直流电机的励磁方式

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直流电机各种励磁

并励直流电动机【有硬的机械特性】、转速随负载变化小、磁通为一常值，转矩随电枢电流成正比变化，相同情况下，【起动转矩比串励电动机小】，【适用于转速要求稳定，而对起动转矩无特别要求的负载】。

串励直流电动机【有软的机械特性】、转速随负载变化较大、负载轻转速快、负载重转速慢、转矩近似与电枢电流的平方成正比变化，【起动转矩比并励电动机大】，【适用于要求起动转矩特别大，而对转速的稳定无要求的运输拖动机械】。

汽车上采用串励直流电动机，它具有以下特点。

①启动转矩大。

串励式直流电动机的电磁转矩在磁路未饱和时与电枢电流的平方成正比。

在启动瞬间，由于启动机的阻力矩很大，启动机处于完全制动的情况下，转速为0，因电枢反应引起的反电动势也为0，此时电枢电流达到最大值，产生最大转矩，从而使发动机易于启动。

②轻载转速高，重载转速低。

还有一个优点就是采购成本低.当然缺点也有,比如噪音大,转速小,有刷电机还要定期更换碳刷直流电机按照励磁种类可以分为：串励，并励，复励和他励。

串励只是直流电机其中的一种励磁方式而已。

他的结构就是励磁回路和电枢回路相串联，励磁电流和电枢电流相同。

定义定义输出或输入为直流电能的旋转电机，称为直流电机，它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。

当它作电动机运行时是直流电动机，将电能转换为机械能；作发电机运行时是直流发电机，将机械能转换为电能。

直流电机的结构由直流电动机和发电机工作原理示意图可以看到，直流电机的结构应由定子和转子两大部分组成。

直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场，由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成。

运行时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢，由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成。

1. 定子（1）主磁极主磁极的作用是产生气隙磁场。

主磁极由主磁极铁心和励磁绕组两部分组成。

铁心一般用0.5mm～1.5mm厚的硅钢板冲片叠压铆紧而成，分为极身和极靴两部分，上面套励磁绕组的部分称为极身，下面扩宽的部分称为极靴，极靴宽于极身，既可以调整气隙中磁场的分布，又便于固定励磁绕组。

