第講-直流電動機基本理論

前講要點回顧磁場的基本物理量磁路及其基本定律=BA∑Φ=0鐵心線圈電路1電磁關系–+e–+e+–uNi（磁通勢）主磁通：通過鐵心閉合的磁通。漏磁通：經過空氣或其它非導磁媒質閉合的磁通。線圈鐵心i，鐵心線圈的漏磁電感與i不是線性關系。2電壓電流關系根據KVL:+––+–+eeuNi式中：R是線圈導線的電阻L是漏磁電感

當u是正弦電壓時，其它各電壓、電流、電動勢可視作正弦量，則電壓、電流關系的相量式為：；X=2πfLσ設主磁通則有效值

由于線圈電阻

R

和感抗X（或漏磁通）較小，其電壓降也較小，與主磁電動勢E相比可忽略，故有式中：Bm是鐵心中磁感應強度的最大值，單位[T]；

A是鐵心截面積，單位[m2]。對于：3功率損耗

交流鐵心線圈的功率損耗主要有銅損和鐵損兩種。1.銅損（Pcu）

在交流鐵心線圈中,線圈電阻R上的功率損耗稱銅損，用Pcu表示。Pcu=RI2式中：R是線圈的電阻；I是線圈中電流的有效值。2.鐵損（PFe）

在交流鐵心線圈中，處于交變磁通下的鐵心內的功率損耗稱鐵損，用PFe

表示。鐵損由磁滯和渦流產生。+–ui（1）磁滯損耗（Ph）由磁滯所產生的能量損耗稱為磁滯損耗（Ph）。

磁滯損耗的大?。簡挝惑w積內的磁滯損耗正比與磁滯回線的面積和磁場交變的頻率f。OHB

磁滯損耗轉化為熱能，引起鐵心發(fā)熱。

減少磁滯損耗的措施：選用磁滯回線狹小的磁性材料制作鐵心。變壓器和電機中使用的硅鋼等材料的磁滯損耗較低。

設計時應適當選擇值以減小鐵心飽和程度。(2)渦流損耗（Pe）渦流損耗:由渦流所產生的功率損耗。

渦流：交變磁通在鐵心內產生感應電動勢和電流，稱為渦流。渦流在垂直于磁通的平面內環(huán)流。渦流損耗轉化為熱能，引起鐵心發(fā)熱。減少渦流損耗措施：

提高鐵心的電阻率。鐵心用彼此絕緣的鋼片疊成，把渦流限制在較小的截面內。鐵心線圈交流電路的有功功率為：作業(yè)：P17----1.8,1.9第二章直流電機基本要求：

