第九章+直流电动机资料
《直流电机》PPT课件
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3.减小 调速的特点：
（1）调速平滑，可做到无级调速，但只能向上调， 受机械本身强度所限，n不能太高。
（2）调的是励磁电流（该电流比电枢电流小得多）， 调节控制方便。
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二、改变电枢电压调速
1.特性曲线
nn0n 其中
n0
U
K
Φ
E
，n
KT
Ra
KEΦ2
5
电刷
FE
+
N IE
U
F
I
–
S
换向片
由右手定则，线圈在磁场中旋转，将在线圈中 产生感应电动势，感应电动势的方向与电流的 方向相反。
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直流发电机
用右手定则判 感应电动势Ea的方向
E
+ Ia N
E
电枢绕组
U
电阻Ra
–
S
感应电动势
输出电压
EKn E
UE IaRa
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二、 直流电机的构成
产生磁通，称为励磁。
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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。
E
K
Φn
E
T K T ΦI a
他励
nKUEΦKTK RaEΦ2T
即： nn0 n
其中
直流电动机
直流电动机直流电动机是利用电磁感应原理实现直流电能与机械能的相互转换。
如果将电能转换为机械能则为电动机，反之就是发电机。
直流电动机具有调速范围广且平滑，起动和制动转矩大，过载能力强，且易于控制，常用于对调速有较高要求的场合。
本章主要介绍直流电机的基本结构、工作原理和机械特性。
并以他励电动机为例，讨论了直流电动机的启动、反转与调速等运行问题。
8.1 直流电机的构造常用的中小型直流电动机的结构如图8.1.1所示。
它由定子、转子、电刷装置，端盖，轴承、通风系统等部件组成。
图8.1.1 直流电动机的结构1.定子定子有机座、主磁极、换向极、电刷装置等组成，其剖面结构示意图见8.1.2所示。
它的作用就是产生主磁场和附加磁场，作电机的机械支架。
图8.1.2 直流电动机定子结构机座用作电机的外壳，并固定主磁极和换向极，并且也是磁路的一部分。
机座常用铸钢或厚钢板制成，保证良好的导磁性能和机械支撑作用。
主磁极由磁极铁心、励磁线圈组成，它能产生一定形状分布的气隙磁密。
主磁通铁心，由1~1.5mm厚的硅钢片冲压叠制而成，用铆钉与电动机壳体相连，铁心外套上预先绕制的线圈，以产生主磁场。
主极掌面呈孤型，以保证主磁极掌面与电枢表面之间的气隙均匀，磁场分布合理。
换向极结构与主磁极相似，只是几何尺寸小主磁极小。
其作用是产生附加磁场，以改善电机的换向。
电刷装置通过固定的电刷与转动的换向片之间的滑动接触，使旋转的转子与静止的外电路相连接，是电机结构中的薄弱之处。
石墨制成的电刷放在刷握内，用压紧弹簧将其压在换向器表面。
刷握固定在刷杆上，通过电刷的刷辩，将电流从电刷引入或引出。
2.转子转子（又称电枢）由电枢铁心，电枢绕组、换向器、转轴和风扇等组成，如图8.1.3所示。
它是产生电磁转矩或感应电动势，实现机电能量转换的关键。
图8.1.3 直流电动机的转子结构电枢铁心也是电机主磁路的一部分。
为了减少涡流和磁滞损耗，铁心采用0.5mm 厚的两面涂绝缘漆的硅钢片选压而成。
九年级物理全册 直流电动机课件
人机交互和物联网技术将为直流电动机的发展带来新的机遇。通过与计算机、传感器和执 行器的配合，实现电机的远程监控和管理，提高生产效率和安全性。同时，人机交互技术 的应用将使电机更加智能化和易于操作，提高用户体验。
THANKS
感谢观看
03
闭环控制系统广泛应用于高精度、高稳定性的控制系统中，如
工业生产中的精密加工、航空航天等领域。
05
直流电动机的维护保养
日常维护保养
保持电动机清洁
经常用干燥的布擦拭电动机，以防止灰尘和污垢堆积，同时要定 期清理散热风扇和通风口，确保良好的散热效果。
检查电动机的接线
定期检查电动机的接线是否牢固，是否出现裸露或断裂现象，以防 因接线不良导致电动机工作异常。
汽车电器
汽车中的电器设备如雨刷器、空调 等也常常使用直流电动机进行驱动 。
其他领域
航空航天
在航空航天领域，直流电 动机作为驱动电机被用于 各种飞行器中。
医疗设备
医疗设备中也有很多地方 使用到直流电动机，如假 肢、轮椅等设备的驱动。
机器人
机器人是近年来直流电动 机应用的新兴领域之一， 作为驱动电机被广泛应用 于各种类型的机器人中。
换向器
换向器是直流电动机的重要组 成部分，它由许多铜片组成， 每个铜片的外沿套着绝缘材料 。
转轴
转轴连接着电枢和负载，是支 撑电枢和传递扭矩的重要部件 。
磁极
定子，提供磁场，通常由铁和 铜制成。
直流电动机的工作原理
通电导体在磁场中受到力的作用
当直流电流通过导体时，导体受到安培力的作用，从而产生旋转力矩。
注意电动机的噪音和振动
