電機(jī)與電器直流電機(jī)課件

第一章直流電機(jī)電源測(cè)速伺服第一章直流電機(jī)電源測(cè)速伺服1直流電機(jī)一、直流發(fā)電機(jī)二、直流電動(dòng)機(jī)三、直流電機(jī)的可逆性

在不同的外界條件下，一臺(tái)直流電機(jī)原則上既可以作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，也可以作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行，這在電機(jī)理論中稱為可逆原理。直流電機(jī)一、直流發(fā)電機(jī)2直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)3直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)4直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)1、主磁極主磁極的作用是產(chǎn)生氣隙磁場(chǎng)。主磁極由主磁極鐵心和勵(lì)磁繞組兩部分組成。鐵心一般用0.5mm～1.5mm厚的硅鋼板沖片疊壓鉚緊而成，分為極身和極靴兩部分，直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)1、主磁極5直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)2、換向極換向極的作用是改善換向，減小電機(jī)運(yùn)行時(shí)電刷與換向器之間可能產(chǎn)生的換向火花，一般裝在兩個(gè)相鄰主磁極之間，由換向極鐵心和換向極繞組組成，數(shù)目與主磁極相等。直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)2、換向極6直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)3、電刷裝置電刷裝置是用來(lái)引入或引出直流電壓和直流電流的，如圖1.7所示。電刷裝置由電刷、刷握、刷桿和刷桿座等組成。直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)3、電刷裝置7直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)4、電樞鐵心電樞鐵心是主磁路的主要部分，同時(shí)用以嵌放電樞繞組。一般電樞鐵心采用由0.5mm厚的硅鋼片沖制而成的沖片疊壓而成，以降低電機(jī)運(yùn)行時(shí)電樞鐵心中產(chǎn)生的渦流損耗和磁滯損耗。疊成的鐵心固定在轉(zhuǎn)軸或轉(zhuǎn)子支架上。鐵心的外圓開有電樞槽，槽內(nèi)嵌放電樞繞組。直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)4、電樞鐵心8直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)5、換向器在直流電動(dòng)機(jī)中，換向器配以電刷，能將外加直流電源轉(zhuǎn)換為電樞線圈中的交變電流，使電磁轉(zhuǎn)矩的方向恒定不變；在直流發(fā)電機(jī)中，換向器配以電刷，能將電樞線圈中感應(yīng)產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)換為正、負(fù)電刷上引出的直流電動(dòng)勢(shì)。換向器是由許多換向片組成的圓柱體，換向片之間用云母片絕緣直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)5、換向器9直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)主磁極：產(chǎn)生恒定的氣隙磁通，由鐵心和勵(lì)磁繞組構(gòu)成換向磁極：改善換向。電刷裝置：與換向器配合,完成直流與交流的互換機(jī)座和端蓋：起支撐和固定作用，機(jī)座也是電機(jī)中磁路的一部分。定子轉(zhuǎn)子電樞鐵心：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。

是能量轉(zhuǎn)換的中樞。換向器：與電刷裝置配合,完成直流與交流的互換轉(zhuǎn)軸軸承直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)主磁極：產(chǎn)生恒定的氣隙磁通，由鐵心和勵(lì)磁繞組構(gòu)10直流電機(jī)的工作原理簡(jiǎn)單模型簡(jiǎn)介：N，S——靜止磁場(chǎng)，產(chǎn)生磁通（定子主磁極）電樞繞組——線圈abcd換向器—固定在轉(zhuǎn)軸上且與轉(zhuǎn)軸絕緣的兩個(gè)銅質(zhì)的半圓環(huán)電刷——與換向片滑動(dòng)接觸，是旋轉(zhuǎn)的線圈與外界靜止的電路相連接。直流電機(jī)的工作原理簡(jiǎn)單模型簡(jiǎn)介：11電機(jī)與電器直流電機(jī)課件12直流電機(jī)的工作原理1、直流發(fā)電機(jī)的工作原理

在圖示瞬間，導(dǎo)體ab、cd的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向分別由b指向a和由d指向c。這時(shí)電刷A呈正極性,電刷B呈負(fù)極性。直流電機(jī)的工作原理1、直流發(fā)電機(jī)的工作原理在圖示瞬間，13直流電機(jī)的工作原理

