)、異勵(lì)、串勵(lì)、復(fù)勵(lì)異步機(jī)異步機(jī)同步機(jī)同步機(jī)三相電動(dòng)機(jī)三相電動(dòng)機(jī)單相電動(dòng)機(jī)單相電動(dòng)機(jī)直流

2、電動(dòng)機(jī)是將直流電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的電動(dòng)機(jī)。因其良好的調(diào)速性能而在電力拖動(dòng)中得到廣泛應(yīng)用。直流電動(dòng)機(jī)按勵(lì)磁方式分為永磁、他勵(lì)和自勵(lì)3類(lèi)，其中自勵(lì)又分為并勵(lì)、串勵(lì)和復(fù)勵(lì)3種。4z2 _ 56 / 42表示直流電動(dòng)機(jī)表示直流電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)代號(hào)，表示第二次設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)代號(hào)，表示第二次設(shè)計(jì)機(jī)座中心高機(jī)座中心高56mm磁極數(shù)為磁極數(shù)為42號(hào)鐵心長(zhǎng)度號(hào)鐵心長(zhǎng)度直直 流流 電電 動(dòng)動(dòng) 機(jī)機(jī)型號(hào)型號(hào)z4-112/2-1勵(lì)磁方式勵(lì)磁方式并勵(lì)并勵(lì)額定功率額定功率5.5kw勵(lì)磁電壓勵(lì)磁電壓180v額定電壓額定電壓440v勵(lì)磁電流勵(lì)磁電流0.4a額定電流額定電流15a額定效率額定效率81.2%額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速3000r/min絕

3、緣等級(jí)絕緣等級(jí)b級(jí)級(jí)定額定額連續(xù)連續(xù)出廠日期出廠日期年年月月電機(jī)廠電機(jī)廠加于直流電動(dòng)機(jī)的直流電源，借助于換向器和電刷的作用，使直流電動(dòng)機(jī)電樞線圈中流過(guò)的電流，方向是交變的，從而使電樞產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩的方向恒定不變，確保直流電動(dòng)機(jī)朝確定的方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)。這就是直流電動(dòng)機(jī)的基本工作原理。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，直流電動(dòng)機(jī)就是利用通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力運(yùn)動(dòng)而“切割”其磁力線的原理工作的。67分為兩部分：定子與轉(zhuǎn)子。注意：不要把換向極與換向器弄混淆了。定子包括：主磁極，機(jī)座，換向極，電刷裝置等。轉(zhuǎn)子包括：電樞鐵芯，電樞繞組，換向器，軸和風(fēng)扇等。89定子包括主磁極、轉(zhuǎn)向磁極、機(jī)座、端蓋及刷架等。a.主磁極。主磁極是產(chǎn)生磁場(chǎng)

4、的，主要由三部分組成：鐵芯、極靴和勵(lì)磁繞組，10電樞主要包括電樞鐵芯、電樞繞組、換向器、風(fēng)扇及轉(zhuǎn)軸等，111他勵(lì)直流電機(jī)勵(lì)磁繞組與電樞繞組無(wú)聯(lián)接關(guān)系，而由其他直流電源對(duì)勵(lì)磁繞組供電的直流電機(jī)稱(chēng)為他勵(lì)直流電機(jī)，永磁直流電機(jī)也可看作他勵(lì)直流電機(jī)。2并勵(lì)直流電機(jī)并勵(lì)直流電機(jī)的勵(lì)磁繞組與電樞繞組相并聯(lián)，作為并勵(lì)發(fā)電機(jī)來(lái)說(shuō)，是電機(jī)本身發(fā)出來(lái)的端電壓為勵(lì)磁繞組供電；作為并勵(lì)電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，勵(lì)磁繞組與電樞共用同一電源，從性能上講與他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)相同。3串勵(lì)直流電機(jī)串勵(lì)直流電機(jī)的勵(lì)磁繞組與電樞繞組串聯(lián)后，再接于直流電源。這種直流電機(jī)的勵(lì)磁電流就是電樞電流。4復(fù)勵(lì)直流電機(jī)復(fù)勵(lì)直流電機(jī)有并勵(lì)和串勵(lì)兩個(gè)勵(lì)磁繞組，121

5、3141.優(yōu)良的調(diào)速特性，調(diào)速范圍寬廣、調(diào)速平滑、方便。2.過(guò)載能力大，能承受頻繁沖擊負(fù)載，而且能設(shè)計(jì)成與負(fù)載機(jī)械相適應(yīng)的各種機(jī)械特性。3.現(xiàn)快速起動(dòng)、制動(dòng)和逆向運(yùn)轉(zhuǎn)。4.能適應(yīng)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化所需要的各種特殊運(yùn)行要求。15一、他勵(lì)和并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性：他勵(lì)和并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流是不受負(fù)載影響的。二、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性：串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組與電樞繞組串聯(lián)，因此勵(lì)磁電流等于電樞電流。隨著轉(zhuǎn)矩t的增大，轉(zhuǎn)速n下降十分明顯。常用于電車(chē)、電氣機(jī)車(chē)、起重機(jī)等場(chǎng)合。例：當(dāng)起重機(jī)提升重量輕的貨物時(shí)，速度較高，而提升很重的貨物時(shí)，速度較低，以保證安全。三、復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)既具有串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)，適用于負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化