1、掌握直流電機的基本工作原理

2、掌握直流電機的勵磁方式和額定值

3、掌握直流電機的電磁轉矩和電動勢

4、掌握他勵、并勵電機（電動機、發(fā)電機）的運行分析

5、掌握直流電動機的功率和轉矩

6、了解直流電機的結構和電樞反應

7、了解串勵、復勵電機（電動機、發(fā)電機）的運行分析特點：調速性能好、氣動轉矩大。本講內容及要求：直流電動機和直流發(fā)電機的原理（掌握）直流電機的額定值（掌握）直流電機的勵磁方式（掌握）直流電機的基本結構和電樞反應（了解）直流電機的電磁轉矩和電動勢（掌握）1、直脆流電臂動機尿工作新原理把電瀉刷A、B接到財直流訂電源倚上，答電刷A接正第極，毀電刷B接負雪極。巡壽此時巖電樞告線圈或中將胖有電籍流流過飛。直流鴨電動會機是將宴電能后轉變猴成機耍械能意的旋制轉機稍械。在磁決場作界用下收，N極性柄下導劇體ab受力悼方向嚼從右背向左武，S極下震導體cd受力少方向嶄從左惕向右鄭。該在電磁朗力形固成逆傍時針爹方向杰的電蒼磁轉蜂矩。屋當電辯磁轉細矩大弓于阻猴轉矩裙時，挽電機團轉子月逆時貓針方睜向旋告轉。2.保1直流索電機凈的基賞本工敞作原返理左手把定則NS＋U－電刷換向妹片原N極性世下導涌體ab轉到S極下鞏，受舉力方結向從榆左向晨右，資原S極下扶導體cd轉到N極下楚，受馬力方兇向從節(jié)右向源左?？拊撾姏]磁力隊形成淹逆時孫針方芳向的融電磁苗轉矩會。線鳴圈在差該電隱磁力古形成壩的電橡磁轉選矩作武用下株繼續(xù)冬逆時峽針方歐向旋吵轉。與直抄流發(fā)脊電機暖相同脅，實撒際的懇直流箏電動晴機的緩電樞戀并非尊單一究線圈什，磁優(yōu)極也坑并非昨一對歉。當電凈樞旋達轉到冤右圖澡所示這位置舒時：NS＋U－關鍵汗點：善換捧向片掃。換向農片安刺裝在血電機溝轉軸狀上，毫與電額樞同稱步旋寨轉。直流徑電流交流疊電流電磁盼轉矩(拖動目轉矩)機械棄負載克服反電快動勢做功電磁偏關系換向Φ旋轉2、直襪流發(fā)鮮電機鞋工作鄙原理右圖俗為直井流發(fā)省電機守的物憲理模勝型，N、S為定潮子磁榜極，ab湯cd是固屆定在阿可旋抽轉導霞磁圓剖柱體錄上的撈線圈弊，線央圈連碎同導城磁圓窗柱體亦稱為電機疤的轉煩子或深電樞。線蠻圈的租首末足端a、d連接拳到兩役個相中互絕傅緣并見可隨桿線圈顛一同左旋轉心的換妹向片密上。恨轉子義線圈副與外賽電路飄的連棟接是桐通過古放置磁在換咽向片勝上固么定不務動的四電刷裁進行取的。直流議發(fā)電會機是將探機械粥能轉行變成灶電能廳的旋多轉機洽械。NS－E＋當原披動機訂驅動逆電機門轉子社順時浙針旋侵轉時刻，線乖圈ab芽cd將感模應電綁動勢父。如串右圖捎，導區(qū)體ab在N極下均，a點低嘗電位攻，b點高掉電位禿；導森體cd在S極下還，c點低館電位恭，d點高滲電位懇；當有宿感應跨電流咸時：蓋電樞外繞組沃受到陪電磁禿力的捏反抗童作用獎，原歌動機甩必須漆克服軍這一儲電磁鐵轉矩叼才能膊帶動擔電樞峰旋轉堂。右手凳定則NS－E＋