直流电动机的分类

直流电动机的分类直流电动机是一种常见的电动机类型，根据其不同的特性和用途，可以进行多种分类。

本文将从不同的角度对直流电动机进行分类介绍，以帮助读者更好地了解和理解直流电动机的特点和应用。

一、按照励磁方式分类1. 永磁直流电动机：永磁直流电动机是利用永磁材料产生磁场，用于产生转矩的一种直流电动机。

永磁直流电动机具有结构简单、体积小、效率高等优点，广泛应用于家用电器、机械设备等领域。

2. 电磁励磁直流电动机：电磁励磁直流电动机是通过外部电源提供电流，产生磁场，用于产生转矩的一种直流电动机。

电磁励磁直流电动机可根据不同的励磁方式进一步分为串激直流电动机、并激直流电动机和复合励磁直流电动机等。

二、按照转子结构分类1. 锚定转子直流电动机：锚定转子直流电动机是指转子上的绕组通过集电环与外部电源相连接的一种直流电动机。

锚定转子直流电动机具有结构简单、启动扭矩大等特点，广泛应用于起动和变速控制等场合。

2. 无刷直流电动机：无刷直流电动机是指转子上的绕组通过电子换向器与外部电源相连接的一种直流电动机。

无刷直流电动机不需要使用集电环和刷子，具有无摩擦、无火花、寿命长等优点，被广泛应用于航空航天、机器人等高精度领域。

三、按照工作原理分类1. 制动型直流电动机：制动型直流电动机又称为发电制动电动机，是指在发电状态下产生电能，用于制动负载的一种直流电动机。

制动型直流电动机通常用于电动车辆、电梯等需要制动的场合。

2. 发电型直流电动机：发电型直流电动机是指在机械转动的过程中产生电能的一种直流电动机。

发电型直流电动机通常用于风力发电、水力发电等领域。

四、按照用途分类1. 直流电机：直流电机是指用于将电能转换为机械能的一种电动机，广泛应用于各种机械设备和家用电器中。

2. 直流发电机：直流发电机是指将机械能转换为电能的一种电动机，常用于独立发电系统和特殊的工业用途。

以上是对直流电动机的分类介绍，希望能够帮助读者更好地理解直流电动机的不同类型和应用场景。

励磁方式

励磁方式简介获得励磁电流的方法称为励磁方式。

目前采用的励磁方式分为两大类：一类是用直流发电机作为励磁电源的直流励磁机励磁系统；另一类是用硅整流装置将交流转化成直流后供给励磁的整流器励磁系统。

现说明如下：1 直流励磁机励磁直流励磁机通常与同步发电机同轴，采用并励或者他励接法。

采用他励接法时，励磁机的励磁电流由另一台被称为副励磁机的同轴的直流发电机供给。

如图15.5所示。

2 静止整流器励磁同一轴上有三台交流发电机，即主发电机、交流主励磁机和交流副励磁机。

副励磁机的励磁电流开始时由外部直流电源提供，待电压建立起来后再转为自励(有时采用永磁发电机)。

副励磁机的输出电流经过静止晶闸管整流器整流后供给主励磁机，而主励磁机的交流输出电流经过静止的三相桥式硅整流器整流后供给主发电机的励磁绕组。

(见图15.6）3 旋转整流器励磁静止整流器的直流输出必须经过电刷和集电环才能输送到旋转的励磁绕组，对于大容量的同步发电机，其励磁电流达到数千安培，使得集电环严重过热。

