直流电动机制动课件
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《直流电机》PPT课件
TL
n
E
T
Ia
最后达到新的平衡点。
UEIaRa
T KTΦIa
与原平衡点相比，新的平衡点：Ia 、 P入
精选课件ppt
16
9.5 机械特性
机械特性指的是电机的电磁转矩和转速间的关系，
下边以他励和串励电机为例说明。
If
Ia
一、 他励电动机的机械特性
Uf M U
他励电动机和并励电动机的特性一样。
U E IaRa
KT：与线圈的结构有关的常数 （与线圈大小，磁极的对数等有关）
：线圈所处位置的磁通
Ia：电枢绕组中的电流 单位： （韦伯），Ia（安培），T（牛顿•米）
由转矩公式可知：
(1)产生转矩的条件：必须有励磁磁通和电枢电流。
(2)改变电机Βιβλιοθήκη 转的方向：改变电枢电流的方向或者改变磁通的方向。
精选课件ppt
14
产生磁通，称为励磁。
精选课件ppt
9
根据励磁线圈和转子绕组的联接关系，励磁式的 直流电机又可细分为：
他励电动机：励磁线圈与转子电枢的电源分开。
并励电动机：励磁线圈与转子电枢并联到同一电源上。
串励电动机：励磁线圈与转子电枢串联接到同一电源上。
复励电动机：励磁线圈与转子电枢的联接有串有并，接在 同一电源上。
3
9.2 工作原理
一、 工作原理
电刷
+ U
N I
I
–
S
换向片
直流电源
电刷
换向器
精选课件ppt
线圈
4
电刷
+ U
F N
I
F I
–
S
换向片
电机学第五版课件汤蕴璆编著 第3章7直流电动机的起动、调速和制动
调速的方法
U I a Ra n Ce
磁场控制
9 调励磁电流调速
电机学
调速 Speed Governing
调速：调节转速、转速控制 电动机调速的基本要求
– – – –
n nN n1 t1 O t
调速范围：D=nmax/nmin 平滑性 经济性
调速设备简单、可靠、操作方便
10
电机学
If
18
电机学
直流电动机的反接制动
方法
励磁回路不变，将加在电枢回路的电 压反接。
-U=Ea+Ia(Ra+RL) Ia=-(U+Ea)/(Ra+RL) 将产生很大的制动性质的电磁转矩。
原理
19
电机学
直流电动机的反接制动
+ U 电动
Q 制动 B n0
n A
Ra
Ia
RL I’a + Ea –
n Ia1
If3
ia
n0
O
If1>If2>If3
If2
If1 TeN Te
IaN n1 nN
O
Te=CTΦIa
n
13
t
电机学
串励电动机的调速
n n
TL
Rs1<Rs2<Rs3 Rs1 Rs3 O Rs2 Te O
TL U1>U2>U3 U1 U3 U2 Te
调速方式 改变Rs 改变U
14
主要优点 简单 转速可调低、可调高
他励和并励电动机的调速 ▲电枢回路串电阻调速
n
n0 RΩ=0
IaN nN n1
《直流电机的工作原理及特性》PPT模板课件
2．电磁转矩TM
电枢绕组中的电流和磁通相互作用，产生电磁力和 电磁转矩，其大小可用如下公式表示：
TKtIa
式中：T——电磁转矩（N·m）； Φ——对磁极的磁通（Wb）； Ia——电枢电流（A）； Kt——与电机结构有关的常数，Kt=9.55 Ke
3.2 直流他励电动机的机械特性
一、机械特性的一般形式
根据 0,n0、TN,nN
两点，就可作出他励直流电动机近似是机械特性曲线 nfT。
三、人为机械特性 人为机械特性是指人为地改变电动机电枢外加电压U和励磁磁
通Φ的大小以及电枢回路串接附加电阻Rad所得到的机械特性。
1. 电枢回路中串接附加电阻时的人为特性 U U N , N
n
Rad
If
U
Ia M E
3．3 直流他励电动机的启动特性
nN △n
决于 Rf、 Uf的大小，当 Rf、 Uf