當原動機驅動電機轉子順時針旋轉后，如右圖。與上客部電熟刷接存觸的器導體答總是讀位于N極下裙，與稿下部鬧電刷捧接觸叛的導器體總郊是位亂于S極下,從電撿刷兩列端可貞獲得咱直流牌電動昨勢。導體ab在S極下泛，a點高掉電位元，b點低濱電位愁；導難體cd在N極下神，c點高支電位懶，d點低毒電位飲；NS－E＋輸出直流羊電原動謎機感應貞電動勢、孩電流電磁暢轉矩（阻襖轉矩腰）做功電磁關系Φ換向2.分2直流追電機藥的基橡本結酬構直流者電機創(chuàng)由定巾子（短固定知不動惜）與紹轉子膛（旋釋轉）端兩大餐部分獎組成溜，定才子與詞轉子浩之間湊有空棍隙,稱為鞠氣隙激。定子芝部分信包括區(qū)機座鑄、主屬磁極貞、換問向極建、端宜蓋、喬電刷拒等裝茄置；轉子迅部分奏包括五電樞培鐵心乏、電朱樞繞養(yǎng)組、脖換向堤器、振轉軸裝、風錘扇等頃部件拳。1—風扇嶼；2—機座精；3—電樞居；4—主磁思極；5—刷架懸；6—換向鉗器；7—接線總板；8—出線驢盒；9—換向磁極；10冶—端蓋1．定腐子部胳分（1）機勞座機座轉既可誕以固文定主盤磁極艷、換趁向極翁、端巖蓋等稠，又佩是電脈機磁哭路的靠一部梳分（削稱為茂磁軛給）?？C座夾一般貝用鑄鬧鋼或癥厚鋼雨板焊贏接而積成，白具有雹良好炊的導蒙磁性庸能和車機械蒜強度倍。（2）主數磁極主磁放極的身作用振是產術生氣孫隙磁同場，宜由主斥磁極正鐵心伍和主質磁極丙繞組擦（勵苗磁繞炭組）遞構成輝，如娛圖所謝示。沒主磁未極鐵斤心一限般由1.酸0m參m～1.痰5m漫m厚的乎低碳鐮鋼板濤沖片勤疊壓僚而成亭，包裳括極身敘和極窩靴兩部利分。極靴病做成睜圓弧雕形，設以使萬磁極等下氣倡隙磁陪通較罪均勻。極宅身上阿面套孟有勵蕉磁繞越組，溪繞組逃中通癢入直流電流淹。整婆個磁爹極用勇螺釘屋固定駱在機首座上輩。1—固定瘡主磁泊極的謀螺釘鞭；2—主磁連極鐵脹心；3—勵磁津繞組直流揉電機咳的主溉磁極機座主磁延極（3）換著向極換向頁極用咳來改去善換搬向，夜由鐵角心和租套在鴨鐵心俊上的差繞組晶構成層，如耐圖所嘉示。嶺換向盞極鐵角心一鑰般用援整塊糟鋼制固成，筋如換凡向要坊求較纏高，健則用1.粥0m撒m～1.愈5m躁m厚的脫鋼板濫疊壓挖而成鄰，其繞組第中流鏟過的接是電建樞電返流。換向偉極裝從在相縫鄰兩孟主磁墨極之靜間，相用螺友釘固帖定在物機座局上。1—換向賭極鐵身心；2—換向勢極繞救組注意探：冰換向鉗極繞館組與哪定子闊（勵再磁）學繞組除串聯軋連接括。2．轉日子部擇分（1）電砍樞鐵倦心電樞塘鐵心降是電糠機磁脂路的蒜一部耽分，仿其外賴圓周遺開槽郵，用缸來嵌棟放電惹樞繞貨組。殿電樞里鐵心徒一般雀用0.女5m宰m厚、治兩邊悅涂有痛絕緣岔漆的揭硅鋼件片沖啊片疊椒壓而抱成，擦如圖交所示會。電捧樞鐵子心固拌定在殲轉軸躍或轉綿子支越架上佳。鐵帝心較禿長時護，為安加強叼冷卻婆，可水把電按樞鐵眨心沿冶軸向朵分成確數段每，段脅與段侄之間住留有屆通風雖孔。電樞村鐵心（2）電秤樞繞康組電樞麥繞組僅是直鄙流電偵機的制主要肺組成泥部分訴，其跳作用剩是感錄應電暴動勢誕、通鄰過電民樞電辨流，矮它是特電機辱實現弓機電懷能量鍬轉換饑的關姿鍵。質通常榆用絕換緣導液線繞益成的舌線圈擴（或灑稱元肝件）痕，按粒一定懇規(guī)律魄連接氣而成郵。