當(dāng)線圈逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)180°時(shí)，這時(shí)導(dǎo)體cd位于N極下，導(dǎo)體ab位于S極下，各導(dǎo)體中電動(dòng)勢(shì)都分別改變了方向。直流電機(jī)的工作原理當(dāng)線圈逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)180°時(shí)，這時(shí)14直流電機(jī)的工作原理從圖看出，和電刷A接觸的導(dǎo)體永遠(yuǎn)位于N極下，同樣，和電刷B接觸的導(dǎo)體永遠(yuǎn)位于S極下。直流發(fā)電機(jī)電樞線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向是交變的，而通過(guò)換向器和電刷的整流作用，在電刷A、B上輸出的電動(dòng)勢(shì)是極性不變的直流電動(dòng)勢(shì)。因此，電刷A始終有正極性，電刷B始終有負(fù)極性，所以電刷端能引出方向不變的但大小變化的脈振電動(dòng)勢(shì)。如果電樞上線圈數(shù)增多，并按照一定的規(guī)律把它們連接起來(lái)，可使脈振程度減小，就可獲得直流電動(dòng)勢(shì)。這就是直流發(fā)電機(jī)的工作原理。

直流電機(jī)的工作原理從圖看出，和電刷A接觸的導(dǎo)體永遠(yuǎn)位于15直流電機(jī)的工作原理2、直流電動(dòng)機(jī)的工作原理在圖示瞬間，導(dǎo)體受力的方向用左手定則確定。這一對(duì)電磁力形成了作用于電樞一個(gè)力矩，稱為電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩的方向是逆時(shí)針?lè)较?，使電樞逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。直流電機(jī)的工作原理2、直流電動(dòng)機(jī)的工作原理在圖示瞬間，導(dǎo)體受16直流電機(jī)的工作原理

當(dāng)電樞轉(zhuǎn)了180°后，導(dǎo)體cd轉(zhuǎn)到N極下，導(dǎo)體ab轉(zhuǎn)到S極下時(shí)，由于直流電源供給的電流方向不變，仍從電刷A流入，經(jīng)導(dǎo)體cd、ab后，從電刷B流出。這時(shí)導(dǎo)體cd受力方向變?yōu)閺挠蚁蜃?，?dǎo)體ab受力方向是從左向右，產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩的方向仍為逆時(shí)針?lè)较?。直流電機(jī)的工作原理當(dāng)電樞轉(zhuǎn)了180°后，導(dǎo)體cd轉(zhuǎn)17直流電機(jī)的工作原理由此可見，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。直流電機(jī)的工作原理由此可見，加于直流電動(dòng)機(jī)的直流電源，借助于18直流電機(jī)的工作原理一臺(tái)直流電機(jī)原則上可以作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，也可以作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行，取決于外界不同的條件。將直流電源加于電刷，輸入電能，電機(jī)能將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行；如用原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)直流電機(jī)的電樞旋轉(zhuǎn)，輸入機(jī)械能，電機(jī)能將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為直流電能，從電刷上引出直流電動(dòng)勢(shì)，作發(fā)電機(jī)運(yùn)行。同一臺(tái)電機(jī)，既能作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，又能作發(fā)電機(jī)運(yùn)行的原理，稱為電機(jī)的可逆原理。直流電機(jī)的工作原理一臺(tái)直流電機(jī)原則上可以作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，也可19直流電機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)額定容量PN：輸出功率額定電壓UN：額定狀態(tài)下出線端電壓；額定電流IN：額定狀態(tài)下出線端電流；額定轉(zhuǎn)速n：額定狀態(tài)下的電機(jī)轉(zhuǎn)速直流發(fā)電機(jī)：PN＝UN·IN直流電動(dòng)機(jī)：PN＝UN·IN·★直流電機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)額定容量PN：輸出功率額定電壓UN：額定20電機(jī)與電器直流電機(jī)課件21直流電機(jī)的繞組繞組：直流電機(jī)的線圈，實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的部件；為直流電機(jī)的主要電路。在電機(jī)中按一定規(guī)律連接起來(lái)，構(gòu)成直流電機(jī)的電樞繞組。要求有：1，產(chǎn)生足夠的電動(dòng)勢(shì)；2，盡可能節(jié)省材料；3，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠。直流電機(jī)的繞組繞組：直流電機(jī)的線圈，實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能的機(jī)電能22簡(jiǎn)單的繞組

單一線圈是不能產(chǎn)生足夠的電動(dòng)勢(shì)或電磁轉(zhuǎn)矩，必須將多個(gè)線圈連接成繞組（稱為電樞繞組）簡(jiǎn)單的繞組 單一線圈是不能產(chǎn)生足夠的電動(dòng)勢(shì)或電磁轉(zhuǎn)矩，必須23簡(jiǎn)單的繞組 簡(jiǎn)單的繞組 24簡(jiǎn)單的繞組

簡(jiǎn)單的繞組 25簡(jiǎn)單的繞組

簡(jiǎn)單的繞組 26簡(jiǎn)單的繞組

簡(jiǎn)單的繞組 27簡(jiǎn)單的繞組

簡(jiǎn)單的繞組 28簡(jiǎn)單的繞組

結(jié)論：位于對(duì)稱位置的電刷將閉合的六個(gè)線圈分為兩個(gè)并聯(lián)的支路簡(jiǎn)單的繞組 結(jié)論：位于對(duì)稱位置的電刷將閉合的六個(gè)線圈分為兩29繞組相關(guān)概念