的大小一定时, If为定值，即磁
△T
通为定值。
0
TN T
n 理想空载点 n0
nN △n
1. 理想空载转速： T=0时的转速称为理想空
载转速，用n0表示。 根据机械特性可知：
U
△T
n0 Ke
0
TN T
2. 机械特性硬度
为了衡量机械特性的平直程度，引进一个机械特性
直流发电机和直流电动机的电磁转矩的作用是不同的
发电机的电磁转矩是阻转矩，它与电枢转动的方向或 原动机的驱动转矩的方向相反。因此，在等速转动时， 原动机的转矩T1必须与发电机的电磁转矩T及空载损耗 转矩T0相平衡。
电动机的电磁转矩是驱动转矩，它使电枢转动。因此， 电动机的电磁转矩TM必须与机械负载转矩TL及空载损 耗转矩T0相平衡。
四象限直流电动机 ppt课件
有限元法预备知识
16
四象限直流电动机的发展与应用
直流电动机以其优良的转矩特性在运动控制领域得到了广泛的应用， 但普通的直流电动机由于需要机械换相和电刷，可靠性差，需要经常维护； 换相时产生电磁干扰，噪声大，影响了直流电动机在控制系统中的进一步 应用。为了克服机械换相带来的缺点，以电子换相取代机械换相的无刷电 机应运而生。
有限元法预备知识
15
第三象限和第一象限过程相同，只不过电动转矩和旋转方向分 别相反。而第四象限和第二象限过程相同，也只不过是电动转矩和 旋转方向分别相反。
换向的时间问题
对于单象限的调速器，当电机需要反转时，要加时间继电器。 无论是改变励磁方向还是改变电枢方向，都必须等待一段时间，就 是说不允许工作中突然换向。因为励磁线圈和电枢线圈通的都是直 流电，需要时间来释放能量，如果换向太快将会把整流桥反向击穿。 而四象限的调速器不存在此问题，因为两组整流桥方向相反，当一 组停止输出时，另一组正好可以给电机释放能量。
有限元法预备知识
2
有限元法预备知识
3
直流电动机
有限元法预备知识
8 10 13
4
上图是一台直流电机的最简单模型。N和S是一对固定的磁极， 可以是电磁铁，也可以是永久磁铁。磁极之间有一个可以转动的铁 质圆柱体，称为电枢铁心。铁心表面固定一个用绝缘导体构成的电 枢线圈abcd，线圈的两端分别接到相互绝缘的两个半圆形铜片(换 向片)上，它们的组合在一起称为换向器，在每个半圆铜片上又分 别放置一个固定不动而与之滑动接触的电刷A和B，线圈abcd通过 换向器和电刷接通外电路。
有限元法预备知识
9
上图是带位能负载下降时的回馈制动机械特性，电动机电动运行带动 位能性负载下降，在电磁转矩和负载转矩的共同驱动下，转速沿特性 曲线1逐渐升高，进入回馈制动后将稳定运行在a点上。需要指出的是， 此时电枢回路不允许串入电阻，否则将会稳定运行在很高转速的b点 上。
直流电机PPT精品课件
绕电枢一周， 所有元件互相串联构成一闭合回路。
电路图
结合电刷的放置， 得到该瞬时的电路图
每个极下的元件组成一条支路。 即单迭绕 组的并联支路数正好等于电机的极数。
这是单迭绕组的重要特点之一。
单迭绕组的特点
• 元件的两个出线端连接于相邻两个换向片上。 • 并联支路数等于磁极数， 2a=2p; • 整个电枢绕组的闭合回路中， 感应电动势的总和为零，
电枢绕组
换向极
电刷装置 换向器
风扇 转轴
轴承
二、直流电机的工作原理
磁场定义
直流电机的物理模型
1 直流发电机的工作原理
（1）、换流过程
b
Aa
c
d
B
b
a
A
c
Bd
电势正方向：abcd B+,A-
电势正方向：电势正方向： dcba
B+,A-
c
Ad
b
a
B
（2）直流发电机运行时的几点结论
1. 电枢线圈内电势、电流方向是交流电； 2. 电刷间为直流电势。线圈中感应电势与电流方向一
2-2 柴油发电机型号和规格的选择
三、容量计算的原则：
1.柴油发电机的额定容量所供负荷的计算容量
2.柴油发电机的允许起动容量电动机有效起动容
量
