第9章 直流电机的共同问题-新1
直流电机相关的问题汇总
直流电机相关的问题汇总问：直流电机原理是什么答：直流电机有定子和转子两大部分组成，定子上有磁极（绕组式或永磁式），转子有绕组，通电后，转子上也形成磁场（磁极），定子和转子的磁极之间有一个夹角，在定转子磁场（N 极和S极之间）的相互吸引下，是电机旋转。
改变电刷的位子，就可以改变定转子磁极夹角（假设以定子的磁极为夹角起始边，转子的磁极为另一边，由转子的磁极指向定子的磁极的方向就是电机的旋转方向）的方向，从而改变电机的旋转方向. 直流励磁的磁路在电工设备中的应用，除了直流电磁铁（直流继电器、直流接触器等）外，最重要的就是应用在直流旋转电机中。
在发电厂里，同步发电机的励磁机、蓄电池的充电机等，都是直流发电机；锅炉给粉机的原动机是直流电动机。
此外，在许多工业部门，例如大型轧钢设备、大型精密机床、矿井卷扬机、市内电车、电缆设备要求严格线速度一致的地方等，通常都采用直流电动机作为原动机来拖动工作机械的。
直流发电机通常是作为直流电源，向负载输出电能；直流电动机则是作为原动机带动各种生产机械工作，向负载输出机械能。
在控制系统中，直流电机还有其它的用途，例如测速电机、伺服电机等。
虽然直流发电机和直流电动机的用途各不同，但是它们的结构基本上一样，都是利用电和磁的相互作用来实现机械能与电能的相互转换。
直流电机的最大弱点就是有电流的换向问题，消耗有色金属较多，成本高，运行中的维护检修也比较麻烦。
因此，电机制造业中正在努力改善交流电动机的调速性能，并且大量代替直流电动机。
不过，近年来在利用可控硅整流装置代替直流发电机方面，已经取得了很大进展。
包括直流电机在内的一切旋转电机，实际上都是依据我们所知道的两条基本原则制造的。
一条是：导线切割磁通产生感应电动势；另一条是：载流导体在磁场中受到电磁力的作用。
因此，从结构上来看，任何电机都包括磁场部分和电路部分。
从上述原理可见，任何电机都体现着电和磁的相互作用，是电、磁这两个矛盾着的对立面的统一。
《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。
北师大版九年级全一册物理14.6直流电动机说课稿
（一）板书设计
我的板书设计将注重清晰、简洁且有助于学生把握知识结构。布局上，我会将板书分为几个部分：标题、主要知识点、图表和实例。标题将突出本节课的主题，主要知识点将简洁地列出本节课的核心内容，图表将直观展示直流电动机的结构和工作原理，实例将帮助学生理解直流电动机的应用。板书在教学过程中的作用是辅助学生理解和记忆知识点，提供清晰的视觉辅助工具。为确保板书清晰、简洁，我会事先进行精心设计和练习，确保板书内容精炼且一目了然。
四、教学过程设计
（一）导入新课
为了快速吸引学生的注意力和兴趣，我计划以一个生动的实例导入新课。我会展示一辆电动汽车，并提出问题：“为什么电动汽车使用直流电动机？直流电动机是如何工作的？”这样的问题能够激发学生的好奇心，使他们主动思考并参与到课堂中来。接着，我会简要介绍直流电动机的重要性，并宣布本节课我们将深入学习直流电动机的构造、原理、性能和应用。
（二）新知讲授
在新知讲授阶段，我将逐步呈现知识点，引导学生深入理解。首先，我会利用多媒体课件直观展示直流电动机的结构，并逐一解释磁极、线圈、换向器等组成部分的作用。接着，我会讲解直流电动机的工作原理，通过动画演示线圈在磁场中的运动，让学生理解其转速、电流与负载之间的关系。最后，我会结合实际应用案例，如电动汽车、电风扇等，让学生了解直流电动机在现实生活中的重要作用。
（二）媒体资源