6、大需要比較軟的機(jī)械特性的生產(chǎn)設(shè)備中，又可象并勵(lì)電動(dòng)機(jī)那樣在空載或輕載的情況下運(yùn)行。常用于輪船、無(wú)軌電車(chē)、起重采礦設(shè)備中。16 由于電機(jī)電樞回路電阻和電感都較小，而轉(zhuǎn)動(dòng)體具有一定的機(jī)械慣性，因此當(dāng)電機(jī)接通電源后，起動(dòng)的開(kāi)始階段電樞轉(zhuǎn)速以及相應(yīng)的反電動(dòng)勢(shì)很小，起動(dòng)電流很大。最大可達(dá)額定電流的1520倍。這一電流會(huì)使電網(wǎng)受到擾動(dòng)、機(jī)組受到機(jī)械沖擊、換向器發(fā)生火花。因此直接合閘起動(dòng)只適用于功率不大于4千瓦的電動(dòng)機(jī)（起動(dòng)電流為額定電流的68倍）。為了限制起動(dòng)電流，常在電樞回路內(nèi)串入專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的可變電阻。在起動(dòng)過(guò)程中隨著轉(zhuǎn)速的不斷升高及時(shí)逐級(jí)將各分段電阻短接，使起動(dòng)電流限制在某一允許值以?xún)?nèi)。 起動(dòng)方法稱(chēng)為串

7、電阻起動(dòng)，非常簡(jiǎn)單，設(shè)備輕便，廣泛應(yīng)用于各種中小型直流電動(dòng)機(jī)中。但由于起動(dòng)過(guò)程中能量消耗大，不適于經(jīng)常起動(dòng)的電機(jī)和中、大型直流電動(dòng)機(jī)。但對(duì)于某些特殊需要，例如城市電車(chē)雖經(jīng)常起動(dòng)，為了簡(jiǎn)化設(shè)備，減輕重量和操作維修方便，通常采用串電阻起動(dòng)方法對(duì)容量較大的直流電動(dòng)機(jī)，通常采用降電壓起動(dòng)。171、全壓?jiǎn)?dòng)（直接啟動(dòng)）2、降壓?jiǎn)?dòng)3、電樞回路串電阻啟動(dòng)181、并（他）勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電樞串電阻調(diào)速2、降低電源電壓調(diào)速3、改變磁通調(diào)速（改變勵(lì)磁電流if調(diào)速）191、能耗制動(dòng)202、反接制動(dòng)21222324252627定子：三相對(duì)稱(chēng)繞組：u1-u2、v1-v2、w1-w2 轉(zhuǎn)子：磁極鐵心、勵(lì)磁繞組。 勵(lì)磁繞組通

8、入直流電流，建立轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)。 原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速 n 勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)切割定子三相繞組，在三相繞組中感應(yīng)出交變電動(dòng)勢(shì)。 120由于定子三相繞組在空間位置上互差電角度，所以三相電動(dòng)勢(shì)在時(shí)間上互差120電角度。2829301按結(jié)構(gòu)型式分 隱極式 凸極式 旋轉(zhuǎn)磁極式 旋轉(zhuǎn)電樞式 旋轉(zhuǎn)電樞式（小容量同步電機(jī)采用）旋轉(zhuǎn)磁極式（大容量同步電機(jī)采用）隱極式（火電機(jī)組）凸極式（水電機(jī)組）31步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開(kāi)環(huán)執(zhí)行元件。在非超載的情況下，對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)施加個(gè)電脈沖信號(hào)后，其轉(zhuǎn)軸就轉(zhuǎn)過(guò)一定的角度，這稱(chēng)為一步。隨著脈沖數(shù)的增加，角位移或線位移也隨之增加、脈沖頻率高則步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度就高，反之則低。這一線性關(guān)系的存在，加上步進(jìn)電動(dòng)機(jī)只有周期性的誤差而無(wú)累積誤差等特點(diǎn)，使得它在速度和位置等控制領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛。3233 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理，其實(shí)就是電磁鐵的工作原理。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，首先控制經(jīng)過(guò)環(huán)形分配器送來(lái)的脈沖信號(hào)，對(duì)定子繞組輪流通電。設(shè)先對(duì)u相繞組通電，v相和w相繞組都不通電。由于磁通啄只有力圖沿磁阻最小路徑通過(guò)的特點(diǎn)。如圖44(a)所示轉(zhuǎn)子齒1和3的軸線與u相定子齒對(duì)齊、即在電磁吸力作用下、將轉(zhuǎn)子齒1和3吸引到u相下。此時(shí)，因轉(zhuǎn)子只受徑向力而無(wú)切向力，故轉(zhuǎn)矩為零，轉(zhuǎn)子被白鎖在這個(gè)位置上。此時(shí)，v相和w相的轉(zhuǎn)子齒在不同方向各錯(cuò)開(kāi)一定