元件（線圈）：繞組中每個(gè)線圈的兩個(gè)端子各接到一個(gè)換向片上，為繞組的一個(gè)單元。直流電機(jī)電樞繞組構(gòu)成原則：將繞組通過(guò)換向片連接起來(lái)構(gòu)成閉合繞組。極軸線：磁極的中心線；幾何中性線：磁極之間的平分線，P:極對(duì)數(shù)；極距t：在電樞鐵心表面上，一個(gè)極所占的距離?？捎貌蹟?shù)表示，t=Z/2P槽），式中Z為電樞總槽數(shù)；繞組相關(guān)概念 元件（線圈）：繞組中每個(gè)線圈的兩個(gè)端子各接到一30繞組相關(guān)概念 第一節(jié)距（元件節(jié)距y1）：同一個(gè)元件兩個(gè)元件邊之間的距離。換向節(jié)距（yc）：上層元件邊與下層元件邊所連接的兩個(gè)換向片之間的距離。以換向片數(shù)目表示。第二節(jié)距(合成節(jié)距y2)：連至同一個(gè)換向片的兩個(gè)元件邊之間的距離。Y2=y1－ycy1=Q/2p±ε=整數(shù)（Q為電樞的槽數(shù)，p為磁極對(duì)數(shù)）ε是使y1成為整數(shù)的一個(gè)分?jǐn)?shù)繞組相關(guān)概念 第一節(jié)距（元件節(jié)距y1）：同一個(gè)元件兩個(gè)元件31123ycy1y2123ycy1y232繞組相關(guān)概念基本形式有兩種：1.單疊繞組：元件兩個(gè)端子連接于相鄰的兩個(gè)換熱片上。2.單波繞組：把元件相隔大約兩個(gè)極距連接起來(lái)。繞組相關(guān)概念基本形式有兩種：33舉例：極對(duì)數(shù)p=2，槽數(shù)Q=16，元件數(shù)S=16，換向片數(shù)K=16，即Q=S=K=16，畫繞組展開圖。解：1、計(jì)算數(shù)據(jù)：y1=Q/2p=4，

對(duì)于疊繞組yc=1，y2=y1－yc=3

2、畫展開圖單疊繞組展開圖舉例：極對(duì)數(shù)p=2，槽數(shù)Q=16，元件數(shù)S=16，換向片數(shù)K34（1）先畫16根等長(zhǎng)、等距的實(shí)線，代表各槽上層元件邊，再畫16根等長(zhǎng)等距的虛線，代表各槽下層元件邊。（2）根據(jù)第一節(jié)距，畫出第一個(gè)元件的上下層邊（1～5槽），令上層邊所在的槽號(hào)為元件號(hào)；（3）接上換向片，1、2片之間對(duì)準(zhǔn)元件中心線，之后等分換向器，定出換向片號(hào)；單疊繞組展開圖12345678910111213141615（1）先畫16根等長(zhǎng)、等距的實(shí)線，代表各槽上層元件邊，再畫135（4）畫出第二個(gè)元件，上層邊在第2槽，與第一個(gè)元件的下層邊聯(lián)接；下層邊在第6槽與3號(hào)換向聯(lián)接。按此規(guī)律，一直把16個(gè)元件全部聯(lián)起來(lái)。（5）放磁極：磁極寬度約為均勻分布在圓周上，N極磁力線垂直向里（進(jìn)入紙面），S極向外（從紙面穿出）；（6）放電刷：對(duì)準(zhǔn)在磁極軸線下，畫一個(gè)換向片寬（實(shí)際上K很多，電刷寬＝2～3片寬）。并把相同極性下的電刷并聯(lián)起來(lái)。實(shí)際運(yùn)行時(shí)，電刷是靜止不動(dòng)的，電樞在旋轉(zhuǎn)。單疊繞組展開圖（4）畫出第二個(gè)元件，上層邊在第2槽，與第一個(gè)元件的下層邊聯(lián)36單疊繞組展開圖單疊繞組展開圖37單疊繞組展開圖單疊繞組展開圖38單疊繞組展開圖單疊繞組展開圖39單疊繞組展開圖單疊繞組展開圖40單疊繞組展開圖單疊繞組展開圖41單疊繞組的電路圖元件1被電刷A1短路，元件2、3、4的電流方向一致，構(gòu)成一條支路且與換向片5相連，同理8、7、6的電流方向一致，構(gòu)成另1條支路且與換向片6相連，而5、6換向片又被電刷B1短接，故2、3、4、6、7、8的電流從B1流出。構(gòu)成一對(duì)支路同理其他元件構(gòu)成另2條支路。故一共有4條并聯(lián)支路，兩對(duì)支路。單疊繞組的電路圖元件1被電刷A1短路，元件2、3、4的電流方42單疊繞組的電路圖