为了辅助教学，我将使用多媒体课件、实验仪器和网络资源。多媒体课件能够直观展示直流电动机的结构原理，帮助学生形象理解；实验仪器则可供学生亲自动手操作，加深对知识的理解；网络资源可提供更多的学习资料和案例，拓宽学生的知识视野。这些资源的使用能够提高教学效率，丰富教学内容，激发学生的学习兴趣。
（二）教学目标
1.知识与技能：通过学习，使学生掌握直流电动机的构造、原理、性能和应用，提高学生的电学知识水平。
直流电机(12)直流电机的共同问题(二)直流电机的电枢反应感应电动势电磁转矩
（1）Ea ∝nΦ ；n = const，Ea ∝Φ ；调节励磁电流If，可以调节Φ ，进而调 节Ea 。Φ = const， Ea ∝n，调节转速n ，可以调节Ea 。
（2）Ea与每极磁通量Φ的大小有关，而与Φ的分布无关。 Ea =CeΦn既适用 于空载，也适于负载。
（3）性质： 发电机——电源电势(与电枢电流同方向);
Ea Ce n
Ce
pN 60a
TM CM Ia
CM
Байду номын сангаас
pN
2 a
30 CM π Ce
直流电机的共同问题（二）
三、直流电机的电磁功率
电枢电功率
2
PM Ea Ia Ce n Ia 60 CM n Ia
2
CM Ia 60 n TM
机械功率
电磁功率一方面代表电动势为 Ea 的电源输出电流 I a 时发出的电功 率，另一方面又代表转子旋转时克服电磁转矩所消耗机械功率。
直流电机的共同问题（二）
二、电刷不在几何中性线上时的电枢反应
直流电机的共同问题（二）
既有交（横）轴电枢反应Faq又有直轴电枢反应Fad 电枢反应的表现： （1） Faq起扭斜气隙磁场的作用，使气隙磁场畸变，物理中性线偏离， 附加去磁作用。 （2） Fad对主磁场起去磁或加磁作用
发电机：顺转向移刷－去磁；逆转向移刷－加磁 电动机：顺转向移刷－加磁；逆转向移刷－去磁 （3） Fad与Ff同轴线，不能产生平均电磁转矩。
发电机：前极端去磁后极端加磁； 电动机：前加后去 （2）物理中性线偏离几何中性线α角（空载时，两者重合）。 发电机：顺转向偏离α角； 电动机：逆转向偏离α角。 （3）磁路不饱和时：增加的磁通量等于减少的磁通量，每极磁通量不变。 负载时电动势 = 空载时电动势。 磁路饱和时：负载时每极磁通量小于空载磁通量（附加去磁作用）， 负载时电动势 < 空载时电动势。 （4）Faq与Ff相对静止，且在空间相差90º电角度，它们相互作用，产生平均 电磁转矩。
直流电机（12）直流电机的共同问题（二）直流电机的电枢反应感应电动势电..
1. 理解直流电机的磁动势和磁场2.掌握直流电机的电枢反应3.掌握直流电机电枢绕组的感应电动势4.掌握直流电机的电磁转矩本章基本要求直流电机的共同问题（二）直流电机的电枢磁动势和磁场 直流电机的电枢反应直流电机电枢绕组的感应电动势 直流电机的电磁转矩主要内容直流电机的共同问题（二）内容回顾直流电机绕组小结◆直流电机的电枢绕组总是自成闭路,为闭合绕组;◆电刷放置的一般原则是空载时正、负电刷间的电动势最大,或者说,被电刷短路的元件中的电动势为零;◆对于端接对称的元件,电刷放置在主极轴线下的换向片上,且总是与位于几何中性线上的导体相接触;内容回顾直流电机绕组小结◆电枢绕组的支路数(2a )永远是成对出现,因为磁极数(2p )是一个偶数;且至少有2条并联支路; 单叠绕组: a = p (并联支路对数恒等于电机极对数)单波绕组:a = 1(并联支路对数恒等于1)◆单叠绕组适应于较大电流、较低电压的电机;单波绕组适用于较高电压、较小电流的电机。
23.4 直流电机的磁动势和磁场一、空载时的主磁场1.主磁通和漏磁通◆磁场是电机实现机电能量转换的媒介;◆主极磁场由永久磁铁或励磁绕组通入直流电流产生;◆空载时电机中的磁场分布是对称的。
