直流電機的基本工作原理

1、直流電機的基本工作原理一直流電機的用途直流電動機的優(yōu)點：1調速范圍廣，易于平滑調節(jié)2過載、啟動、制動轉矩大3易于控制，可靠性高4調速時的能量損耗較小缺點：換向困難，容量受到限制，不能做的很大。應用：軋鋼機、電車、電氣鐵道牽引、造紙、紡織拖動。直流發(fā)電機用作電解、電鍍、電冶煉、充電、交流發(fā)電機勵磁等的直流電源。二、直流電機的工作原理原理：任何電機的工作原理都是建立在電磁感應和電磁力這個基礎上。為了討論直流電機的工作原理，我們把復雜的直流電機結構簡化為工作原理圖。 （一）直流發(fā)電機的工作原理1.工作原理：導體在磁場屮運動時，導體小會感應出電勢e。e= blvob:磁密i：導體長度；v：導體為磁場的

2、相對速度。正方向：用右手定則判斷。電勢e正方向表示電位升高的方向，與u相反。如果同一元件lie和u正方向相同時，e= -uof bn理解：電磁感應原理的變形（變化的磁通產生感應電動勢）2發(fā)電機工作過程分析：兩磁極直流發(fā)電機的工作原理圖。（1）構成：磁場：圖中n和s是一對靜止的磁極，川以產生磁場，其磁感應強度沿閲周為正弦分布。勵磁繞組 容量較小的發(fā)電機是用永久磁恢做磁極的。容量較人的發(fā)電機的磁場是 山直流電流通過繞在磁極鐵心上的繞組產生的。用來形成n極和s極的繞組稱為勵磁繞組， 勵磁繞組中的電流稱為勵磁電流if-電樞繞組：在n極和s極z間，有一個能繞軸旋轉的圓柱形鐵心，其上緊繞著一個線圈稱 為電

3、樞繞組(圖中只畫出一匝線圈)，電樞繞組中的電流稱為電樞電流la。換向器：電樞繞組兩端分別接在兩個相互絕緣而和繞組同軸旋轉的半圓形銅片一一換向片上 組成-個換向器。換向器上壓著固定不動的炭質電刷。電樞：鐵心、電樞繞組利換向器所組成的旋轉部分稱為電樞。(2) 工作過程：p1 :電動勢產生當電樞被原動機以恒速驅動，按逆時針方向轉動時，用右手定則可以判定，線圈ab和 cd邊切割磁力線產牛的感應電動勢的方向，則在負載與線圈構成的回路中產生電流la,其 方向與電動勢方向相同。電流由電刷a流出，由電刷b流回。*電動勢與電流關系：同向eabf1-4.1直流發(fā)電機工作原理p2：換向當電樞轉到上圖b所示位置時，a

4、b邊轉到了 s極下，cd邊轉到了 n極下。這時線圈 中感應電動勢的方向發(fā)生了改變，但由于換向器隨同一起旋轉，使得電刷a總是接觸n極 卜的導線，而電刷b總是接觸s極卜的導線，故電流仍由a流出b流回，方向不變。電刷引出電勢元件感應電勢f14.2直流發(fā)電機工作原理0水雖然有換向器的作用，將線圈內的交變電動勢在兩電刷間變換為方向不變的電動勢，但它 的大小仍然是脈動的。欲獲得在方向和量值上均為恒定的電動勢，則應把電樞鐵心上的槽 數(shù)和線圈匝數(shù)增多，同時換向器上的換向片數(shù)也要相應地增加。（3）電磁轉矩與能量轉換分析:電磁轉矩：電樞電流la與磁場相互作用而產生的電磁力形成了電磁轉矩to用左手定則可以判定，電磁轉矩t的方向與電樞旋轉方向相反。因此，在電樞等速旋 轉時，原動機的驅動轉矩t1必須與發(fā)電機的電磁轉矩t和空載損耗轉矩to相平衡（to 是發(fā)電機軸上的轉矩）,即t1 = t+ to水電磁轉矩方向與轉速方向關系：反向能量轉換：原動機（機械能）電磁轉矩> 發(fā)電機負載（電能）當發(fā)電機的負載（即電樞電流）增加時，電磁轉矩和輸出功率也隨z增加，這時原動機的驅動 轉矩所供給的機械功率亦必須相