柴油发电机额定容量(Sfe) ------主力发电功率(铭牌数据)
所供负荷的计算容量(SJ) ------发电机可能提供负荷的计算容量
柴油发电机允许起动容量(Sfq) ------发电机出口压降达20%时的允许起动容量(铭
转矩方向电：势方向：dcba 电势方向：
c
d
b
a
（2）直流电动机运行时的几点结论
电路图
结合电刷的放置， 得到该瞬时的电路图
每个极下的元件组成一条支路。 即单迭绕 组的并联支路数正好等于电机的极数。
这是单迭绕组的重要特点之一。
单迭绕组的特点
• 元件的两个出线端连接于相邻两个换向片上。 • 并联支路数等于磁极数， 2a=2p; • 整个电枢绕组的闭合回路中， 感应电动势的总和为零，
电枢绕组
换向极
电刷装置 换向器
风扇 转轴
轴承
二、直流电机的工作原理
磁场定义
直流电机的物理模型
1 直流发电机的工作原理
（1）、换流过程
b
Aa
c
d
B
b
a
A
c
Bd
电势正方向：abcd B+,A-
电势正方向：电势正方向： dcba
B+,A-
c
Ad
b
a
B
（2）直流发电机运行时的几点结论
1. 电枢线圈内电势、电流方向是交流电； 2. 电刷间为直流电势。线圈中感应电势与电流方向一
2-2 柴油发电机型号和规格的选择
三、容量计算的原则：
1.柴油发电机的额定容量所供负荷的计算容量
2.柴油发电机的允许起动容量电动机有效起动容
量
柴油发电机额定容量(Sfe) ------主力发电功率(铭牌数据)
所供负荷的计算容量(SJ) ------发电机可能提供负荷的计算容量
柴油发电机允许起动容量(Sfq) ------发电机出口压降达20%时的允许起动容量(铭
转矩方向电：势方向：dcba 电势方向：
c
d
b
a
（2）直流电动机运行时的几点结论
《直流电动机》课件
《直流电动机》PPT课件
欢迎来到本次关于直流电动机的PPT课件！本课件将深入介绍直流电动机的原 理、性能、控制方法和应用等方面的知识，让你全面了解直流电动机的优点 和发展趋势。
引言
直流电动机的概述
介绍直流电动机的基本概念和工作原理。
直流电动机的分类
介绍直流电动机按照不同标准进行分类。直流 Nhomakorabea动机原理
直流电动机的负载特 性曲线
分析直流电动机在不同负载下 的性能特点和工作规律。
直流电动机的控制方法
1
直流电动机的起动方法
介绍直流电动机的各种起动方式和控制技术。
2
直流电动机的调速方法
讨论直流电动机的调速原理和调速器件。
3
直流电动机的刹车方法
解析直流电动机的各种制动方式和刹车装置。
直流电动机的应用
工业自动化中的应用
探索直流电动机在工业自动化领 域的广泛应用。
交通运输中的应用
介绍直流电动机在交通运输行业 的应用案例。
家庭电器中的应用
展示直流电动机在家庭电器中的 创新应用。
结论
直流电动机的优点
总结直流电动机相对于其他类型电动机的优势 和特点。
直流电动机的未来发展趋势
展望直流电动机未来的发展方向和创新趋势。
参考文献
1 直流电动机相关权威 2 直流电动机相关研究 3 其他与直流电动机相
资料
论文
关的学术资料
推荐获取关于直流电动机 的权威资料和参考书籍。
列举一些与直流电动机相 关的研究成果和学术论文。
提供其他与直流电动机领 域相关的学术资料。
直流电动机的结构
解析直流电动机内部结构和各 部件的作用。
直流电动机的工作原 理
欢迎来到本次关于直流电动机的PPT课件！本课件将深入介绍直流电动机的原 理、性能、控制方法和应用等方面的知识，让你全面了解直流电动机的优点 和发展趋势。
引言
直流电动机的概述
介绍直流电动机的基本概念和工作原理。
直流电动机的分类
介绍直流电动机按照不同标准进行分类。直流 Nhomakorabea动机原理
直流电动机的负载特 性曲线
分析直流电动机在不同负载下 的性能特点和工作规律。