0f f I F s ìF -ïï F íïF -ïïî主磁通，经气隙进入电枢。
主极漏磁通(15-25%)φ0不进入电枢,只增加磁极的饱和程度。
内容回顾23.4 直流电机的磁动势和磁场一、空载时的主磁场主磁通路径：气隙→电枢齿→电枢轭→电枢齿→气隙→主磁极→定子轭→主磁极→气隙。
内容回顾23.4 直流电机的磁动势和磁场一、空载时的主磁场直流电机空载时的磁场分布内容回顾23.4 直流电机的磁动势和磁场一、空载时的主磁场2.气隙主极磁场的分布◆磁动势: 磁极范围内,励磁磁势大小相同。
◆磁密波形: 空载时的气隙磁通密度为平顶波。
直流电机(11)直流电机的共同问题(一)电枢绕组磁势和磁场
：在电枢铁心表面上，一个极所占的距离。
Ze 2p
D
2p
•第一节距y1：一个元件的两个有效边在电枢表面跨过的距离。
Ze y1 整数 2p
为凑整分数
y1 y1 y 1
整距绕组 短距绕组 长距绕组
第一节距y1
短距绕组端部接线短、省铜，且利于换向，故常用
_
B
直流电机的共同问题（一）
一、叠绕组和波绕组
•元件：构成绕组的线圈。电枢绕组的基本单元，单匝和多匝
直流电机的共同问题（一）
•双层绕组 1）每个元件的两端点分别连接在两换向片上，每个换向片连接两个元件， 各元件依一定规律依次连接，形成闭合回路。
2）一个元件边放在槽的上层，另一边放在另一槽的下层，一个槽里总有
实槽与虚槽 u=3
Ze = uZ
直流电机的共同问题（一）
每一元件有两个边； 每一换向片上接两个边 每一虚槽内放置有两个边 所以： 换向片数K等于元件数S 虚槽数Ze等于元件数S
S = K = Ze
每线圈有Nc匝，则总导体数为N
N = uNc Z = Nc Ze
直流电机的共同问题（一）
三、节距
•极距
（单波绕组），或相隔数片的换向
片上（复波绕组）。波浪式前进
波绕组
直流电机的共同问题（一）
二、实槽和虚槽
•为改善电机的性能，希望用更多的元件组成电枢绕组。由于工艺等原因，
电枢铁心不能开太多的槽，故在每槽的上下层各放置若干元件边。
•若每一实槽中一层并排放置u排元件边，则一个实槽可以看成u个“虚槽”， 每一个虚槽的上、下层各有一个元件边。
上下层线圈边。
3）线圈的两个元件边处于不同极性的极面下，线圈的跨距约等于一个极距，
直流电机的基本知识
直流电机的基本知识1直流电机的工作原理永磁式直流电机是应用很广泛的一种。
只要在它上面加适当电压。
电机就转动。
图是这种电机的符号和简化等效电路[1]工作原理图:加直《电压图直流电机的符号和等效电路这种电机由定子、转子、换向器（又称整流子）、电刷等组成，定子用作产生磁场。
转于是在定子磁场作用下，得到转矩而旋转起来。
换向器及时改变了电流方向，使转子能连续旋转下去。
也就是说，直流电压加在电刷上，经换向器加到转子线圈，流过电流而产生磁场，这磁场与定子的固定磁场作用，转子被强迫转动起来。
当它转动时，由于磁场的相互作用，也将产生反电动势，它的大小正比于转子的速度，方向和所加的直流电压相反。
图（b）给出了等效电路。
Rw代表转子绕组的总电阻, E代表与速度相关的反电动势。
永磁式换流器电机的特点:当电机负载固定时，电机转速正比于所加的电源电压。
当电机直流电源固定时，电机的工作电流正比于转予负载的大小。
加于电机的有效电压，等于外加直流电压减去反电动势。
因此当用固定电压驱动电机时，电机的速度趋向于自稳定。
因为负载增加时，转子有慢下来的倾向, 于是反电动势减少，而使有效电压增加，反过来又将使转子有快起来的倾向, 所以总的效果使速度稳定。
当转子静止时，反电动势为零，电机电流最大。