因此，在大容量的同步发电机中，常采用不需要电刷和集电环的旋转整流器励磁系统，如图15.7所示。

主励磁机是旋转电枢式三相同步发电机，旋转电枢的交流电流经与主轴一起旋转的硅整流器整流后，直接送到主发电机的转子励磁绕组。

交流主励磁机的励磁电流由同轴的交流副励磁机经静止的晶闸管整流器整流后供给。

由于这种励磁系统取消了集电环和电刷装置，故又称为无刷励磁系统。

三相交流发电机励磁原理2008-01-02 21:48利用导线切割磁力线感应出电势的电磁感应原理，将原动机的机械能变为电能输出。

同步发电机由定子和转子两部分组成。

定子是发出电力的电枢，转子是磁极。

定子由电枢铁芯，均匀排放的三相绕组及机座和端盖等组成。

转子通常为隐极式，由励磁绕组、铁芯和轴、护环、中心环等组成。

汽轮发电机的极数多为两极的，也有四极的。

转子的励磁绕组通入直流电流，产生接近于正弦分布磁场（称为转子磁场），其有效励磁磁通与静止的电枢绕组相交链。

直流电动机的四种励磁方式

直流电动机的四种励磁方式
直流电动机的四种励磁方式包括：
1. 系列励磁：将励磁绕组与电动机的电枢绕组串联，使得励磁电流和电动机的电流通过相同的通路。

系列励磁方式适用于需要大起动转矩和较宽速度调节范围的应用。

2. 并联励磁：将励磁绕组与电动机的电枢绕组并联，励磁电流和电动机的电流分别通过独立的通路。

并联励磁方式适用于需要高速运行和较小起动转矩的应用。

3. 复合励磁：是系列励磁和并联励磁的结合，既能得到系列励磁的大起动转矩，又能得到并联励磁的高速运行特性。

通过调节系列励磁绕组和并联励磁绕组的比例，可以实现不同的转速和转矩要求。

4. 独立励磁：独立励磁方式是将励磁绕组与电源独立连接，励磁电流和电动机的电流完全分离。

这种方式适用于需要精确控制励磁电流的应用，可以实现更精确的速度和转矩控制。

直流电机

Tav = f 2 = Bav l ia N 2
Tav
l Ia N 2 p l 2a 2

pN
2a
Ia
CT Ia
大小：T

pN
2 a

Ia

CT Ia
其中：CT
= pN 2πa
为电机的转矩常数
电磁转矩性质:发电机—制动(与转速方向相反)；电动机—驱动(与转速方向相同)。
pm pFe p统称为空载损耗(不变损耗)。
负载损耗:电枢回路电阻损耗 pa ;I电a2 R刷a 接触压降损耗
pb （ 2负Δ载Us损Ia 耗又称可变损耗）杂散损耗 p:Δ齿槽引起磁场脉动引起的铁耗，一些机械部件切
割磁通产生的铁耗等 pΔ (0.5 ~ 1)%P2
二、直流发电机的基本方程
Bx
B0 x
Bax
物理中性线偏离几何中性线
2.当电刷不在几何中性线上时
电刷从几何中性线偏
移角，电枢磁动势
轴线也随之移动角，如图(a)、(b)所示。
这时电枢磁动势可以分解为两个垂直分量：交轴电枢磁动势 Faq 和直轴电枢磁动势 Fad 。如图(a)、(b)所示。
交轴磁势和直轴磁势
P1 PM p0 原动机输入给发电机的机械功率 P1
输入直流发电机后扣除空载损耗，其余为电磁功率空载损耗p0包括：机械摩擦损耗、铁损耗、附加损耗。
p0 pm pFe p ❖电磁功率是转换成电功率的那部分机械功率
将式 U Ea Ia Ra 两边同乘电枢电流：
UIa Ea Ia Ia2 Ra
A Nia
D 在原点O左右x处取磁力线闭

励磁电机工作原理

励磁电机工作原理
励磁电机是一种常见的电动机类型，其工作原理如下：
1. 励磁系统：励磁电机的关键是励磁系统，它提供了电机所需的磁场。

励磁电机一般采用直流励磁，通过将直流电流通过励磁线圈（也称为励磁绕组）产生磁场。

2. 定子与转子：励磁电机的定子和转子构成了电机的主要部分。

定子是固定不动的部分，其中包含了定子线圈（也称为主绕组）。

转子是可以旋转的部分，它的转动受到定子磁场的作用。

3. 磁场互作用：当励磁电机通电时，励磁线圈产生的磁场会通过转子传导到定子。

在定子线圈中产生感应电流，进而产生磁场。

定子磁场与转子磁场产生互作用力，使转子开始旋转。

4. 制动系统：励磁电机通常也会配备制动系统，用于控制电机的停止和制动。

制动系统中通常包括制动盘、制动带等组件，通过施加制动力对转子进行控制。

总的来说，励磁电机的工作原理就是通过励磁线圈产生磁场，然后通过磁场互作用使转子开始旋转，从而实现电机的工作。

发电机励磁的几种方式

发电机励磁的几种方式一、发电机励磁1、直流发电机供电的励磁方式：这种励磁方式的发电机具有专用的直流发电机，这种专用的直流发电机称为直流励磁机，励磁机一般与发电机同轴，发电机的励磁绕组通过装在大轴上的滑环及固定电刷从励磁机获得直流电流。

这种励磁方式具有励磁电流独立，工作比较可靠和减少自用电消耗量等优点，是过去几十年间发电机主要励磁方式，具有较成熟的运行经验。

缺点是励磁调节速度较慢，维护工作量大，故在10MW以上的机组中很少采用。

2、交流励磁机供电的励磁方式，现代大容量发电机有的采用交流励磁机提供励磁电流。

交流励磁机也装在发电机大轴上，它输出的交流电流经整流后供给发电机转子励磁，此时，发电机的励磁方式属他励磁方式，又由于采用静止的整流装置，故又称为他励静止励磁，交流副励磁机提供励磁电流。

