5.第五章-直流電機

二零一四年元月第五章直流電機主講：趙振寧新能源汽車電工電子與電力電子基礎2能說出簡單有刷直流電機的工作原理。能說出簡單有刷永磁直流電機的有刷、永磁和直流分別指什么說的。能說出直流電機在加負載后的電流變化。知識目標3能更換汽車起動機。能正確拆裝汽車起動機。能對汽車起動機進行必要的檢查。能說出汽車上大功率的有刷直流電機有哪些，功率分別大約是多少瓦。通過鉗形電流表和萬用表測量汽車起動工況時起動機的實際功率是多少瓦。技能目標4第一節(jié)概述一、直流電機

直流電機的電源是直流電，電機電柜繞組內電流方向是變化的，不可錯誤理解為電流方向不變。直流電機的主要優(yōu)點：具有良好的調速性能，便于經濟地在寬范圍內做平滑的速度調節(jié)；并具有良好的起動性能。這是一般交流電機所不及的。因此，直流電機在電力拖動中仍占有一定地位。主要用來驅動電車、電傳動機車、軋鋼機、造紙機、電鏟、礦井卷揚機等。直流電機分為有刷直流電機和無刷直流電機兩種，本章主要介紹有刷電機，無刷電機專門在電動汽車部分講解。5二、汽車直流電機有刷直流電機在汽車上的應用如下：功率為幾千瓦的汽車起動機；功率為幾百瓦的散熱器風扇電機、空調鼓風機電機和刮水器電機等；功率為１００Ｗ附近的電機有電動窗或座椅電機等；功率為十幾瓦的電機有中控鎖電機；功率為幾瓦的電機有觀后鏡調節(jié)電機。第一節(jié)概述6三、電動汽車驅動電機是什么電機可長時間工作的直流有刷電機的功率不能太大，一般不超過１０ｋＷ（繞線異步電機功率可做得很大），功率大時換向器會出現(xiàn)環(huán)火燒毀換向器。無刷電機采用變頻器對直流進行換流形成單相或三相交流電，使電機成為單相或三相電機，功率可以做到幾百到上千千瓦，電動汽車采用的電機為無刷電機。第一節(jié)概述7第二節(jié)直流電機的基本原理一、直流電機的工作原理8二、直流電機的簡單計算

電樞旋轉后，繞組的線圈邊又因切割磁力線而產生感應電動勢，用右手定則判斷，它的方向與繞組中的電流方向是相反的，稱為反電動勢，記作ＥＣ。因此，直流電動機運轉時，電樞中的電流為式中，Ｕ為外加電壓；Ｒａ為電樞繞組的電阻。式中，ＣＴ為轉矩常數(shù)，取決于電機結構。第二節(jié)直流電機的基本原理9二、直流電機的簡單計算式中，ＣＴ為轉矩常數(shù)，取決于電機結構。直流電機的電磁轉矩Ｔ與每極磁通Φ和電樞電流Ｉａ成正比，即反電動勢ＥＣ與每極磁通Φ和電機的轉速ｎ成正比，即式中，Ｃｅ為電動勢常數(shù)，由電機結構決定。第二節(jié)直流電機的基本原理10第二節(jié)直流電機的基本原理11三、直流電機的構造第二節(jié)直流電機的基本原理12三、直流電機的構造第二節(jié)直流電機的基本原理13三、直流電機的構造第二節(jié)直流電機的基本原理14三、直流電機的構造第二節(jié)直流電機的基本原理15四、直流電機的勵磁方式第二節(jié)直流電機的基本原理16第三節(jié)直流電機的特性一、直流電機的轉速特性17二、直流電機的機械特性第三節(jié)直流電機的特性18第三節(jié)直流電機的特性二、直流電機的機械特性19第四節(jié)直流電機的起動、調速和反轉一、電機的起動由于電樞電阻Ｒａ很小，故起動電流可達額定值的十幾或幾十倍，會損壞換向器和電樞繞組等，并使供電線路的電壓下降。因此，起動時可降低加在電樞繞組上的電壓，或在電樞電路中串聯(lián)起動變阻器，以限制起動電流。20二、電機的調速

直流電機的調速方法有三種：電樞串接電阻調速、弱磁調速和降低電源電壓調速。第四節(jié)直流電機的起動、調速和反轉21三、電機的反轉直流電機的旋轉方向取決于電樞電流的方向和主磁極磁場的方向，所以兩者任變其一，就可使電機反轉。并勵電機通常是改變電樞電流方向使電機反轉。這是因為勵磁電路的電感很大，換接時將會產生很高的