其最大值等于 V / Rw （这儿V 是电源电压）。
最大 电流出现在刚起动的条件。
转子转动的方向，可由电机上所加电压的极性来控制。
体积小、重量轻、起动转矩大。
由于具备上述的那些特点，所以在医疗器械、小型机床、电子仪器、计算 机、气象探空仪、探矿测井、电动工具、家用电器及电子玩具等各个方面，都 得到广泛的应用。
对这种永磁式电机的控制，主要有电机的起停控制、方向控制、可变速度 控制和速度的稳定控制。
2电机的起/停控制电机的起/停控制，最简单最原始的方法是在电机与电源之间，加一机械 开关。
或者用继电器的触点控制。
现在比较流行的方法，是用开关晶体管来代替机械开关，无触点、无火花 干扰，速度快。
直流电机基本工作原理
直流电机基本工作原理直流电机是一种将直流电能转换为机械能的电动机，它的基本工作原理是根据带电导线在磁场中受到力的作用而产生旋转。
下面将详细介绍直流电机的基本工作原理。
直流电机由定子和转子两部分组成。
定子是不动的，由磁体和电枢绕组构成，用来产生磁场。
转子是电机的旋转部分，由电刷和线圈构成，通过与定子的磁场相互作用来产生转矩。
当外部直流电源施加电压到电机的电刷上时，电流通过电刷和线圈进入转子。
根据洛伦兹力的原理，电流导线会在磁场中受到力的作用。
在直流电机中，导线的受力方向根据右手定则来确定，如果电流方向与磁场方向相符，则导线受到的力垂直于导线和磁场，导致导线开始旋转。
在实际的直流电机中，转子通常是由多个线圈组成的，这些线圈被平均分布在转子的周围。
当电流通过线圈时，每个线圈都会产生一个力，而这些力的叠加作用就会产生一个合力，导致整个转子开始转动。
为了保持电流的方向与磁场方向相符，直流电机内部还配备了刷子和电刷环。
刷子是固定在定子上的碳刷，它与线圈形成接触，将电流传送到线圈中。
电刷环是固定在转子上的铜环，电刷与电刷环通过滑动接触保持连续的电流供应。
刷子和电刷环的设计使得电流始终保持相同的方向，并确保线圈始终在磁场中正常工作。
直流电机的转速和转矩与电压和电流之间的关系是非线性的。
转矩与电流成正比，转速与电压成正比。
当电压或电流增大时，输出的转速和转矩也会随之增大。
此外，直流电机还可以通过改变电流的方向来实现正转和反转。
总结起来，直流电机的基本工作原理是根据洛伦兹力的作用，利用定子和转子之间的磁场相互作用，将直流电能转化为机械能。
它通过电刷和电刷环的设计，保持电流的方向相同，并实现电流到线圈的传递。
直流电机具有结构简单、可靠性高、控制精度高等优点，在各种应用领域都有广泛的应用。
一、电机学共同问题
一、电机学共同问题1. 空载、负载磁场、漏磁场的产生： 直流电机、变压器、异步电机、同步电机空载时的主磁场各是由什么产生的？ 直流电机、变压器、异步电机、同步电机负载时的合成磁场各是由什么产生的？ 漏磁场是如何产生的？何时有？何时无？2. 磁势平衡方程、电枢反应问题 变压器、异步电机中，磁势平衡方程说明了什么？ 直流电机、同步电机中，电枢反应的物理意义是是什么？ 磁势平衡和电枢反应有何联系？3. 数学模型问题： I. 直流电机： u = E + I ×ra （+ 2∆U b ）（电动） E = u + I ×ra （+ 2∆U b ）（发电）E = C E Φ n C E = PN a /60/a T E = C M Φ I a C M = PN a /2π/a其中N a 上总导体数II. 变压器： 折算前11112222120121022/m LU E I Z U E I Z I I k I E kE E I ZU I Z ⎧=-+⎪=-⎪⎪+=⎪⎨=⎪⎪-=⎪⎪=⎩折算后11112222012121022'''''''''m LU E I Z U E I Z I I I E E E I Z U I Z ⎧=-+⎪=-⎪⎪=+⎪⎨=⎪⎪-=⎪⎪=⎩III. 