直流電機(jī)基本知識(shí)

1、第15章直流電動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)，Background，直流電動(dòng)機(jī)是什么？定義：將直流能源和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，可以用作電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)，什么是直流電動(dòng)機(jī)？直流電動(dòng)機(jī)用途1。電源直流發(fā)電機(jī)2。動(dòng)力用直流電動(dòng)機(jī)3。信號(hào)傳遞是測(cè)量組件直流速度發(fā)電機(jī)作為運(yùn)行組件直流伺服電動(dòng)機(jī)，直流電動(dòng)機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)，優(yōu)點(diǎn)：直流發(fā)電機(jī)的電位波形好，電磁干擾小。直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速范圍大，調(diào)速特性柔軟。直流電動(dòng)機(jī)過載能力，啟動(dòng)和制動(dòng)力矩。缺點(diǎn)：有整流子，制造、維護(hù)復(fù)雜，價(jià)格高。主要內(nèi)容1直流電動(dòng)機(jī)工作原理，主要結(jié)構(gòu)，額定值2直流電動(dòng)機(jī)電樞繞組3直流電動(dòng)機(jī)電樞反應(yīng)4直流電動(dòng)機(jī)電樞繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩5直流電動(dòng)機(jī)整流，旋轉(zhuǎn)：繞組

2、線圈，換向器；靜態(tài)：主極、刷、電樞、15.1直流電動(dòng)機(jī)工作原理、主結(jié)構(gòu)、額定值、一、直流電動(dòng)機(jī)工作原理、15.1直流電動(dòng)機(jī)工作原理、主結(jié)構(gòu)、額定值、(A)直流發(fā)電機(jī)工作原理、右手法則、換向器和線圈相互連接并旋轉(zhuǎn)，無論如何旋轉(zhuǎn)，總是上半部向外旋轉(zhuǎn)a的電流，下半部向內(nèi)旋轉(zhuǎn)b的電流。1、直流電動(dòng)機(jī)工作原理、15.1直流電動(dòng)機(jī)工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值、(a)直流發(fā)電機(jī)工作原理、通過電刷和換向器將交流轉(zhuǎn)換為直流、單相傳播整流器等。一、增加直流電動(dòng)機(jī)工作原理、15.1直流電動(dòng)機(jī)工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值、(a)直流發(fā)電機(jī)工作原理、導(dǎo)體數(shù)，可以減少感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩的脈動(dòng)。如果每個(gè)極的導(dǎo)體數(shù)大于8，則脈

3、動(dòng)可能小于1%。一、直流電動(dòng)機(jī)工作原理，15.1直流電動(dòng)機(jī)工作原理，主要結(jié)構(gòu)，額定值，(a)直流發(fā)電機(jī)工作原理，提問，哪些部件旋轉(zhuǎn)，哪些部件不移動(dòng)？繞組線圈電流特性，刷尖電流性能？實(shí)際電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)在物理模型中如何變化？旋轉(zhuǎn)：繞組線圈，換向器；靜態(tài)：主極，筆刷繞組線：交流；畫筆筆尖：直流增加型芯、繞組線圈數(shù)、軸承、端蓋等，1，直流電動(dòng)機(jī)工作原理，15.1直流電動(dòng)機(jī)工作原理，主要結(jié)構(gòu)，額定值，(2)直流電動(dòng)機(jī)工作原理，左撇子，n逆時(shí)針切換，n逆時(shí)針切換。1，直流電動(dòng)機(jī)工作原理，15.1直流電動(dòng)機(jī)工作原理，主要結(jié)構(gòu)，額定值，(2)直流電動(dòng)機(jī)工作原理，電動(dòng)機(jī)工作的關(guān)鍵：在不同極性的極點(diǎn)下，線圈邊緣所施加

4、的電磁轉(zhuǎn)矩的方向，必須施加電流，如果將換向器和刷子結(jié)合使用，則在每個(gè)磁極下的線圈邊緣，電流總是一個(gè)方向，即電樞所接收的電磁轉(zhuǎn)矩的方向然后馬達(dá)可以連續(xù)旋轉(zhuǎn)。1、直流電動(dòng)機(jī)工作原理、15.1直流電動(dòng)機(jī)工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定值、(3)直流電動(dòng)機(jī)可逆性、1旋轉(zhuǎn)線圈、功率、機(jī)械功率。電勢(shì)形成的功率等于電磁力產(chǎn)生的機(jī)械功率。在旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)中，不管是發(fā)電機(jī)還是馬達(dá)，這兩種電力以相同的量存在，這兩種能量形式是可逆的。電力動(dòng)力機(jī)械力，一臺(tái)電動(dòng)機(jī)既可以用發(fā)電機(jī)又可以用電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，這就是直流電動(dòng)機(jī)的可逆原理。、一、直流電動(dòng)機(jī)工作原理，15.1直流電動(dòng)機(jī)工作原理，主要結(jié)構(gòu)，額定值，(3)直流電動(dòng)機(jī)功率，一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)