用a表示支路對(duì)數(shù)，且有a＝p(p為磁極對(duì)數(shù)）單疊繞組的電路圖用a表示支路對(duì)數(shù)，且有a＝p(p為磁43（1）元件的兩個(gè)出線端聯(lián)接于相鄰兩個(gè)換向片上；（2）并聯(lián)支路數(shù)等于磁極數(shù)，2a=2p；（4）每條支路由不相同的電刷引出，所以電刷不能少，電刷數(shù)等于磁極數(shù)；（5）正負(fù)電刷之間引出的電動(dòng)勢(shì)即為每一支路的電動(dòng)勢(shì)，電樞電壓等于支路電壓；（6）由正負(fù)電刷引出的電樞電流為各支路電流之和。單疊繞組的特點(diǎn)（1）元件的兩個(gè)出線端聯(lián)接于相鄰兩個(gè)換向片上；單疊繞組的特44單波繞組(1)單波繞組：把元件相隔大約兩個(gè)極距連接起來(lái)。(2)元件兩出線端所連的換向片相隔較遠(yuǎn)相串連的兩元件也相隔較遠(yuǎn)，這樣連接起來(lái)的元件形式猶如波浪一樣向前延伸。(3)支路對(duì)數(shù)永遠(yuǎn)等于1對(duì)比：電流較大電壓較低的電機(jī)多采用疊繞組電壓較大電流較小的電機(jī)多采用波繞組單波繞組(1)單波繞組：把元件相隔大約兩個(gè)極距連接起來(lái)。45直流電機(jī)的勵(lì)磁方式按勵(lì)磁方式的不同，直流電機(jī)可分為4種：1、他勵(lì)直流電機(jī)2.并勵(lì)直流電機(jī)3.串勵(lì)直流電機(jī)4.復(fù)勵(lì)直流電機(jī)直流電機(jī)的運(yùn)行特性隨著勵(lì)磁方式的不同有很大的差別。他勵(lì)串勵(lì)并勵(lì)復(fù)勵(lì)永磁材料勵(lì)磁I＝IaI＝Ia＝IfI=Ia+IfI=Ia直流電機(jī)的勵(lì)磁方式按勵(lì)磁方式的不同，直流電機(jī)可分為4種：他勵(lì)46直流電機(jī)的空載磁場(chǎng)直流電機(jī)的空載磁場(chǎng)是指電樞電流等于零(電動(dòng)機(jī)不帶負(fù)載）因此，直流電機(jī)的空載磁場(chǎng)是指由主磁極單獨(dú)建立的磁場(chǎng)。絕大部分磁通經(jīng)由主磁極及氣隙而通過(guò)電樞鐵心，稱為主磁通－ф0，另一部分不與電樞繞組相交鏈，稱為漏磁通－фσ漏磁通的數(shù)量比主磁通的數(shù)量小得多，在直流電機(jī)中里，一般忽略不計(jì)。直流電機(jī)的空載磁場(chǎng)直流電機(jī)的空載磁場(chǎng)是指電樞電流等于零(電動(dòng)47直流電機(jī)的空載磁場(chǎng)直流電機(jī)的空載磁場(chǎng)48直流電機(jī)的負(fù)載磁場(chǎng)直流電機(jī)的負(fù)載磁場(chǎng)49由于電樞磁動(dòng)勢(shì)的出現(xiàn)，氣隙磁場(chǎng)將會(huì)發(fā)生變化。主極磁場(chǎng)電樞磁場(chǎng)合成磁場(chǎng)由于電樞磁動(dòng)勢(shì)的出現(xiàn)，氣隙磁場(chǎng)將會(huì)發(fā)生變化。主極磁場(chǎng)電樞磁場(chǎng)50直流電機(jī)負(fù)載后，電樞繞組有電流通過(guò)，該電流建立的磁場(chǎng)簡(jiǎn)稱電樞磁場(chǎng)，電樞磁場(chǎng)對(duì)主磁場(chǎng)的影響就稱為電樞反應(yīng)。具體表現(xiàn)：(1)使氣隙磁場(chǎng)分布發(fā)生畸變；(2)去磁作用，使磁場(chǎng)總磁通減弱。直流電機(jī)的電樞反應(yīng)直流電機(jī)負(fù)載后，電樞繞組有電流通過(guò)，該電流建立的磁場(chǎng)簡(jiǎn)稱電樞51直流電機(jī)的感應(yīng)電勢(shì)電樞電勢(shì)：直流機(jī)正、負(fù)電刷之間的感應(yīng)電勢(shì)，即每個(gè)支路里的感應(yīng)電勢(shì)。計(jì)算：求出一根導(dǎo)體在一個(gè)極距范圍內(nèi)切割氣隙磁密的平均感應(yīng)電勢(shì)，乘上一個(gè)支路里總的導(dǎo)體數(shù)。直流電機(jī)的感應(yīng)電勢(shì)電樞電勢(shì)：直流機(jī)正、負(fù)電刷之間的感應(yīng)電勢(shì)，52直流電機(jī)的感應(yīng)電勢(shì)具體計(jì)算：一根導(dǎo)體：Bav：平均磁密；li：導(dǎo)體長(zhǎng)度；v：電樞旋轉(zhuǎn)線速度n：電樞旋轉(zhuǎn)速度（r/min)：每極磁通支路電勢(shì)：Ce：電勢(shì)常數(shù)N：總導(dǎo)體數(shù)直流電機(jī)的感應(yīng)電勢(shì)具體計(jì)算：一根導(dǎo)體：Bav：平均磁密；li53一臺(tái)制造好的電機(jī)，它的電樞電勢(shì)(V)正比于每極磁通φ（韋伯)和轉(zhuǎn)速n（r/min),與磁密分布無(wú)關(guān)。對(duì)電樞電勢(shì)的認(rèn)識(shí)：直流電機(jī)的感應(yīng)電勢(shì)一臺(tái)制造好的電機(jī)，它的電樞電勢(shì)(V)正比于每極磁通φ（韋伯54直流電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩一根導(dǎo)體的平均電磁力：作用在電樞上的總電磁力：電磁轉(zhuǎn)矩：CM:轉(zhuǎn)矩常數(shù)直流電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩一根導(dǎo)體的平均電磁力：作用在電樞上的總電磁55直流電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩一臺(tái)制造好的電機(jī)，它的電磁轉(zhuǎn)矩正比于每極磁通和電樞電流。電勢(shì)常數(shù)Ce和轉(zhuǎn)矩常數(shù)CM決定于結(jié)構(gòu)常數(shù)。它們的關(guān)系為：直流電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩一臺(tái)制造好的電機(jī)，它的電磁轉(zhuǎn)矩正比于每極56直流電機(jī)的電磁功率電樞電功率直流電動(dòng)機(jī)：從電源吸收的電功率，通過(guò)電磁感應(yīng)作用，轉(zhuǎn)換成軸上的機(jī)械功率；直流發(fā)電機(jī)：原動(dòng)機(jī)克服電磁轉(zhuǎn)矩的制動(dòng)作用所做的機(jī)械功率等于通過(guò)電磁感應(yīng)作用在電樞回路所得到的電功率。機(jī)械功率直流電機(jī)的電磁功率電樞電功率直流電動(dòng)機(jī)：從電源吸收的電功率，57第一章直流電機(jī)電源測(cè)速伺服第一章直流電機(jī)電源測(cè)速伺服58直流電機(jī)一、直流發(fā)電機(jī)二、直流電動(dòng)機(jī)三、直流電機(jī)的可逆性