异步电机：f 折算后()11112222σ012121m m //i e U E I ZE I R s jX I I I k E k E E I Z⎧=-+⎪=+⎪⎪=+⎨⎪=⎪⎪=-⎩ w 折算后()11112222σ1021210m /j U E I ZE I R s X I I I E E E I Z⎧=-+⎪''''=+⎪⎪'=-⎨⎪'=⎪⎪=-⎩未折算时 ()111122222201212221m m , , s s s s s e s U E I ZE I R jX X sXF F F E k E E sE E I Zσσσ⎧=-+⎪=+=⎪⎪=+⎨⎪==⎪⎪=-⎩IV . 同步电机：0()a d ad q aqa d d q qE U I R jX jI X jI X U IR jI X jI X σ=++++=+++（凸极机、双反应理论）0()a a a tE U I R jX jIX U IR jIX σ=+++=++（隐极机）4. 等效电路：I. 直流电动机：II. 变压器：III.异步动机：IV. 同步发电机：隐极机5.相量图及其绘制I．直流电机：（无）II．变压器：6．异步电机：IV．同步电机隐极机（不计饱和）直流电动势：60E a E E C n pN C a=Φ=（N a 为电枢总导体数、a 为并联支路对数）交流电动势： 14.44N E fNk =Φ（N 为每相串联匝数）直流磁动势：()/a a a aF x Ax A N i D π==（无移刷时的情况。
电机上课堂提问问题
课堂提问第一节：直流发电机工作原理1.直流电机线圈内的电流是交流还是直流？2.电刷两端的是交流还是直流？3.电刷和换向器是转动的还是静止的？第二节：直流电动机工作原理、励磁方式1.电刷加换向器在直流发电机和电动机中分别起什么作用？2.一台电机既可以作为发电机运行又可以作为电动机运行，这种原理称作什么？3.直流电机中I、I a、I f分别称为什么电流？4.他励机的I与I a之间的关系如何？5.串励机的I、I a、I f之间的关系如何？6.并励电动机I、I a、I f之间的关系如何？7.并励发电机I、I a、I f之间的关系如何？8.串励与并励绕组产生的磁通（磁势）方向相同，称为什么复励？方向相反称为什么复励？第三节：直流电机电枢绕组、单叠绕组展开图1.直流绕组是单层还是双层绕组？所有线圈是如何连接在一起的？2.直流绕组的线圈数S、换向片数K、虚槽数Q u之间的关系如何？3.同一个线圈的上层边和下层边在电枢表面跨过的虚槽数称为什么节距？符号是什么？4.第一个线圈的下层边与相串联的第二个线圈的上层边在电枢表面跨过的虚槽数称为什么节距？符号是什么？5.相串联的两个线圈的对应边在电枢表面跨过的虚槽数称为什么节距？符号是什么？6.什么叫做极距τ？Q u=16、p=2的直流绕组，τ=？7.什么叫做整距绕组？短距绕组？长距绕组？8.电刷放置的原则应使被短路线圈的感应电势为多大？该线圈处在什么位置？第四节：单叠绕组支路图、单波绕组1.右行单叠绕组的合成节距Y=？2.当线圈是对称时，为了使被电刷短路的线圈感应电势为零，电刷位置应放在什么轴线上？3.极对数为P的直流单叠绕组，支路对数a==？4.极对数为P的直流单波绕组，支路对数a==？5.左行单波绕组的合成节距Y（或换向器节距Y c）与极对数P、虚槽数Q u（或换向片数K）应符合什么关系？6.正负电刷间的电势称为电枢绕组感应电势（简称电枢电势）E a，它与支路电势是什么关系？