直流倍電機打的主歪要結脫構概換述：主磁極：產生恒定的氣隙磁通，由鐵心和勵磁繞組構成換向磁極：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：由帶絕緣的導線繞制而成，是電路部分。換向器：與電刷裝置配合,完成直流與交流的互換轉軸軸承222.購3直流奶電機箱的繞準組一、規(guī)簡單樹的繞頑組對繞劣組的遺要求線：在膨能夠仰通過黨規(guī)定禍的電茶流和飯產生晝足夠杯的電疤動勢魚的前怕提下警，盡積可能泰節(jié)省扮銅和凳絕緣未材料鬼，并淚且結段構簡頌單、東運行致可靠粘。1-努2、3-姨4、5-削6、7-幕8分別隆構成4個線直圈右圖流只是友說明參原理駱的示猜意圖呢。它禿的缺盡點是恒：隨醫(yī)著電輛樞的橫轉動薦，始按終只捷有一鏡個線氣圈有昏電流殼。這構樣的厚話，蔑材料散沒有塊充分犧利用挽，產末生的觀總轉障矩或認電勢謊均很員小。解決詢辦法辱：用4個換國向片逗將4個線丑圈都才連接怖起來戲，成拾為一置個閉惠合繞帖組，殺兩個湖不同皺的元禿件邊予連接練一個秤換向獻片。螞每個源元件負的兩斷個元質件邊辦連接2個不類同的籍換向扛片。慶共用錢了4個換之向片念，節(jié)癥省了收材料謠，提絨高了歸輸出撞轉矩蘋。解決恢辦法4個線朵圈單偶層結韻構示心意圖4繞組慶展開現圖：為了摸使得場線圈旁的2個有排效邊誼所感眠應的藝電動站勢相客等，晉則線圈六的有盾效邊雖之間退的距鄰離（薦跨距飄）應等欄于或紛接近冠于一愉個極距飛（相叨鄰主菊磁極掉間的級跨度執(zhí)）。電樞繞組告與電南刷連惑接--肅--雪6個線孤圈電刷州將環(huán)王形閉嘴合電碗樞繞跪組分廚成兩喬條對報稱的偏并聯英支路秋。當電疾樞轉事到圖術示位慶置時鄭：構腳成如賭圖所庭示的兩等效笑并聯委支路釣。結論肚：整個洪電樞蟲繞組迷通過合換向熔片連尺成一稻個閉愚合回罵路。二、房誠繞組舊的基射本形蹈式直流鏡電機豈電樞左繞組蔬結構吵形式戒：單場疊繞繩組、劑單波謎繞組洲。在實禾際電截機中--山--窯-為使救線圈賠（元中件）曉端部齊平整刪排列驅，一騙般在算每個械槽中恨放置烈上/下彎兩個豈有效懂邊，鑰所以廊，多容為雙頁層繞業(yè)組。（一蒸）單醫(yī)疊繞感組特點慰：元賞件的排兩個乘端子慌連接稻在相雜鄰的曾兩個浮換向惜片上高。y1--爐--拒--元件蹲跨距(2個有諸效邊份所跨槳槽數)yc--扣--幣--換向茫器節(jié)掩距（浮上層修邊與熄下層丑邊所搬連接街的兩之個換烤向片很之間叼的距趙離）單疊層繞組玻的所隆有的絕相鄰蒼元件社依次汁串聯乞，即拾后一泡元件賠的首驗端與談前一族元件恰的末蘋端連狐在一省起，光接到追一個辮換向索片上身。最劈燕后一虧個元幸件末行端與戒第一豬個元部件首群端連淚接在查一起巴，形港成一頓個閉煙合回務路。根據葬繞組齡展開嘴圖可減繪制執(zhí)繞組屆等效蒸電路恒圖：結論期：單痰疊繞惱組等傍效電疾路的榴支路維數等侵于電煮機的船極數前。并聯攤支路濱對數寨等于妻磁極總對數--鹽--徹--造->藥a=載pNSNS1234567891011121冤2態(tài)3熄5持6警8倆9見1憲1柄12A1B1A2B2單疊桑繞組丸的展瓦開圖※并聯憑支路蕉對數饅：a=口2。即哨：并芹聯支歐路數贈為2a葉=4※電刷領的中餐心線葡對著哨磁極幕的中蘋心線任。A1A2B1B2n36'

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