直流电动机的控制方法
1
直流电动机的起动方法
介绍直流电动机的各种起动方式和控制技术。
2
直流电动机的调速方法
讨论直流电动机的调速原理和调速器件。
3
直流电动机的刹车方法
解析直流电动机的各种制动方式和刹车装置。
直流电动机的应用
工业自动化中的应用
探索直流电动机在工业自动化领 域的广泛应用。
交通运输中的应用
介绍直流电动机在交通运输行业 的应用案例。
家庭电器中的应用
展示直流电动机在家庭电器中的 创新应用。
结论
直流电动机的优点
总结直流电动机相对于其他类型电动机的优势 和特点。
直流电动机的未来发展趋势
展望直流电动机未来的发展方向和创新趋势。
参考文献
1 直流电动机相关权威 2 直流电动机相关研究 3 其他与直流电动机相
资料
论文
关的学术资料
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提供其他与直流电动机领 域相关的学术资料。
直流电动机的结构
解析直流电动机内部结构和各 部件的作用。
直流电动机的工作原 理
电机学PPT课件-直流电动机
3
机电一体化设计
结合机械、电子、信息等多学科知识，进行直流 电动机的优化设计，实现高效、紧凑、可靠的设 计目标。
THANKS
感谢观看
电动车与新能源汽车
随着电动车和新能源汽车的普及，直流电动机作为动力源将得到 更广泛的应用。
智能家居与家电
直流电动机在智能家居和家电领域的应用将不断拓展，如智能吸 尘器、电动窗帘等。
直流电动机的创新研究
1 2
新材料与新工艺
研究新型材料和制造工艺，提高直流电动机的性 能和可靠性。
控制策略优化
研究先进的控制算法和策略，提高直流电动机的 响应速度和稳定性。
电机学ppt课件-直 流电动机
目录
• 直流电动机简介 • 直流电动机的特性 • 直流电动机的控制 • 直流电动机的常见故障与维护 • 直流电动机的发展趋势与展望
01
CATALOGUE
直流电动机简介
直流电动机的基本结构
定子
固定部分，包括主磁极和换向器。
转子
旋转部分，由导电的电枢绕组和铁芯组成。
换向器
大。
转矩与磁通关系
02
在一定范围内，转矩与磁通成正比。但当磁通增加到一定程度
时，转矩增加趋缓。
转矩与转速关系
03
在一定转速范围内，转矩与转速成反比。转速越高，转矩越小
。
直流电动机的机械特性
机械特性方程
直流电动机的机械特性方 程表示了电动机的转速、 转矩和电源电压之间的关 系。
固有机械特性
固有机械特性是指在一定 励磁电流和电枢电压下的 机械特性。
当电机发生缺相故障时，自动切断电源，防 止电机因缺相而损坏。
04
CATALOGUE
《直流电动机》课件
电动工具
直流电动机可以作为电动 工具的驱动，如电钻、电 锯等。
家用电器控制
直流电动机还可以用于控 制家用电器，如电饭煲、 微波炉等电器的开关和调 节。
05 直流电动机的优缺点
优点
结构简单
直流电动机的结构相对简单， 主要由定子、转子和励磁绕组 组成，使得其制造成本和维护
成本较低。
控制精度高
直流电动机的转速与输入电压 成正比，可以通过精确控制输 入电压或电流来达到高精度的 速度控制。
市场发展前景
工业自动化
随着工业自动化程度的提高，直 流电动机作为重要的动力设备，
其市场需求将进一步扩大。
新能源汽车
新能源汽车的快速发展将带动直 流电动机市场的增长，如电动汽 车、混合动力汽车等都需要大量
直流电动机作为动力系统。
智能家居
智能家居市场的不断扩大也将为 直流电动机带来新的应用场景， 如智能吸尘器、智能扫地机器人
步进电动机
总结词
步进电动机是一种将数字脉冲信号转换为旋转运动的装置，常用于自动化控制系统中。
详细描述
步进电动机的定子上安装有多相励磁绕组，而转子上安装有多个小齿。当给定一个脉冲 信号时，步进电动机的转子会转动一个固定的角度，其转速和方向取决于输入脉冲的频 率和相序。步进电动机具有较高的定位精度和可靠性，因此在许多自动化控制系统中得