5、原則上可以作為發(fā)電機(jī)工作，也可以作為電動(dòng)機(jī)工作，但輸入的輸出條件不同。如果將直流電動(dòng)機(jī)的電樞拖動(dòng)到原來的動(dòng)機(jī)，將機(jī)械能從電機(jī)軸上取來，刷子沒有直流電壓，那么在刷子末端，將直流電動(dòng)勢(shì)輸出為直流電源，電動(dòng)機(jī)可以將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，使其成為發(fā)電機(jī)。如果在刷子上添加直流電壓，輸入電樞作為電能，則在電機(jī)軸上輸出機(jī)械能，拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)器將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，成為電動(dòng)機(jī)。這種馬達(dá)既可以運(yùn)行發(fā)電機(jī)，也可以運(yùn)行馬達(dá)的原理，在電學(xué)理論中被稱為馬達(dá)的可逆原理。2，直流電動(dòng)機(jī)主要結(jié)構(gòu)，15.1直流電動(dòng)機(jī)工作原理，主要結(jié)構(gòu)，額定值，空氣葉，桿，刷子，電樞轉(zhuǎn)子，軸，換向器，換向片，壓縮環(huán)，電樞繞組，電樞線圈直流電動(dòng)機(jī)主要結(jié)構(gòu)，

6、15.1直流電動(dòng)機(jī)工作原理，主要結(jié)構(gòu)，額定值，第二，直流電動(dòng)機(jī)主要結(jié)構(gòu)，15.1直流電動(dòng)機(jī)工作原理，主要結(jié)構(gòu)，額定值，(a)定子部件安裝結(jié)構(gòu)，極數(shù)：主極數(shù)，2p，2 角色：制造主磁場(chǎng)。二，直流電動(dòng)機(jī)主要結(jié)構(gòu)，15.1直流電動(dòng)機(jī)工作原理，主要結(jié)構(gòu)，額定，(a)定子零件安裝結(jié)構(gòu)，(2)整流極，配置：整流極一般由全鋼或厚鋼板構(gòu)成。整流戲的數(shù)量一般等于主戲。在低功耗直流電動(dòng)機(jī)中，整流極數(shù)一般只使用主極的一半，不設(shè)置整流極，從而改善整流，二是直流電動(dòng)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)，15.1直流電動(dòng)機(jī)的工作原理，主要結(jié)構(gòu)，額定，(a)定子各部件安裝結(jié)構(gòu)，(3)機(jī)架，用厚板彎曲或鑄鋼件，作用：1，主磁路的一部分；2、電機(jī)結(jié)構(gòu)

7、框架。二、直流電動(dòng)機(jī)主要結(jié)構(gòu)、15.1直流電動(dòng)機(jī)工作原理、主要結(jié)構(gòu)、額定、(a)定子零件安裝結(jié)構(gòu)、(4)電刷裝置、作用：電樞電路感應(yīng)(或引進(jìn))裝置。配置：筆刷、筆刷框、筆刷條和連接等。電樞電流可以通過旋轉(zhuǎn)整流器(連同轉(zhuǎn)子)連接外部電路1。將旋轉(zhuǎn)電樞連接到外部電路2。與換向器工作，獲得直線電流。電刷組數(shù)一般等于電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)，2，直流電動(dòng)機(jī)主要結(jié)構(gòu)，15.1直流電動(dòng)機(jī)工作原理，主要結(jié)構(gòu)，額定值，(1)定子部件安裝結(jié)構(gòu)，(4)電刷設(shè)備，第二，直流電動(dòng)機(jī)主要結(jié)構(gòu)，15.1直流電動(dòng)機(jī)工作原理，2，電樞繞組支撐部件。配置：通常用厚0.5厘米和齒、凹槽的DR530或DR510的硅鋼片壓夾緊。2，直流電動(dòng)機(jī)主

