直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)與繞組-電機(jī)學(xué)課件-湯蘊(yùn)璆主編第三版

直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)與繞組-電機(jī)學(xué)課件-湯蘊(yùn)璆主編(第三版目錄contents直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)直流電機(jī)的繞組直流電機(jī)的磁場與磁路直流電機(jī)的電樞反應(yīng)與換向直流電機(jī)的運(yùn)行特性直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)01電樞是直流電機(jī)中實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的核心部件，主要由電樞鐵心、電樞繞組和換向器等組成。電樞鐵心通常采用硅鋼片疊壓而成，以減小鐵心損耗。電樞繞組是直流電機(jī)中的核心部分，負(fù)責(zé)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢和電流。換向器的作用是將電樞繞組產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，以供給外部負(fù)載。01020304電樞直流電機(jī)的磁場由勵(lì)磁繞組產(chǎn)生，勵(lì)磁繞組通常繞在磁軛上，通過勵(lì)磁電流來建立磁場。直流電機(jī)的磁場是恒定的，不會(huì)像交流電機(jī)一樣隨時(shí)間變化。磁場的方向可以通過改變勵(lì)磁電流的方向來改變，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。磁場換向器是直流電機(jī)中的重要部件，負(fù)責(zé)將電樞繞組產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)換為直流電。換向器通常由多個(gè)換向片組成，每個(gè)換向片上都繞有電樞繞組的一部分。在電機(jī)運(yùn)行過程中，換向器通過與電刷的接觸，將電樞繞組產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，供給外部負(fù)載。換向器直流電機(jī)的繞組02在電機(jī)中，繞組是用絕緣導(dǎo)線繞制成的線圈按一定規(guī)律嵌放在電機(jī)槽內(nèi)，構(gòu)成電路的一部分。繞組極數(shù)槽數(shù)電機(jī)的極數(shù)是指構(gòu)成繞組線圈的軸線在空間相交成直角的數(shù)目。電機(jī)的槽數(shù)是指用來嵌放繞組線圈的槽座數(shù)量。030201繞組的基本概念單疊繞組的優(yōu)點(diǎn)是端部接線簡單，適用于需要大電流勵(lì)磁的電機(jī)。單疊繞組的缺點(diǎn)是線圈數(shù)等于極相組數(shù)，因此需要較多的絕緣材料和導(dǎo)線。單疊繞組的特點(diǎn)是每個(gè)極相組只占據(jù)一個(gè)槽，每個(gè)極相組的線圈依次串聯(lián)，再并聯(lián)到一起。單疊繞組單波繞組的特點(diǎn)是每個(gè)極相組占據(jù)兩個(gè)槽，線圈按波狀分布串聯(lián)或并聯(lián)到一起。單波繞組的優(yōu)點(diǎn)是線圈數(shù)等于極數(shù)，需要的絕緣材料和導(dǎo)線較少。單波繞組的缺點(diǎn)是端部接線復(fù)雜，適用于需要小電流勵(lì)磁的電機(jī)。單波繞組復(fù)波繞組的特點(diǎn)是兩個(gè)或兩個(gè)以上的單波繞組組合在一起，形成一個(gè)復(fù)合繞組。復(fù)波繞組的優(yōu)點(diǎn)是可以根據(jù)需要靈活選擇線圈數(shù)和極數(shù)，適用于不同的電機(jī)設(shè)計(jì)要求。復(fù)波繞組的缺點(diǎn)是需要更多的絕緣材料和導(dǎo)線，端部接線也較為復(fù)雜。復(fù)波繞組直流電機(jī)的磁場與磁路03由電流、磁體或變化的電場產(chǎn)生的物理場，對處于其中的磁體或電流產(chǎn)生力的作用。磁場描述磁場分布的假想線，其方向與磁場方向垂直，表示磁場強(qiáng)度的物理量。磁感應(yīng)線描述磁場強(qiáng)弱的物理量，單位為特斯拉（T）。磁感應(yīng)強(qiáng)度磁場的基本概念

磁路的基本概念磁路指磁通經(jīng)過的路徑，由鐵磁材料構(gòu)成閉合回路。磁阻描述磁路中磁通難易程度的物理量，與材料的磁導(dǎo)率、截面積和長度等因素有關(guān)。磁通量穿過某一截面的磁力線總數(shù)，單位為韋伯（Wb）。磁通量=磁動(dòng)勢/磁阻。磁路計(jì)算的基本公式根據(jù)鐵磁材料的磁導(dǎo)率、截面積和長度等因素計(jì)算。磁導(dǎo)的計(jì)算根據(jù)鐵磁材料的磁導(dǎo)率、截面積和長度等因素計(jì)算。磁阻的計(jì)算根據(jù)電機(jī)繞組的匝數(shù)和電流等因素計(jì)算。磁動(dòng)勢的計(jì)算磁路的計(jì)算直流電機(jī)的電樞反應(yīng)與換向04直軸電樞反應(yīng)直軸電樞反應(yīng)磁場與主磁場相互作用，產(chǎn)生一個(gè)直軸電樞反應(yīng)力矩。電樞反應(yīng)對電機(jī)性能的影響交軸電樞反應(yīng)使電機(jī)產(chǎn)生脈振，直軸電樞反應(yīng)力矩使電機(jī)產(chǎn)生附加力矩。交軸電樞反應(yīng)由于電樞繞組中的電流產(chǎn)生的磁場與主磁場相互作用，產(chǎn)生一個(gè)交軸電樞反應(yīng)磁場。電樞反應(yīng)換向過程是指電樞繞組中的電流從一個(gè)極性切換到另一個(gè)極性的過程。換向過程中，電樞繞組中的電流逐漸減小到零，然后反向增大。換向元件中的電動(dòng)勢與電流：換向元件中的電動(dòng)勢是由電機(jī)的反電動(dòng)勢和電刷接觸壓降共同作用產(chǎn)生的。換向元件中的電流方向改變，大小逐漸減小到零，然后反向增大。換向過程直流電機(jī)的運(yùn)行特性0503效率與損耗直流電機(jī)在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的效率是輸出機(jī)械功率與輸入電功率的比值，損耗則包括鐵損、銅損和機(jī)械損耗等。01穩(wěn)態(tài)運(yùn)行特性的定義描述直流電機(jī)在穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)下，輸入的電功率、輸出機(jī)械功率、損耗和效率之間的關(guān)系。02輸入電功率與輸出機(jī)械功率的關(guān)系在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，輸入的電功率全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械功率輸出，沒有能量損失。直流電機(jī)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行特性動(dòng)態(tài)運(yùn)行特性的定義描述直流電機(jī)在動(dòng)態(tài)過程中，輸入的電功率、輸出的機(jī)械功率以及內(nèi)部狀態(tài)變量的變化規(guī)律。動(dòng)態(tài)過程的產(chǎn)生當(dāng)直流電機(jī)的輸入電壓或負(fù)載發(fā)生突然變化時(shí)，電機(jī)內(nèi)部狀態(tài)變量會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致動(dòng)態(tài)過程的產(chǎn)生。動(dòng)態(tài)過程的描述方法通過建立和求解電機(jī)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，分析狀態(tài)變量的變化規(guī)律和相互影響關(guān)系。直流電機(jī)的動(dòng)態(tài)運(yùn)行特性描述直流電機(jī)轉(zhuǎn)速與輸入電壓或電流之間的關(guān)系。機(jī)械特性的定義在理想情況下，直流電機(jī)的機(jī)械特性是一條直線，表示