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直流电机基础学问

来源:鸿运,鸿运游戏,鸿运电子游戏发布时间:2020/01/13点击数:

  直流电机基本知识_电子/电路_工程科技_专业资料。第十五章 直流电机基本知识 Background 什么是直流电机? 什么是直流电机? ? 定义:将直流电能和机械能相互转化的旋转 电机,它可用作电动机或发电机 直流电机的用途 1.作电源用

  第十五章 直流电机基本知识 Background 什么是直流电机? 什么是直流电机? ? 定义:将直流电能和机械能相互转化的旋转 电机,它可用作电动机或发电机 直流电机的用途 1.作电源用——直流发电机 2.作动力用——直流电动机 3.信号的传递 作为测量元件——直流测速发电机 作为执行元件——直流伺服电动机 直流电机的优缺点 ?优点: 直流发电机的电势波形较好,电磁干扰较小。 直流电动机的调速范围宽广,调速特性平滑。 直流电动机过载能力较强,起动和制动转矩较大。 ?缺点: 由于存在换向器,其制造、维护复杂,价格较高。 主要内容 1 直流电机的工作原理、主要结构、 额定值 2直流电机的电枢绕组 3直流电机的电枢反应 4电枢绕组感应电动势和电磁转矩 5直流电机换向 15.1直流电机的工作原理、主要结构、额定值 电枢 + U – N 转动:绕组线圈、换向器; 静止:主磁极、电刷 S 15.1直流电机的工作原理、主要结构、额定值 一、直流电机工作原理 (一)直流发电机工作原理 右 手 定 则 b?a A+ B- b?a A+ B- 15.1直流电机的工作原理、主要结构、额定值 一、直流电机工作原理 (一)直流发电机工作原理 右 手 定 则 注意:电刷与负载连接固定不动,电刷压在换向片 上。换向器和线圈连接并转动,无论怎样转动,总 是上半边A的电流向外,下半边B的电流向里。 15.1直流电机的工作原理、主要结构、额定值 一、直流电机工作原理 (一)直流发电机工作原理 e ? B? lv ? B? 通过电刷和换向器将交 流变成直流,其作用相当于 单相全波整流器。 15.1直流电机的工作原理、主要结构、额定值 一、直流电机工作原理 ? (一)直流发电机工作原理 增加导体数可减少感应电动势和电磁转矩的脉动。当 每极下导体数大于8时,脉动可小于1%。 15.1直流电机的工作原理、主要结构、额定值 一、直流电机工作原理 (一)直流发电机工作原理 提问 ? ? ? 哪些部件转动、哪些部件不动? 绕组线圈电流性质、电刷端电流的性能? 实际电机结构要在物理模型上作哪些改动? 转动:绕组线圈、换向器; 静止:主磁极、电刷 绕组线圈:交流;电刷端:直流 增加铁心、绕组线圈数、轴承、端盖等 15.1直流电机的工作原理、主要结构、额定值 一、直流电机工作原理 (二)直流电动机工作原理 左 手 定 则 b?a n逆时针转向 b?a f ? B? il n逆时针转向 15.1直流电机的工作原理、主要结构、额定值 一、直流电机工作原理 ? (二)直流电动机工作原理 ? 电动机运行关键:要使电枢受到一个方向不变的电磁转 矩,即当线圈边在不同极性的磁极下时受到的电磁转矩 方向不变。 换向器配合电刷可保证每个极下线圈边中电流始终是一 个方向,即电枢受到的电磁转矩的方向始终不变。这就 可以使电动机能连续的旋转。 15.1直流电机的工作原理、主要结构、额定值 一、直流电机工作原理 (三)直流电机的可逆性 , eABi ? 2B ? lvi 对于一匝线圈,电功率 机械功率 Tem ? ? 2 fv ? 2 B? lvi 。即电势 所形成的电功率等于电磁力所产生的机 械功率。在旋转的电机中,不论是发电 机还是电动机,这两种功率是等量存在 的,这两种能量形式是可逆的。 电功率 机械功率 一台电机既可作为发电机运行,又可作为电动 机运行,这就是直流电机的可逆原理。 15.1直流电机的工作原理、主要结构、额定值 一、直流电机工作原理 ? (三)直流电机的可逆性 一台直流电机原则上既可以作为发电机运行,也可以 作为电动机运行,只是其输入输出的条件不同而已。 如用原动机拖动直流电机的电枢,将机械能从电机轴 上输入,而电刷上不加直流电压,则从电刷端可以引 出直流电动势作为直流电源,可输出电能,电机将机 械能转换成电能而成为发电机;如在电刷上加直流电 压,将电能输入电枢,则从电机轴上输出机械能,拖 动生产机械,将电能转换成机械能而成为电动机。这 种同一台电机,既能作发电机又能作电动机运行的原 理,在电机学理论中称为电机的可逆原理。 15.1直流电机的工作原理、主要结构、额定值 二、直流电机主要结构 分解 图 转 轴 风叶 磁极 电刷 换 向 器 换向片 电枢转子 电枢绕组 压紧环 换向器 绕组端部 15.1直流电机的工作原理、主要结构、额定值 二、直流电机主要结构 定子(固定部分) ? ? 转子(转动部分) ? ? ? ? ? 电枢铁心 电枢绕组 换向器 轴 风扇 ? ? ? ? 主磁极 换向极 机座 端盖 轴承 电刷装置 产生磁场、电机的机械支撑 感应电势,而实现能量转 换的部分 15.1直流电机的工作原理、主要结构、额定值 二、直流电机主要结构 15.1直流电机的工作原理、主要结构、额定值 二、直流电机主要结构 (一)定子各部件安装结构 ?极数:主磁极的个数,等 于 2p 15.1直流电机的工作原理、主要结构、额定值 二、直流电机主要结构 (1)主磁极 作用:建立主磁场。 构成:主极铁心和套 装在铁心上的励磁绕 组。 (一)定子各部件安装结构 15.1直流电机的工作原理、主要结构、额定值 二、直流电机主要结构 (2)换向极 作用:用于改善换向 构成:换向极常用整块钢或厚钢板制成。换向极的数 目一般与主磁极相等。在小功率直流电机中,换向极 数量通常只有主磁极的一。