在不同的外界條件下，一臺(tái)直流電機(jī)原則上既可以作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，也可以作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行，這在電機(jī)理論中稱為可逆原理。直流電機(jī)一、直流發(fā)電機(jī)59直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)60直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)61直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)1、主磁極主磁極的作用是產(chǎn)生氣隙磁場(chǎng)。主磁極由主磁極鐵心和勵(lì)磁繞組兩部分組成。鐵心一般用0.5mm～1.5mm厚的硅鋼板沖片疊壓鉚緊而成，分為極身和極靴兩部分，直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)1、主磁極62直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)2、換向極換向極的作用是改善換向，減小電機(jī)運(yùn)行時(shí)電刷與換向器之間可能產(chǎn)生的換向火花，一般裝在兩個(gè)相鄰主磁極之間，由換向極鐵心和換向極繞組組成，數(shù)目與主磁極相等。直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)2、換向極63直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)3、電刷裝置電刷裝置是用來(lái)引入或引出直流電壓和直流電流的，如圖1.7所示。電刷裝置由電刷、刷握、刷桿和刷桿座等組成。直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)3、電刷裝置64直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)4、電樞鐵心電樞鐵心是主磁路的主要部分，同時(shí)用以嵌放電樞繞組。一般電樞鐵心采用由0.5mm厚的硅鋼片沖制而成的沖片疊壓而成，以降低電機(jī)運(yùn)行時(shí)電樞鐵心中產(chǎn)生的渦流損耗和磁滯損耗。疊成的鐵心固定在轉(zhuǎn)軸或轉(zhuǎn)子支架上。鐵心的外圓開有電樞槽，槽內(nèi)嵌放電樞繞組。直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)4、電樞鐵心65直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)5、換向器在直流電動(dòng)機(jī)中，換向器配以電刷，能將外加直流電源轉(zhuǎn)換為電樞線圈中的交變電流，使電磁轉(zhuǎn)矩的方向恒定不變；在直流發(fā)電機(jī)中，換向器配以電刷，能將電樞線圈中感應(yīng)產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)換為正、負(fù)電刷上引出的直流電動(dòng)勢(shì)。換向器是由許多換向片組成的圓柱體，換向片之間用云母片絕緣直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)5、換向器66直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)主磁極：產(chǎn)生恒定的氣隙磁通，由鐵心和勵(lì)磁繞組構(gòu)成換向磁極：改善換向。電刷裝置：與換向器配合,完成直流與交流的互換機(jī)座和端蓋：起支撐和固定作用，機(jī)座也是電機(jī)中磁路的一部分。定子轉(zhuǎn)子電樞鐵心：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。