交流副励磁机可以是永磁机或是具有自励恒压装置的交流发电机。

为了提高励磁调节速度，交流励磁机通常采用100——200HZ的中频发电机，而交流副励磁机则采用400——500HZ的中频发电机。

这种发电机的直流励磁绕组和三相交流绕组都绕在定子槽内，转子只有齿与槽而没有绕组，像个齿轮，因此，它没有电刷，滑环等转动接触部件，具有工作可靠，结构简单，制造工艺方便等优点。

缺点是噪音较大，交流电势的谐的几种方式波分量也较大。

3、无励磁机的励磁方式：在励磁方式中不设置专门的励磁机，而从发电机本身取得励磁电源，经整流后再供给发电机本身励磁，称自励式静止励磁。

自励式静止励磁可分为自并励和自复励两种方式。

自并励方式它通过接在发电机出口的整流变压器取得励磁电流，经整流后供给发电机励磁，这种励磁方式具有结简单，设备少，投资省和维护工作量少等优点。

自复励磁方式除没有整流变压外，还设有串联在发电机定子回路的大功率电流互感器。

这种互感器的作用是在发生短路时，给发电机提供较大的励磁电流，以弥补整流变压器输出的不足。

直流电机工作原理、结构、励磁方式、额定值

直流电机的工作原理和结构直流电机是本课程学习的最后一种机种，在前面讲述变压器、异步电机、同步电机的过程中，我们不断地采用了归纳、类比、找出异同点的讲授方法，是希望大家通过这样的学习，能逐步训练自己掌握一种善于不断归纳、总结；善于采用类比、比较、找出异同点的学习方法，这种分析问题、解决问题的方法不但对学习电机、对学习其他课程、甚至对将来参加工作都是十分有用的，这是一种良好的学习、工作、生活方法和习惯。

在学习直流电机过程中，我们继续尝试采用这样的方法。

直流电机分直流发电机和直流电动机，其中：直流发电机是把机械能转变为直流电能、直流电动机是把直流电能转变为机械能。

与前面介绍过的各种电机比较，它们各有异同之处：1.由于发电机都是把机械能转变为电能，因此机械转矩都是驱动转矩、电磁转矩都是制动转矩，因此直流发电机的转矩平衡方程式将与交流（同步）发电机相同，均为：T 1＝T +T 0；所对应的功率平衡方程式也将相同：P 1＝P M ＋P 0；其中：T 1＝119550P P n =Ω；T ＝9550M M P P n =Ω； T 0＝009550p p n=Ω；n 是转子转速，对同步机n ＝n 1。

相异的只是P M 的表达式有所不同。

同理，由于电动机都是把电能转变为机械能，因此电磁转矩都是驱动转矩、机械转矩都是制动转矩，因此直流电动机的转矩平衡方程式应与异步电动机、同步电动机相同，均为：T ＝T 2+T 0；其中：T 2＝229550P P n =Ω；T 0＝009550p p n=Ω；n 是转子转速；T ＝119550M M P P n =Ω，n 1是转子旋转磁场的转速，对直流机和同步机也是转子转速，相异的同样是三种机种的P M 表达式各有区别。

比如：已学过的异步机P M ＝''2223r I s ；隐极同步机P M ＝3 U 1 I 1cos φ＝3101d U E X Ωsin θ；而直流电动机的将为：P M ＝E a I a 。

直流电动机的励磁方式

直流电动机的励磁方式
直流电动机的励磁方式是指在运行过程中，为了增加电动机的转矩和效率，而对其外部发生一定电流来制造磁场，以激励电动机的一种方法。

励磁有分成永久磁励磁和临时励磁两种，不同类型的直流电动机采用不同类型的励磁方式。

一、永久磁励磁
永久磁励磁是指在安装直流电动机时就作好励磁工作，电动机本身就带有磁场，不需要另外的励磁电路，就能实现电动机的正常运行。

永久磁励磁的特点是，电动机在断电后，其磁场仍然保持，不会消失，只要把电源再接通，电动机便可以立即启动，不需要再次励磁，因此，永久磁励磁又称为“自励磁”。

永久磁励磁的方式有很多，其中最常用的就是绕组永久磁励磁法，即在电动机的定子绕组中，绕上一定的永久性磁铁，形成永久磁场，以激励电动机运转，因此，此种类型的电动机又称为“永磁电动机”。