《直流电动机》PPT课 件
目录
Contents
• 直流电动机简介 • 直流电动机的结构 • 直流电动机的分类 • 直流电动机的应用 • 直流电动机的优缺点 • 直流电动机的发展趋势与未来展望
01 直流电动机简介
直流电动机的定义
总结词
描述直流电动机的基本概念和定 义。
直流电动机的起动调速与制动
– 能耗制动：U=0，电动机在位能性负载转矩作用 下反转(n<0)，则Ia>0，T>0，工作点在第IV象限 内；
– 倒拉反接制动：U>0，RD足够大，电动机在位能 性负载转矩作用下反转(n<0)，则Ia>0，T>0，工 作点在第IV象限内；
– 根据电枢允许通过最大电流确定 – 根据能耗制动刚开始时，需要的最大转矩
确定
3.3.2 反接制动
反接制动的原理
3.3.2 反接制动
反接制动的机械特性
– 反接制动的机械特性方程 – 反接制动的机械特性
3.3.2 反接制动
反接制动电阻RF的计算
– RF越小，电枢电流Ia越大，制动转矩越大， 制动越快
内
制动运行状态
– T与n方向相反 – 机械能转变为电能 – 工作点位于：II和IV象限
内
3.4 直流电动机的各种运行状态
制动状态
– 正向回馈状态：U>0，n>0且n>n0，则Ia<0， T<0，工作点在第II象限内；
– 反向回馈状态： U<0，n<0且|n|>|n0|，则Ia>0， T>0，工作点在第IV象限内；
转速上升，机械特 性曲线变软。
n
n3
n0
nn12 nN
O
TL
调压调速特性曲线
N 1 2 3
Te
▪ 三种调速方法的性能与比较
对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来 说，以调节电枢供电电压的方式为最好；
改变电阻只能有级调速； 减弱磁通虽然能够平滑调速，但调速范围不大，
往往只是配合调压方案，在基速（额定转速） 以上作小范围的弱磁升速。
相反，电磁转矩T变为制动转矩 – 电磁功率PM<0，输入功率P1<0，电动机
– 倒拉反接制动：U>0，RD足够大，电动机在位能 性负载转矩作用下反转(n<0)，则Ia>0，T>0，工 作点在第IV象限内；
– 根据电枢允许通过最大电流确定 – 根据能耗制动刚开始时，需要的最大转矩
确定
3.3.2 反接制动
反接制动的原理
3.3.2 反接制动
反接制动的机械特性
– 反接制动的机械特性方程 – 反接制动的机械特性
3.3.2 反接制动
反接制动电阻RF的计算
– RF越小，电枢电流Ia越大，制动转矩越大， 制动越快
内
制动运行状态
– T与n方向相反 – 机械能转变为电能 – 工作点位于：II和IV象限
内
3.4 直流电动机的各种运行状态
制动状态
– 正向回馈状态：U>0，n>0且n>n0，则Ia<0， T<0，工作点在第II象限内；
– 反向回馈状态： U<0，n<0且|n|>|n0|，则Ia>0， T>0，工作点在第IV象限内；
转速上升，机械特 性曲线变软。
n
n3
n0
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TL
调压调速特性曲线
N 1 2 3
Te
▪ 三种调速方法的性能与比较
对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来 说，以调节电枢供电电压的方式为最好；
改变电阻只能有级调速； 减弱磁通虽然能够平滑调速，但调速范围不大，
往往只是配合调压方案，在基速（额定转速） 以上作小范围的弱磁升速。
相反，电磁转矩T变为制动转矩 – 电磁功率PM<0，输入功率P1<0，电动机