7.电刷引出的电流称为电枢电流I a，它与支路电流i a是什么关系？8.每个线圈每经过一次电刷，线圈电流就会怎样变化？第五节：直流电机的空载、负载磁场（作业）1.直流电机空载和负载时气隙中分别存在什么磁场？2.什么叫电枢反应？当电刷在几何中性线时的电枢反应是什么性质的？其作用是什么？3.如何移动电刷可使直流发电机和电动机产生直轴增磁和直轴去磁的电枢反应？第六节：直流电机的基本方程1.直流电机电枢绕组感应电势公式如何？2.直流电机电磁转矩公式如何？3.转矩常数C T与电势常数C e的关系如何？4.直流发电机的E a大还是U大？其电压方程如何？5.直流电动机的E a大还是U大？其电压方程如何？6.直流发电机的转矩方程如何？电磁转矩和机械转矩哪个是驱动转矩？哪个是制动转矩？7.直流电动机的转矩方程如何？电磁转矩和机械转矩哪个是驱动转矩？哪个是制动转矩？8.直流电机中，电方面的损耗有哪些？机械方面的损耗有哪些？9.直流电机的电磁功率P e分别用电量和机械量描述的公式如何？第七节：直流电机的额定值、直流发电机的运行特性1.P N在发电机中指什么功率？在电动机中指什么功率？2.已知直流电机的P N、U N、ηN，求电动机I N和发电机I N的公式如何？3.直流发电机的空载特性中，励磁电流I f=0时电压U r称为什么电压？4.为什么额定电压U N应位于空载特性的拐弯点？5.他励发电机外特性中，电压U下降的原因有哪两个？为何并励比他励发电机U下降得快？6.他励发电机的调整特性随负载电流增大是如何变化的？7.直流电机效率达到最大值的条件是什么？8.并励发电机自励建压的三个条件是什么？9.为何并励发电机稳态短路时的电流很小？第八节：他励（并励）直流电动机的运行特性、起动、调速1.直流电动机的转速特性中，额定转速公式如何？运行过程中励磁回路断开会出现何现象？2.直流电动机机械特性数学表达式如何？自然机械特性与人工机械特性有何区别？3.电动机拖动机械负载匀速运行的工作点是哪一点？4.电动机拖动系统稳定运行条件是什么？电动机的机械特性应上翘还是下降？5.直流电动机的起动方法有哪几种？6.电动机拖动系统是通过改变电动机机械特性还是改变负载机械特性实现调速？n'、斜率K如何变化？7.直流电动机降压调速时，随着电压下降电动机的转速n、机械特性的8.电枢回路串电阻调速时，随着调节电阻RΩ增大，电动机的转速n、机械特性的0n'、斜率K如何变化？9.弱磁调速时，随着磁通φ减弱，电动机的转速n、机械特性的0n'、斜率K如何变化？第九节：直流电动机的制动、串励直流电动机的运行特性1.当T e与n同向和T e与n反向时，电动机运行在什么状态？其机械特性分别在第几象限？n'=？其机械特性有何特点？2.直流电动机能耗制动时U=？n'、n大于0还是小于0？3.电压反接制动时机械特性在第几象限？此时U、n'、n大于0还是小于0？4.电动势反接制动时机械特性在第几象限？此时U、5. 当n<0、T e<0时电机运行在什么状态？n'、E a与U的大小关系如何？6.回馈制动（发电制动）时n与7.串励电动机与他励电动机相比，其起动转矩有何特点？8.串励电动机为何不允许空载运行？第十节：变压器工作原理、结构、额定值、空载运行1.变压器接电源的绕组称为什么绕组？接负载的绕组称什么绕组？2.升压变压器和降压变压器的N 1、N 2关系如何？3.变压器的磁路部分是什么？电路部分是什么？4.变压器U 2N 的定义是什么？5.三相变压器的额定电压、额定电流指线值还是相值？它们与额定容量的关系如何？6.主磁通在原、副方感应电势的有效值等于多少？有效值相量等于多少？7.变压器准确的变比公式有哪几个？近似变比公式有哪几个？8.变压器原方漏阻抗111Z R jX σ=+和励磁阻抗m m m Z R jX =+中，1R 、m R 、1X σ、m X 分别表征了什么？9.变压器空载时的电流10I 又称为什么电流？ 第十一节：变压器负载运行1.变压器的电源电压不变，随着负载变化励磁电流、主磁通将如何变化？2.变压器副方的量归算到原方时，电流、电势电压、阻抗的归算规律如何？3.画出变压器的T 型等效电路和对应的相量图。