二、临时励磁
临时励磁是指在电动机启动前，需要使用临时励磁电路来激发电动机的磁场，而启动后，只要电动机保持运行，磁场也将一直存在，不会消失。

临时励磁的方式有很
多，其中最常用的就是电感临时励磁法，即通过电感器来临时励磁，电池供电的电动机，一般都采用电感临时励磁法，其原理是：当电动机启动时，由电池供电，电池的极性一变，立即使电感器线圈绕绕磁通量发生变化，产生感应电动势，产生一定大小的电流流过电动机绕组，从而激发电动机磁场，使其正常启动。

三、结论
直流电动机的励磁方式主要有永久磁励磁和临时励磁两种，其中永久磁励磁的方式是在安装电动机时就作好励磁工作，电动机本身就带有磁场，不需要另外的励磁电路；而临时励磁的方式是需要使用临时励磁电路来激发电动机的磁场，而启动后，只要电动机保持运行，磁场也将一直存在，不会消失。

直流电机的四种励磁方式

直流电机的四种励磁方式
一、直接励磁：
直接励磁是指将外部电源的正负极连接到直流电机的两端，使电机受到正负极电流的作用，从而使电机产生转动力。

由于此种励磁方式的励磁电流和电机的转速成正比，所以它的调速范围较小，只能用于低速工况。

二、重返励磁：
重返励磁是指将外部电源的正负极分别连接到直流电机的两端，电机的一端连接一个可变电阻，使电机受到正负极电流和重返电流的叠加作用，从而产生转动力。

由于重返励磁的励磁电流和电机的转速成反比，所以它的调速范围较大，可以用于中低速工况。

三、分段励磁：
分段励磁是指将外部电源的正负极分别连接到直流电机的两端，电机的一端连接一个可变电阻，使电机受到正负极电流和分段电流的叠加作用，从而产生转动力。

由于分段励磁的励磁电流和电机的转速存在一定的关系，所以它的调速范围较大，可以用于中低速工况。

四、换向励磁：
换向励磁是指将外部电源的正负极分别连接到直流电机的两端，
电机的一端连接一个可变电阻，使电机受到正负极电流和换向电流的叠加作用，从而产生转动力。

由于换向励磁的励磁电流和电机的转速存在一定的关系，所以它的调速范围较大，可以用于中高速工况。

发电机励磁的几种方式

这种励磁方式具有励磁电流独立，工作比较可靠和减少自用电消耗量等优点，是过去几十年间发电机主要励磁方式，具有较成熟的运行经验。

缺点是励磁调节速度较慢，维护工作量大，故在10MW以上的机组中很少采用。

2、交流励磁机供电的励磁方式，现代大容量发电机有的采用交流励磁机提供励磁电流。

交流副励磁机可以是永磁机或是具有自励恒压装置的交流发电机。

为了提高励磁调节速度，交流励磁机通常采用100——200HZ的中频发电机，而交流副励磁机则采用400——500HZ的中频发电机。

缺点是噪音较大，交流电势的谐的几种方式波分量也较大。

3、无励磁机的励磁方式：在励磁方式中不设置专门的励磁机，而从发电机本身取得励磁电源，经整流后再供给发电机本身励磁，称自励式静止励磁。

自励式静止励磁可分为自并励和自复励两种方式。

自复励磁方式除没有整流变压外，还设有串联在发电机定子回路的大功率电流互感器。

这种互感器的作用是在发生短路时，给发电机提供较大的励磁电流，以弥补整流变压器输出的不足。

这种励磁方式具有两种励磁电源，通过整流变压器获得的电压电源和通过串联变压器获得的电流源。

直流电机的磁场

作用。
17
§1-3 直流电机的磁场
电刷偏离几何中线β角时的电枢反应
18