8、要結(jié)構(gòu)，15.1直流電動(dòng)機(jī)工作原理，主要結(jié)構(gòu)，額定值，(2)轉(zhuǎn)子部件安裝結(jié)構(gòu)，(1)電樞核心，(2，直流電動(dòng)機(jī)主要結(jié)構(gòu)，15.1直流電動(dòng)機(jī)工作原理，主要結(jié)構(gòu)，額定值，構(gòu)造：必須纏繞在絕緣圓形或矩形截面的導(dǎo)線上，然后在上下、層和線圈與電樞芯之間適當(dāng)絕緣，并用楔壓。2、直流電動(dòng)機(jī)主要結(jié)構(gòu)，15.1直流電動(dòng)機(jī)工作原理，主要結(jié)構(gòu)，額定值，(2)轉(zhuǎn)子部件安裝結(jié)構(gòu)，(3)換向器，作用：整流器(發(fā)電機(jī))或變頻器(電動(dòng)機(jī))。，構(gòu)成：許多鴿子尾巴的轉(zhuǎn)向排列在圓柱片之間，v形云母絕緣，兩端夾緊成兩個(gè)形狀環(huán)。2，直流電動(dòng)機(jī)主要結(jié)構(gòu)，15.1直流電動(dòng)機(jī)工作原理，主要結(jié)構(gòu)，額定值，(2)轉(zhuǎn)子部件安裝結(jié)構(gòu)，(3)換向器，

9、3，直流電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁方法，15.1直流電動(dòng)機(jī)工作原理，主要結(jié)構(gòu)，額定值，DC，直流電動(dòng)機(jī)可以分為勵(lì)磁方式：其勵(lì)磁，磁勵(lì)磁，第三，直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式，15.1直流電動(dòng)機(jī)的工作原理，主要結(jié)構(gòu)，額定，勵(lì)磁繞組的供電方式稱為勵(lì)磁方式。直流電動(dòng)機(jī)可以分為勵(lì)磁方式：其勵(lì)磁，磁勵(lì)磁，串聯(lián)勵(lì)磁，復(fù)合勵(lì)磁，第三，直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式，15.1直流電動(dòng)機(jī)的工作原理，主要結(jié)構(gòu)，額定，勵(lì)磁繞組的供電方式稱為勵(lì)磁方式。4，直流電動(dòng)機(jī)額定值，15.1直流電動(dòng)機(jī)工作原理，主要結(jié)構(gòu)，額定值，額定值：電動(dòng)機(jī)在銘牌上指明的額定狀態(tài)下工作時(shí)的電動(dòng)機(jī)輸出，“w”作為測(cè)量單位。大于1kW或1MW時(shí)，顯示為kW或MW。額定電壓：額定狀態(tài)

10、下電樞插座的電壓，以尺寸單位表示“v”。額定電流：額定電壓，電動(dòng)機(jī)在額定功率下的電樞電流值，以測(cè)量單位表示“a”。額定速度：表示額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子的速度，以“r/min”為單位測(cè)量。額定勵(lì)磁電流：表示電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)下的勵(lì)磁電流值。、4、直流電動(dòng)機(jī)額定值，15.1直流電動(dòng)機(jī)工作原理，主要結(jié)構(gòu)、額定值，對(duì)于直流發(fā)電機(jī)，輸出電流等于額定電壓和額定電流的乘積。直流電動(dòng)機(jī)是輸出的機(jī)械動(dòng)力，因此公式也必須有效率。一，電流電樞繞組基本原理，15.2直流電動(dòng)機(jī)電樞繞組，作用：電樞繞組3354電源繞組。當(dāng)電樞繞組在磁場(chǎng)內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)檢測(cè)到電勢(shì)，當(dāng)電流在電樞繞組中流動(dòng)時(shí)，電流和氣隙磁場(chǎng)相互作用會(huì)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。通

11、過電樞繞組直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換電力和機(jī)械力。特點(diǎn)：直流繞組是閉合繞組。每個(gè)構(gòu)件的兩端分別連接到兩個(gè)轉(zhuǎn)換圖紙，每個(gè)轉(zhuǎn)換圖紙連接兩個(gè)構(gòu)件，每個(gè)構(gòu)件以一定的順序連接，形成閉合回路。電樞繞組要求：根據(jù)導(dǎo)體數(shù)量，應(yīng)能產(chǎn)生盡可能多的電勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定，易于維護(hù)。(1)電流電樞繞組基本原理，15.2直流電動(dòng)機(jī)電樞繞組，1 .纏繞分類：(1)堆疊纏繞：指通過將背面部件的末端折疊到前一組件的末端來連接的兩個(gè)連鎖組件。分為疊層繞組、單圈和嵌套繞組。(2)波繞組：是指在一對(duì)極距的同極性磁場(chǎng)下，將相應(yīng)的元素像波一樣排成一行。波浪繞組分為單根和復(fù)合繞組。(3)混合繞組。一，電流電樞線圈基本原理，15.2直流電