直流电机工作原理知乎
直流电机工作原理知乎直流电机是一种将直流电能转化为机械能的电动机。
它的工作原理是基于洛伦兹力和电磁感应的相互作用。
在直流电机中，主要有两个部分：定子和转子。
定子是一个由绕组和磁铁组成的静止部分，而转子则是一个由导线绕组和电刷组成的旋转部分。
当直流电流通过定子绕组时，会在定子的磁场中产生一个磁场。
根据洛伦兹力的作用，当有电流通过导线时，会在导线上产生一个力，使得导线受到一个力的作用，并沿着磁场方向运动。
这就是电流与磁场的相互作用，也是直流电机的工作原理之一。
转子部分是通过电刷与定子绕组连接的。
电刷是一种可以与转子绕组接触的导电碳刷。
当电流通过电刷进入转子绕组时，转子绕组中的导线也会在磁场中受到力的作用，从而产生旋转运动。
这样，直流电能就被转化为了机械能，实现了直流电机的工作。
直流电机的工作过程可以分为四个阶段：励磁、感应、电流作用和转矩输出。
在励磁阶段，电源通过定子绕组产生磁场。
磁场的强弱会影响直流电机的性能，因此可以通过调整电流大小来调节磁场强度。
在感应阶段，当转子绕组中的导线与定子磁场相互作用时，会产生感应电动势。
这个感应电动势会使得转子绕组中的电流发生变化，从而产生转矩。
在电流作用阶段，转子绕组中的电流与定子磁场相互作用，产生一个力矩，使得转子产生旋转运动。
这个阶段是直流电机工作的关键阶段，也是直流电机输出机械能的阶段。
在转矩输出阶段，转子的旋转运动会带动机械负载的转动，从而实现了直流电机的功效。
转矩输出的大小取决于电流的大小和磁场的强度。
直流电机的工作原理可以通过一个简单的实验来进行验证。
我们可以使用一个电池和一根导线，将导线与电池的两极连接，然后将导线放置在一个磁铁的磁场中。
当电流通过导线时，导线会受到力的作用，从而发生位移。
这个实验就可以直观地展示直流电机的工作原理。
直流电机是一种将直流电能转化为机械能的电动机。
它的工作原理是基于洛伦兹力和电磁感应的相互作用。
通过调节电流大小和磁场强度，直流电机可以实现不同转矩输出的需求。
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4 直流电机的电枢反应
N S
n 1
2
3 4
1－主磁极产生的气隙磁密波 2－电枢电流产生的气隙磁密波 3－磁路不饱和的合成气隙磁密波 4－磁路饱和的合成气隙磁密波
5 直流电机电枢绕组的感应电动势
bδ
空载时单根导体的电动势： 空载时单根导体的电动势：
e = bδ lv
空载时电刷间电枢绕组感应 电动势： 电动势： pz Ea = Φ 0 n = CeΦ 0 n 60 a 负载时的感应电动势： 负载时的感应电动势：
自励：励磁绕组与电枢绕组相连接，励磁电流由发电机 自励：励磁绕组与电枢绕组相连接， 本身供给。 本身供给。 具体又可分为并励、串励和复励等形式： 具体又可分为并励、串励和复励等形式：
3 直流电机电枢电流产生的磁场
发电机
1－主磁极产生的气隙磁密波 2－电枢电流产生的气隙磁动势波 3－电枢电流产生的气隙磁密波
Ia f = blia = bl 2a
0
bδ
Bav
. . . . . . . . . . . . . .
