11-直流電機原理與結(jié)構(gòu)解析課件

1、第一章 直流電機 本章主要討論直流電機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，討論直流電機的磁場分布、感應(yīng)電動勢、電磁轉(zhuǎn)矩、電樞反應(yīng)及影響、換向及改善換向方法，從應(yīng)用角度分析直流發(fā)電機的運行特性和直流電動機的工作特性。第一章 直流電機 本章主要討論直流電機的基本結(jié)構(gòu)1.2 直流電機電樞繞組簡介1.3 直流電機的電樞反應(yīng)1.4 直流電機的電樞電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩1.5 直流電機的換向1.6 直流發(fā)電機1.7 直流電動機1.1 直流電機的基本工作原理與結(jié)構(gòu)思考題與習(xí)題1.2 直流電機電樞繞組簡介1.3 直流電機的電樞反應(yīng)1.41.掌握直流電機的基本工作原理；2.了解直流電機的基本結(jié)構(gòu)和各部件的主要作用；3.明確直流電機

2、的銘牌中主要額定數(shù)據(jù)及其含義以及在使用電機時應(yīng)當(dāng)注意的事項；教學(xué)要求：1.1 直流電機的基本工作原理與結(jié)構(gòu)1.掌握直流電機的基本工作原理；教學(xué)要求：1.1 直流電NSUNSUAXXA線圈邊中電流不改變方向，則平均Tem0直流電動機的工作原理1.1 直流電機的基本工作原理和結(jié)構(gòu)NSUNSAXXA線圈邊中電流不改變方向，則平均TemENS直流電動機的工作原理NSUU電刷 電刷和換向片的作用是什么？換向片AXXA 線圈邊切割磁感線會產(chǎn)生什么？EEEENS直流電動機的工作原理NS電刷 電刷和換向片的作用是11-直流電機原理與結(jié)構(gòu)解析課件直流電動機的工作原理示意圖:直流電動機的工作原理示意圖:實際的直流

3、電動機電樞并非單一線圈，磁極也并非一對。實際的直流電動機電樞并非單一線圈，磁極也并非一對。電磁關(guān)系直流電流交流電流電磁轉(zhuǎn)矩(拖動轉(zhuǎn)矩)機械負(fù)載克 服反電動勢做功換向旋轉(zhuǎn)外加電源電刷和換向器電樞繞組內(nèi)部氣隙磁場轉(zhuǎn)子電磁關(guān)系直流電流交流電流電磁轉(zhuǎn)矩機械負(fù)載克 服反電動勢做功換NS二、直流發(fā)電機的工作原理NSEE輸出直流電原動機感應(yīng)電動勢、電流電磁轉(zhuǎn)矩（阻轉(zhuǎn)矩）做功 電磁 關(guān)系換向NS二、直流發(fā)電機的工作原理NS輸出原動機感應(yīng)電動電磁轉(zhuǎn)一、直流發(fā)電機工作原理 右圖為直流發(fā)電機的物理模型，N、S為定子磁極，abcd是固定在可旋轉(zhuǎn)導(dǎo)磁圓柱體上的線圈，線圈連同導(dǎo)磁圓柱體稱為電機的轉(zhuǎn)子或電樞。線圈的首末端a

4、、d連接到兩個相互絕緣并可隨線圈一同旋轉(zhuǎn)的換向片上。轉(zhuǎn)子線圈與外電路的連接是通過放置在換向片上固定不動的電刷進行的。直流發(fā)電機是將機械能轉(zhuǎn)變成電能的旋轉(zhuǎn)機械。1.1.1直流電機的工作原理一、直流發(fā)電機工作原理 右圖為直流發(fā)電機的物理 當(dāng)原動機驅(qū)動電機轉(zhuǎn)子逆時針旋轉(zhuǎn)時同，線圈abcd將感應(yīng)電動勢。如右圖，導(dǎo)體ab在N極下，a點高電位，b點低電位；導(dǎo)體cd在S極下，c點高電位，d點低電位；電刷A極性為正，電刷B極性為負(fù)。 當(dāng)原動機驅(qū)動電機轉(zhuǎn)子逆時針旋轉(zhuǎn)時同，線圈abcd將感 當(dāng)原動機驅(qū)動電機轉(zhuǎn)子逆時針旋轉(zhuǎn) 后，如右圖。 與電刷A接觸的導(dǎo)體總是位于N極下，與電刷B接觸的導(dǎo)體總是位于S極下,電刷A的極