是能量轉(zhuǎn)換的中樞。換向器：與電刷裝置配合,完成直流與交流的互換轉(zhuǎn)軸軸承直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)主磁極：產(chǎn)生恒定的氣隙磁通，由鐵心和勵(lì)磁繞組構(gòu)67直流電機(jī)的工作原理簡(jiǎn)單模型簡(jiǎn)介：N，S——靜止磁場(chǎng)，產(chǎn)生磁通（定子主磁極）電樞繞組——線圈abcd換向器—固定在轉(zhuǎn)軸上且與轉(zhuǎn)軸絕緣的兩個(gè)銅質(zhì)的半圓環(huán)電刷——與換向片滑動(dòng)接觸，是旋轉(zhuǎn)的線圈與外界靜止的電路相連接。直流電機(jī)的工作原理簡(jiǎn)單模型簡(jiǎn)介：68電機(jī)與電器直流電機(jī)課件69直流電機(jī)的工作原理1、直流發(fā)電機(jī)的工作原理

在圖示瞬間，導(dǎo)體ab、cd的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向分別由b指向a和由d指向c。這時(shí)電刷A呈正極性,電刷B呈負(fù)極性。直流電機(jī)的工作原理1、直流發(fā)電機(jī)的工作原理在圖示瞬間，70直流電機(jī)的工作原理

當(dāng)線圈逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)180°時(shí)，這時(shí)導(dǎo)體cd位于N極下，導(dǎo)體ab位于S極下，各導(dǎo)體中電動(dòng)勢(shì)都分別改變了方向。直流電機(jī)的工作原理當(dāng)線圈逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)180°時(shí)，這時(shí)71直流電機(jī)的工作原理從圖看出，和電刷A接觸的導(dǎo)體永遠(yuǎn)位于N極下，同樣，和電刷B接觸的導(dǎo)體永遠(yuǎn)位于S極下。直流發(fā)電機(jī)電樞線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向是交變的，而通過(guò)換向器和電刷的整流作用，在電刷A、B上輸出的電動(dòng)勢(shì)是極性不變的直流電動(dòng)勢(shì)。因此，電刷A始終有正極性，電刷B始終有負(fù)極性，所以電刷端能引出方向不變的但大小變化的脈振電動(dòng)勢(shì)。如果電樞上線圈數(shù)增多，并按照一定的規(guī)律把它們連接起來(lái)，可使脈振程度減小，就可獲得直流電動(dòng)勢(shì)。這就是直流發(fā)電機(jī)的工作原理。

直流電機(jī)的工作原理從圖看出，和電刷A接觸的導(dǎo)體永遠(yuǎn)位于72直流電機(jī)的工作原理2、直流電動(dòng)機(jī)的工作原理在圖示瞬間，導(dǎo)體受力的方向用左手定則確定。這一對(duì)電磁力形成了作用于電樞一個(gè)力矩，稱為電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩的方向是逆時(shí)針?lè)较颍闺姌心鏁r(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。直流電機(jī)的工作原理2、直流電動(dòng)機(jī)的工作原理在圖示瞬間，導(dǎo)體受73直流電機(jī)的工作原理