电枢绕组产生电磁转矩： 电枢绕组产生电磁转矩：
x
ia T
n
T = Ct ΦI a
pz 其中， 其中， Ct = 2π a
为转矩常数
电动势常数和转矩常数 的关系为： 的关系为：
60 Ct = Ce = 9.55Ce 2π
4 直流电机电枢简化模型
右图的模型图中不再画出换向器和绕组端接线， 右图的模型图中不再画出换向器和绕组端接线，直接将电刷移 到几何中心线位置处的元件边相接触。 到几何中心线位置处的元件边相接触。 另外，在模型中， 另外，在模型中，每个极下电枢表面均匀分布的导体表示绕组 的一条支路，两个极下的两条支路通过电刷并联， 的一条支路，两个极下的两条支路通过电刷并联，电刷外部电路中 的电流为一条支路电流的2 的电流为一条支路电流的2倍。 还有，电刷中心线也是电枢表面电流分布的分界线。 还有，电刷中心线也是电枢表面电流分布的分界线。
一
电枢绕组的基本知识
1 电枢绕组与换向片（器） 电枢绕组与换向片（
结论： 结论：
通过换向片，6个元件依次串连构成一个闭合回路。
一
电枢绕组的基本知识
1 电枢绕组与换向片（器） 电枢绕组与换向片（
结论： 结论：
通过换向片，6个元件依次串连构成一个闭合回路。
2 电枢绕组与电刷连接
两个电刷位于换向器内圆对称位置(实际放置在外圆上)。 位于对称位置的电刷将闭合的6个线圈分成两个并联支路。 电刷将环形闭合电枢绕组分成两条对称的并联支路。
二
直流电机磁场的基本知识
1 直流电机主极磁场
主磁极 附加磁极 电枢 主磁通 Φ 0 漏磁通 Φ σ
根据全电流定律，并不考虑铁心磁路的磁压降，励 根据全电流定律，并不考虑铁心磁路的磁压降， 磁绕组通过励磁电流建立的磁动势， 磁绕组通过励磁电流建立的磁动势，认为全部消耗在气 隙里。 隙里。 再不考虑电枢齿槽影响， 再不考虑电枢齿槽影响，在极弧范围内的气隙处处 相等，那么整个主磁极下主极磁密的分布为一平顶波。 相等，那么整个主磁极下主极磁密的分布为一平顶波。
N
δ
Bδ τ
2
直流电机主极磁场产生方式（励磁方式） 直流电机主极磁场产生方式（励磁方式）
直流电机励磁方式，主要分为他励和自励两类。 直流电机励磁方式，主要分为他励和自励两类。 他励：主极励磁电流由专门独立的直流电源供给， 他励：主极励磁电流由专门独立的直流电源供给， 与电枢绕组不相连接。 与电枢绕组不相连接。永磁直流电机也可认为是他 励方式。 励方式。
直流电机的共同问题
本部分主要内容： 本部分主要内容：
1 了解电枢绕组联结的基本知识； 了解电枢绕组联结的基本知识； 2 理解直流电机主磁极磁场、电枢电流产生的磁 理解直流电机主磁极磁场、 场及直流电机的电枢反应的基本知识； 场及直流电机的电枢反应的基本知识； 3 理解电枢绕组感应电动势和电枢绕组产生电磁 转矩的知识。 转矩的知识。
0
Bδ
Bav
x
其中，空载每极磁通量： 其中，空载每极磁通量：
Φ 0 = Bavτ l
切割速度和电枢转速关系： 切割速度和电枢转速关系：
pz Ea = Φn = Ce Φn 60a
v = 2 pτ n / 60
电动势常数： 电动势常数：Ce =
pቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 60a
6
直流电机电枢绕组的电磁转矩
bδ
一根载流导体产生的电磁力： 一根载流导体产生的电磁力：
3 电枢绕组感应电动势和电流方向
根据主极磁场方向和电枢转向，可知： 根据主极磁场方向和电枢转向，可知：上半电枢表面元件边感应电 动势和电流方向指向外； 动势和电流方向指向外；下半电枢表面元件边感应电动势和电流方 向指向内。 向指向内。 思考： 电刷放在换向器什么位置， 思考：N、P电刷放在换向器什么位置，可在两个电刷间获得最大的 感应电动势？ 感应电动势？
3 电枢绕组感应电动势方向 和电流的方向
结论：只有把N 结论：只有把N、P电刷放在主磁极轴 线对应的换向器表面（ 线对应的换向器表面（如图中时刻电 刷和1 换向器接触）， ），这样通过电 刷和1、4换向器接触），这样通过电 号换向片把1 刷，1、2、3、4号换向片把1（红）、 湖兰）、 ）、3 2（湖兰）、3（紫）号3个元件串联组 成的一条并联支路感应电动势最大。 成的一条并联支路感应电动势最大。 对称的关系， 对称的关系，4、5、6、1号换向片把 剩余3 剩余3个元件串联组成的另外一条并联 支路电动势完全一样。 支路电动势完全一样。 电枢元件感应电动势的方向， 电枢元件感应电动势的方向，决定了 元件中电流的方向。