刷逆旋转方向偏离β角，产生的电枢磁势为Fa，将Fa分解成交轴电枢磁势Faq和直轴电枢磁势Fad，交轴电枢磁势Faq对主磁场的影响与上面分析的
电刷位于几何中性线的电枢反应情况一样，而
直轴电枢磁势Fad与主磁极轴线重合，方向相反，
故有去磁作用；同理，当电刷顺电动机旋转方
向偏离β角时，产生的直轴电枢磁势Fad有助磁
If=（0.01~0.05）IN，而电压约等于UN，所以他励或并励绕组匝数
多，导线细。反之，串励绕组中电
流Is=IN，其励绕组匝数少，导线
粗。
6
§1-3 直流电机的磁场
二、直流电机空载时的磁场
1.空载磁场的分布由于空载时电机电枢电流近似等于零，这时的气隙
磁场由主磁极的励磁电流产生，称励磁磁场。
Bδx应等于励磁磁密Box与电枢磁密的Bax合成，如图曲线Bδx=ƒ(x)所示。
14
§1-3 直流电机的磁场
5、直流电机负载时气隙磁密
15
§1-3 直流电机的磁场
四、直流电机的电枢反应☆ 1.当电刷位于几何中心线时，电枢反应表现为：
（1）使气隙磁场发生畸变，对电动机而言，前极尖磁场被加强，后极尖磁场被削弱；发动机则相反。（2）使物理中心线偏移。物理中心线指气隙中各点磁密为零的连线，空载时物理中心线与几何中心线重合，负载时电动机物理中心线逆转向离开几何中心线角。
（3）对每极磁通的影响。当磁路不饱和时，负载磁通与空载0
相等。当磁路饱和时，具有去磁作用。由于电枢磁场与主磁场轴线正交，我们常称电枢磁势为交轴磁
势。
16
§1-3 直流电机的磁场

直流励磁机工作原理

直流励磁机工作原理
直流励磁机是一种能够产生磁场的电机。

它的工作原理主要包括以下几个步骤：
1. 通过输入的直流电源，流经励磁线圈产生磁场。

励磁线圈通常由大量绕组组成，使得磁场产生得足够强。

2. 磁场产生后，通过磁力线穿过机械结构（如电机转子）进入磁场环境。

3. 在机械结构中，产生了磁场感应力，导致机械结构发生运动。

这种感应力由互感现象引起，通过磁场环境和机械结构之间的相对运动产生。

4. 机械结构的运动进一步影响励磁线圈的位置和磁场分布，形成一个反馈回路。

这个回路使得励磁线圈的磁场和机械结构的运动保持一个稳定状态。

通过这种工作原理，直流励磁机可以将直流电能转换为机械能，实现电机的运行。

同时，励磁机也可以通过机械结构的转动来产生电压，实现发电机的工作。

直流励磁机广泛应用于工业、交通运输、家电等领域，是一种重要的电动机设备。

直流电机励磁方式

直流电机励磁方式
直流电机的励磁方式是指提供磁场的方式，影响电机的性能和使用范围。

主要有以下几种方式：
1. 恒磁励磁：将励磁线圈接在恒定电源上，使其产生稳定的磁场，适用于低功率直流电机。

2. 变阻励磁：通过调节励磁线圈内的可变电阻来改变磁场强度，适用于中小功率直流电机。

3. 分级励磁：将励磁线圈分成多级，每级都接上不同的电源，使得磁场变化更加平滑稳定，适用于高功率直流电机。

4. 串励励磁：将励磁线圈串联在电机的电源回路中，磁场强度随着电机负荷的变化而变化，适用于需要大扭矩的直流电机。

5. 并励励磁：将励磁线圈和电机的电源回路并联，磁场强度不随负荷变化而变化，适用于需要恒定转速的直流电机。

以上是常见的直流电机励磁方式，根据不同的使用要求和性能需求选择合适的方式可以提高电机的效率和使用寿命。

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