12、動(dòng)機(jī)電樞線圈，現(xiàn)代直流電動(dòng)機(jī)是雙層繞組，一個(gè)組件放在一個(gè)插槽的上層，稱為上層面，另一個(gè)邊放在另一個(gè)插槽的下層。繞組由組件組成。槽內(nèi)組件的邊緣可以切割磁力線，以產(chǎn)生稱為有效角的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；放置在槽外，不切割磁線，僅用作連接線的部分稱為末端配線。一個(gè)元件由兩條有效的邊和結(jié)束接線組成。一，電流電樞繞組基本原理，15.2直流電動(dòng)機(jī)電樞繞組，現(xiàn)代直流電動(dòng)機(jī)是兩層繞組，一個(gè)組件是某插槽的上層，另一個(gè)稱為上層，另一個(gè)稱為下層。，一、電流電樞繞組基本原理，15.2直流電動(dòng)機(jī)電樞繞組，2 .物理和虛擬插槽以及電動(dòng)機(jī)電樞實(shí)際打開的插槽稱為物理插槽。電樞不應(yīng)因工藝等原因打開太多槽，將多個(gè)元件邊(設(shè)置為u)插入實(shí)際槽

13、中，如圖所示。父邊和子邊在插槽中占用的空間稱為虛擬插槽。如果電動(dòng)機(jī)實(shí)際插槽數(shù)為q，則虛擬插槽數(shù)為Qu，1，電流電樞繞組基本原理，15.2直流電動(dòng)機(jī)電樞繞組，每個(gè)元件有2個(gè)圓角，每個(gè)變種有2個(gè)圓角，每個(gè)虛擬插槽有2個(gè)圓角，元件數(shù)s等于更換套數(shù)k，虛擬插槽數(shù)，3 .零件數(shù)、更換片數(shù)和虛擬插槽數(shù)、1、電流電樞線圈基本原理、15.2直流電樞線圈(1)組件：組件組件組件的第一端：每個(gè)組件將兩條線連接到另一端的組件。其中一個(gè)叫第一個(gè)結(jié)尾，另一個(gè)叫結(jié)尾。4 .元件，極和節(jié)距，(2)極距離：表示沿電樞表面的兩個(gè)相鄰主極軸之間的距離，以表示，1，電樞線圈基本知識(shí)，15.2直流電動(dòng)機(jī)電樞線圈，4。元件、極和節(jié)距，

14、(1)第一節(jié)距y1:表示一個(gè)元件的兩條有效邊與電樞表面相交的距離，以虛擬插槽數(shù)表示。1，電流電樞線圈基本知識(shí)，15.2直流電動(dòng)機(jī)電樞線圈，繞組的節(jié)距(2)第二節(jié)距y2:以虛擬插槽數(shù)表示導(dǎo)線末端與同一替換紙上兩個(gè)連接元件中第一個(gè)元件的底邊和第二個(gè)元件的頂邊相交的距離。合成節(jié)距y:兩個(gè)連續(xù)元件的對(duì)應(yīng)環(huán)邊在電樞表面上的跨距，換向器節(jié)距yk:連接到每個(gè)線圈兩端的換向器表面之間的跨距，以換向片數(shù)表示，1，電樞線圈基本原理，15.2直流電動(dòng)機(jī)電樞線圈，繞組的節(jié)距，(3)合成節(jié)距y:兩個(gè)直接連接元件的節(jié)距虛擬插槽是反映多種形式的繞組的重要標(biāo)志，表明各組件排成一行后，繞組在電樞表面向前或向后后退了多少。(4)

15、換向器節(jié)距yk:以平移層切面數(shù)表示連接到同一元件兩個(gè)引出端的兩個(gè)平移層切面之間的距離。因?yàn)榉至繑?shù)等于平移切片數(shù)，所以平移上下傾斜等于合成上下傾斜y k=y。，一，電流電樞繞組的基本原理，15.2直流電動(dòng)機(jī)電樞繞組，繞組的節(jié)距，單棧繞組，單波繞組，2，單棧繞組，15.2直流電動(dòng)機(jī)電樞繞組，單棧繞組的特征：相鄰(，注：電樞繞組大部分由雙層繞組組成，線圈的有效角之一放在槽的頂面，稱為頂面(實(shí)線繪制)。另一有效邊位于另一個(gè)具有一個(gè)距離的槽的底部，稱為底邊(虛線繪制的邊)。2，單堆棧繞組，15.2直流電動(dòng)機(jī)電樞繞組，例如直流電動(dòng)機(jī)的p(極對(duì)數(shù))=2，s(零件數(shù))=K(備用圖紙數(shù))=Qu(虛擬插槽數(shù))=16，右側(cè)行單堆棧繞組展開，1 .繞組的各節(jié)距計(jì)算，2，單棧繞組，15.2直流電動(dòng)機(jī)電樞繞組，2，單棧繞組，15.2直流電動(dòng)機(jī)電樞繞組，2，單棧繞組，15.2直流電動(dòng)機(jī)電樞繞組，繞組擴(kuò)展圖解法的特定步驟：(1)組件連接順序，2，單堆棧繞組，15.2直流電動(dòng)機(jī)電樞繞組，繞組擴(kuò)展圖示