5、性總是正的，電刷B的極性總是負(fù)的，在電刷A、B兩端可獲得直流電動勢。 導(dǎo)體ab在S極下，a點低電位，b點高電位；導(dǎo)體cd在N極下，c點低電位，d點高電位；電刷A極性仍為正，電刷B極性仍為負(fù)。 當(dāng)原動機驅(qū)動電機轉(zhuǎn)子逆時針旋轉(zhuǎn) 后， 實際直流發(fā)電機的電樞是根據(jù)實際需要有多個線圈。線圈分布在電樞鐵心表面的不同位置，按照一定的規(guī)律連接起來，構(gòu)成電機的電樞繞組。磁極也是根據(jù)需要N、S極交替旋轉(zhuǎn)多對。 實際直流發(fā)電機的電樞是根據(jù)實際需要有多個線圈。 把電刷A、B接到直流電源上，電刷A接正極，電刷B接負(fù)極。此時電樞線圈中將電流流過。 直流電動機是將電能轉(zhuǎn)變成機械能的旋轉(zhuǎn)機械。 在磁場作用下，N極性下導(dǎo)體ab

6、受力方向從右向左，S 極下導(dǎo)體cd受力方向從左向右。該電磁力形成逆時針方向的電磁轉(zhuǎn)矩。當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩大于阻轉(zhuǎn)矩時，電機轉(zhuǎn)子逆時針方向旋轉(zhuǎn)。二、直流電動機工作原理 把電刷A、B接到直流電源上，電刷A接正極，電 原N極性下導(dǎo)體ab轉(zhuǎn)到S極下，受力方向從左向右，原S 極下導(dǎo)體cd轉(zhuǎn)到N極下，受力方向從右向左。該電磁力形成逆時針方向的電磁轉(zhuǎn)矩。線圈在該電磁力形成的電磁轉(zhuǎn)矩作用下繼續(xù)逆時針方向旋轉(zhuǎn)。 與直流發(fā)電機相同，實際的直流電動機的電樞并非單一線圈，磁極也并非一對。 當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)到右圖所示位置時 原N極性下導(dǎo)體ab轉(zhuǎn)到S極下，受力方向從左向右，原S直流電動機的工作原理示意圖:直流電動機的工作原理示意圖:1

7、1-直流電機原理與結(jié)構(gòu)解析課件主磁極：產(chǎn)生恒定的氣隙磁通，由鐵心和勵磁繞組構(gòu)成換向磁極：改善換向。電刷裝置：與換向片配合,完成直流與交流的互換機座和端蓋：起支撐和固定作用。定子轉(zhuǎn)子換向器：與電刷裝置配合,完成直流與交流的互換。電樞鐵心：主磁路的一部分，放置電樞繞組。電樞繞組：由帶絕緣的導(dǎo)線繞制而成，是電路部分。轉(zhuǎn) 軸：由鋼鐵做成。軸 承：1.1.2 直流電機的主要結(jié)構(gòu)主磁極：產(chǎn)生恒定的氣隙磁通，由鐵心和勵磁繞組構(gòu)成換向磁極：改直流電機圖片 直流電機圖片 11-直流電機原理與結(jié)構(gòu)解析課件11-直流電機原理與結(jié)構(gòu)解析課件直流電機圖片 直流電機圖片 1. 額定電壓 UN 發(fā)電機的 UN ：指輸出電壓

8、的額定值。 電動機的 UN ：指輸入電壓的額定值。2. 額定電流 IN 發(fā)電機的 IN ：指輸出電流的額定值。 電動機的 IN ：指輸入電流的額定值。3. 額定功率 PN 發(fā)電機的 PN ：指輸出電功率的額定值(UN IN ) 。 電動機的 PN ：指輸出機械功率的額定值 (UN INN ) 。1.1.3 直流電機的銘牌數(shù)據(jù)及主要系列1. 額定電壓 UN1.1.3 直流電機的銘牌數(shù)據(jù)及主要系列4. 額定轉(zhuǎn)速 nN5. 額定勵磁電壓 UfN6. 額定勵磁電流 IfN 額定狀態(tài) ：指 U、I、P、n 均為額定值的狀態(tài)。 滿載狀態(tài) ： 指 I = IN 的狀態(tài)。欠載運行：電機的運行電流小于額定電流。 過載運行：電機的行電流大于額定電流。 長期欠載運行將造成電機浪費，而長期過載運行會縮短電機的使用壽命。電機最好運行于額定狀態(tài)或額定狀態(tài)附近，此時電機的運行效率、工作性能等比較好。4. 額定轉(zhuǎn)速 nN+Ua+Uf他勵并勵串勵復(fù)勵1. 直流電動機按勵磁方式分類MIfIaM+UIIfIaM+UII