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nCUeR CaeC tR 2L
T
Ra RL
CeCt2
T
n
n 01
n1
U1
0
T
TL
直流电动机制动
三、反接制动 反接制动的作用 1、减速 2、限速反转
直流电动机制动
1、减速
U
_
C1
C2
C 1 接触器 C 1
C2
断电
M
接触器 C 2 通电
直流电动机制动
电枢电源反接，刚开始时，由于电机 的转速不能突变，电枢反应电动势 E a 的方向、大小都不变。
U1
0
TL T
要获得最慢的下放速度不需要在 电枢内加任何电阻。
直流电动机制动
2、一台他励直流电动机 UN 220V nN150r0/min INa10A Ra 1
如果当重物停在空中时突然重物脱落， 问电动机的转速为多少？
直流电动机制动
n
n 01
0
nN150r/0min U1
TL T
直流电动机制动
直流电动机制动
n
n 01
0
nN150r/0min
U1
TL
T
n0 Ea 0
直流电动机制动
思 考 题： 93 96 97
习 题： 913 914 916 917 （ 1 ）， 3） （ 918 919 920 922
直流电动机制动
n Ea U Ia T 制动转矩
直流电动机制动
为什么串励电机不能回馈制动
直流电动机制动
n
0
T
n 始终不能生成制动的电磁转矩
直流电动机制动
二、能耗制动 U0
Ia
U
Ea Ra
Ia
Ea Ra RL
TCtIa
Ct
Ea Ra RL
Ct
Cen
Ra RL
CeCt 2n
Ra RL
直流电动机制动
UEaNIaNRa
EaNU-IaNRa 22-10 01210V
重物去掉 TTL 0 Ia 0
Ea U220V
n0
Ea E aN
nN
2201501 05r7/m 1 in 210
直流电动机制动
3、一台他励直流电动机 UN 220V nN150r0/min INa10A Ra 1
计算在电枢内加多少电阻能把重物停在 空中？
2、限速反转
n
n 01
0
nCUeR CaeC tR 2LT
n1 U1
T
TL
直流电动机制动
下列特性分别是什么制动？
n
n 01
n1
U1
0
T
n01
TL
直流电动机制动
课
直流电动机制动
1、采用能耗制动能获得较慢的下放速度吗？ 要获得最慢的下放速度，电枢内要串附加电阻 吗？
直流电动机制动
n
n 01
n1
Ia
- U Ea Ra RL
TCtIa
制动转矩
直流电动机制动
n
nC U eR CaeC tR 2LT
n 01
n1
U1
0
T
n01
TL
当转速降至零时，
要及时切断。
直流电动机制动
P1-U(-aI) UIa 吸收电功率 PMEa(-a)I0 吸收机械功率 消耗在 Ia2(Ra RL)
直流电动机制动
n1
n2 U1 U2
0
T
TL
电枢电压降低时，转速不能突变 Ea U2
直流电动机制动
n
n 01
0
n1 n2 U1
U2
T
Ea U Ia T -T制动转矩 n Ea U
恢复电动机状态
直流电动机制动
电气火车下坡时速
度是否会无止尽上
升？
n
n2
n 01
U n
Ce
CeR Cat2
T
n1 U1
0
T
T
TL
直 流 电 动 机 的 制动
直流பைடு நூலகம்动机制动
直流电动机的电磁制动有三种方式： 一、发动机回馈制动 二、能耗制动 三、反接制动
直流电动机制动
一、发动机回馈制动
直流电动机制动
根据公式：
n U
Ce
CeR Cat2
T
n0
U
C e
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CeCt2
T
直流电动机制动
n U Ra T
Ce CeCt2
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