當(dāng)電樞轉(zhuǎn)了180°后，導(dǎo)體cd轉(zhuǎn)到N極下，導(dǎo)體ab轉(zhuǎn)到S極下時(shí)，由于直流電源供給的電流方向不變，仍從電刷A流入，經(jīng)導(dǎo)體cd、ab后，從電刷B流出。這時(shí)導(dǎo)體cd受力方向變?yōu)閺挠蚁蜃?，?dǎo)體ab受力方向是從左向右，產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩的方向仍為逆時(shí)針?lè)较?。直流電機(jī)的工作原理當(dāng)電樞轉(zhuǎn)了180°后，導(dǎo)體cd轉(zhuǎn)74直流電機(jī)的工作原理由此可見，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。直流電機(jī)的工作原理由此可見，加于直流電動(dòng)機(jī)的直流電源，借助于75直流電機(jī)的工作原理一臺(tái)直流電機(jī)原則上可以作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，也可以作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行，取決于外界不同的條件。將直流電源加于電刷，輸入電能，電機(jī)能將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行；如用原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)直流電機(jī)的電樞旋轉(zhuǎn)，輸入機(jī)械能，電機(jī)能將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為直流電能，從電刷上引出直流電動(dòng)勢(shì)，作發(fā)電機(jī)運(yùn)行。同一臺(tái)電機(jī)，既能作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，又能作發(fā)電機(jī)運(yùn)行的原理，稱為電機(jī)的可逆原理。直流電機(jī)的工作原理一臺(tái)直流電機(jī)原則上可以作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，也可76直流電機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)額定容量PN：輸出功率額定電壓UN：額定狀態(tài)下出線端電壓；額定電流IN：額定狀態(tài)下出線端電流；額定轉(zhuǎn)速n：額定狀態(tài)下的電機(jī)轉(zhuǎn)速直流發(fā)電機(jī)：PN＝UN·IN直流電動(dòng)機(jī)：PN＝UN·IN·★直流電機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)額定容量PN：輸出功率額定電壓UN：額定77電機(jī)與電器直流電機(jī)課件78直流電機(jī)的繞組繞組：直流電機(jī)的線圈，實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的部件；為直流電機(jī)的主要電路。在電機(jī)中按一定規(guī)律連接起來(lái)，構(gòu)成直流電機(jī)的電樞繞組。要求有：1，產(chǎn)生足夠的電動(dòng)勢(shì)；2，盡可能節(jié)省材料；3，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠。直流電機(jī)的繞組繞組：直流電機(jī)的線圈，實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能的機(jī)電能79簡(jiǎn)單的繞組

單一線圈是不能產(chǎn)生足夠的電動(dòng)勢(shì)或電磁轉(zhuǎn)矩，必須將多個(gè)線圈連接成繞組（稱為電樞繞組）簡(jiǎn)單的繞組 單一線圈是不能產(chǎn)生足夠的電動(dòng)勢(shì)或電磁轉(zhuǎn)矩，必須80簡(jiǎn)單的繞組 簡(jiǎn)單的繞組 81簡(jiǎn)單的繞組

簡(jiǎn)單的繞組 82簡(jiǎn)單的繞組

簡(jiǎn)單的繞組 83簡(jiǎn)單的繞組

簡(jiǎn)單的繞組 84簡(jiǎn)單的繞組

簡(jiǎn)單的繞組 85簡(jiǎn)單的繞組

結(jié)論：位于對(duì)稱位置的電刷將閉合的六個(gè)線圈分為兩個(gè)并聯(lián)的支路簡(jiǎn)單的繞組 結(jié)論：位于對(duì)稱位置的電刷將閉合的六個(gè)線圈分為兩86繞組相關(guān)概念

元件（線圈）：繞組中每個(gè)線圈的兩個(gè)端子各接到一個(gè)換向片上，為繞組的一個(gè)單元。直流電機(jī)電樞繞組構(gòu)成原則：將繞組通過(guò)換向片連接起來(lái)構(gòu)成閉合繞組。極軸線：磁極的中心線；幾何中性線：磁極之間的平分線，P:極對(duì)數(shù)；極距t：在電樞鐵心表面上，一個(gè)極所占的距離。可用槽數(shù)表示，t=Z/2P槽），式中Z為電樞總槽數(shù)；繞組相關(guān)概念 元件（線圈）：繞組中每個(gè)線圈的兩個(gè)端子各接到一87繞組相關(guān)概念 第一節(jié)距（元件節(jié)距y1）：同一個(gè)元件兩個(gè)元件邊之間的距離。換向節(jié)距（yc）：上層元件邊與下層元件邊所連接的兩個(gè)換向片之間的距離。以換向片數(shù)目表示。第二節(jié)距(合成節(jié)距y2)：連至同一個(gè)換向片的兩個(gè)元件邊之間的距離。Y2=y1－ycy1=Q/2p±ε=整數(shù)（Q為電樞的槽數(shù)，p為磁極對(duì)數(shù)）ε是使y1成為整數(shù)的一個(gè)分?jǐn)?shù)繞組相關(guān)概念 第一節(jié)距（元件節(jié)距y1）：同一個(gè)元件兩個(gè)元件88123ycy1y2123ycy1y289繞組相關(guān)概念基本形式有兩種：1.單疊繞組：元件兩個(gè)端子連接于相鄰的兩個(gè)換熱片上。2.單波繞組：把元件相隔大約兩個(gè)極距連接起來(lái)。繞組相關(guān)概念基本形式有兩種：90舉例：極對(duì)數(shù)p=2，槽數(shù)Q=16，元件數(shù)S=16，換向片數(shù)K=16，即Q=S=K=16，畫繞組展開圖。解：1、計(jì)算數(shù)據(jù)：y1=Q/2p=4，

對(duì)于疊繞組yc=1，y2=y1－yc=3

2、畫展開圖單疊繞組展開圖舉例：極對(duì)數(shù)p=2，槽數(shù)Q=16，元件數(shù)S=16，換向片數(shù)K91（1）先畫16根等長(zhǎng)、等距的實(shí)線，代表各槽上層元件邊，再畫16根等長(zhǎng)等距的虛線，代表各槽下層元件邊。（2）根據(jù)第一節(jié)距，畫出第一個(gè)元件的上下層邊（1～5槽），令上層邊所在的槽號(hào)為元件號(hào)；（3）接上換向片，1、2片之間對(duì)準(zhǔn)元件中心線，之后等分換向器，定出換向片號(hào)；單疊繞組展開圖12345678910111213141615（1）先畫16根等長(zhǎng)、等距的實(shí)線，代表各槽上層元件邊，再畫192（4）畫出第二個(gè)元件，上層邊在第2槽，與第一個(gè)元件的下層邊聯(lián)接；下層邊在第6槽與3號(hào)換向聯(lián)接。按此規(guī)律，一直把16個(gè)元件全部聯(lián)起來(lái)。（5）放磁極：磁極寬度約為均勻分布在圓周上，N極磁力線垂直向里（進(jìn)入紙面），S極向外（從紙面穿出）；（6）放電刷：對(duì)準(zhǔn)在磁極軸線下，畫一個(gè)換向片寬（實(shí)際上K很多，電刷寬＝2～3片寬）。并把相同極性下的電刷并聯(lián)起來(lái)。實(shí)際運(yùn)行時(shí)，電刷是靜止不動(dòng)的，電樞在旋轉(zhuǎn)。單疊繞組展開圖（4）畫出第二個(gè)元件，上層邊在第2槽，與第一個(gè)元件的下層邊聯(lián)93單疊繞組展開圖單疊繞組展開圖94單疊繞組展開圖單疊繞組展開圖95單疊繞組展開圖單疊繞組展開圖96單疊繞組展開圖單疊繞組展開圖97單疊繞組展開圖單疊繞組展開圖98單疊繞組的電路圖元件1被電刷A1短路，元件2、3、4的電流方向一致，構(gòu)成一條支路且與換向片5相連，同理8、7、6的電流方向一致，構(gòu)成另1條支路且與換向片6相連，而5、6換向片又被電刷B1短接，故2、3、4、6、7、8的電流從B1流出。構(gòu)成一對(duì)支路同理其他元件構(gòu)成另2條支路。故一共有4條并聯(lián)支路，兩對(duì)支路。單疊繞組的電路圖元件1被電刷A1短路，元件2、3、4的電流方99單疊繞組的電路圖

用a表示支路對(duì)數(shù)，且有a＝p(p為磁極對(duì)數(shù)）單疊繞組的電路圖用a表示支路對(duì)數(shù)，且有a＝p(p為磁100（1）元件的兩個(gè)出線端聯(lián)接于相鄰兩個(gè)換向片上；（2）并聯(lián)支路數(shù)等于磁極數(shù)，2a=2p；（4）每條支路由不相同的電刷引出，所以電刷不能少，電刷數(shù)等于磁極數(shù)；（5）正負(fù)電刷之間引出的電動(dòng)勢(shì)即為每一支路的電動(dòng)勢(shì)，電樞電壓等于支路電壓；（6）由正負(fù)電刷引出的電樞電流為各支路電流之和。單疊繞組的特點(diǎn)（1）元件的兩個(gè)出線端聯(lián)接于相鄰兩個(gè)換向片上；單疊繞組的特101單波繞組(1)單波繞組：把元件相隔大約兩個(gè)極距連接起來(lái)。(2)元件兩出線端所連的換向片相隔較遠(yuǎn)相串連的兩元件也相隔較遠(yuǎn)，這樣連接起來(lái)的元件形式猶如波浪一樣向前延伸。(3)支路對(duì)數(shù)永遠(yuǎn)等于1對(duì)比：電流較大電壓較低的電機(jī)多采用疊繞組電壓較大電流較小的電機(jī)多采用波繞組單波繞組(1)單波繞組：把元件相隔大約兩個(gè)極距連接起來(lái)。102直流電機(jī)的勵(lì)磁方式按勵(lì)磁方式的不同，直流電機(jī)可分為4種：1、他勵(lì)直流電機(jī)2.并勵(lì)直流電機(jī)3.串勵(lì)直流電機(jī)4