倾听电动机运转时是否有异常的噪音或振动，如有则需及时停机检 查并修复。
《直流电动机》 知识清单
《直流电动机》知识清单一、直流电动机的定义与工作原理直流电动机是将直流电能转换为机械能的旋转电机。
它依靠直流电源供电，通过电磁作用来实现转动。
其工作原理基于安培力定律和电磁感应定律。
当直流电流通过电动机的电枢绕组时，会在绕组周围产生磁场。
同时，电动机内部的永磁体或励磁绕组产生的磁场与电枢绕组产生的磁场相互作用，从而产生电磁转矩，驱动电枢旋转。
二、直流电动机的结构组成1、定子定子是电动机中固定不动的部分，主要由主磁极、换向极、机座和电刷装置等组成。
主磁极提供主磁场，通常由永磁体或励磁绕组构成。
换向极用于改善换向性能，减小电刷与换向器之间的火花。
机座起到支撑和固定的作用。
电刷装置用于将直流电源引入电枢绕组。
2、电枢电枢是电动机的转动部分，主要由电枢铁芯、电枢绕组和换向器等组成。
电枢铁芯由硅钢片叠压而成，用于减少涡流损耗。
电枢绕组是产生感应电动势和电磁转矩的关键部件。
换向器则用于将电枢绕组中的交流电动势转换为直流电动势，并保证电流在电刷间的换向。
3、气隙气隙是定子和电枢之间的空隙，它的大小对电动机的性能有重要影响。
三、直流电动机的励磁方式1、他励直流电动机励磁绕组由独立的直流电源供电，励磁电流不受电枢电流的影响。
2、并励直流电动机励磁绕组与电枢绕组并联，励磁电压等于电枢电压。
3、串励直流电动机励磁绕组与电枢绕组串联，励磁电流等于电枢电流，这种电动机具有较大的启动转矩。
4、复励直流电动机既有并励绕组又有串励绕组，综合了并励和串励电动机的特点。
四、直流电动机的机械特性机械特性是指电动机的转速与电磁转矩之间的关系。
1、自然机械特性在额定电压和额定励磁电流下，电动机的转速随电磁转矩的变化曲线。
2、人为机械特性通过改变电枢电压、励磁电流或电枢回路电阻等参数得到的机械特性。
五、直流电动机的启动启动时需要较大的启动转矩，但过大的启动电流会对电机和电源造成损害。
常见的启动方法有：1、全压启动直接将额定电压加在电枢两端，这种方法简单，但启动电流很大，一般只适用于小容量电机。
直流电动机的概述
直流电动机的概述1. 什么是直流电动机直流电动机是一种将直流电能转化为机械能的装置。
它通过直流电源提供的电流产生旋转力，驱动机械运动。
直流电动机广泛应用于工业、交通和家庭设备中，具有高效率、精确控制和稳定性等优势。
2. 直流电动机的工作原理直流电动机主要由电流产生装置、旋转部分和定位部分组成。
电流产生装置通常是采用直流电源或电池，通过接通电路提供电流。
电流经过旋转部分（由电枢和永磁体组成）和定位部分（由电枢和永磁体之间的磁场相互作用产生转矩）后，产生旋转力。
3. 直流电动机的类型直流电动机根据其结构和工作原理的不同，可以分为多种类型。
常见的直流电动机包括：3.1 刷型直流电动机刷型直流电动机是最为常见的一种直流电动机。
它由电枢、磁极和刷子组成。
电流通过电枢产生磁场，与电磁铁的磁场相互作用产生转矩，从而驱动电机旋转。
3.2 无刷直流电动机无刷直流电动机是近年来发展起来的一种新型直流电动机。
它消除了传统电刷和电枢之间的摩擦，并通过电子元器件实现对电流和转矩的精确控制。
3.3 混合型直流电动机混合型直流电动机是刷型直流电动机和步进电动机的结合体。
它集两者的优势于一身，具有较高的转矩密度和精确的位置控制能力。
4. 直流电动机的优点与交流电动机相比，直流电动机具有以下优势：4.1 高效率直流电动机在能量转换过程中损耗较少，具有较高的能量利用率。
这使得直流电动机在能源消耗和成本控制方面更具优势。
4.2 精确控制直流电动机可以通过改变电流大小和方向来实现精确的转矩和速度控制。
这对于需要高精度位置控制的应用非常重要，例如机器人、自动化设备等。
4.3 起动扭矩大直流电动机具有较高的起动扭矩，适用于需要瞬时大功率输出的场合，如电动汽车、起重机等。
4.4 可逆性直流电动机的旋转方向可以通过改变电流的方向来调节。
这使得直流电动机在需要频繁反向运动的应用中非常有用，如卷筒机、搅拌机等。
5. 直流电动机的应用直流电动机由于其优异的性能，在各个领域都有广泛的应用，包括但不限于：5.1 工业自动化直流电动机在工业自动化设备中广泛应用，如机床、输送机、风机等。
八年级物理第九章电动机课件
电流
手形
伸开左手，使大拇指 跟其余四个手指垂直， 并且都跟手掌在同一 平面内，把左手放入 磁场中，让磁感线垂 直穿过手心，使四个 手指所指方向为电流 方向。那么大拇指所 指的方向就是通电导 体受力方向。
N
S
返回
磁 场 对 电 流 的 作 用
左手定则
磁场
电流
手形
伸开左手，使大拇指 跟其余四个手指垂直， 并且都跟手掌在同一 平面内，把左手放入 磁场中，让磁感线垂 直穿过手心，使四个 手指所指方向为电流 方向。那么大拇指所 指的方向就是通电导 体受力方向。
小结： 1、磁场对电流的作用： A、通电直导线在磁场中受到力的作用：
B、通电线圈在磁场中受到力的作用而转动
受力方向、电流方向、磁感线方向可用左手定则进行判定 2、电动机 a、结构: b、工作原理: c、换向器作用: d、能量转化: e、生活中的电动机：
磁场对电流的作用
直流电动机工作原理练习题 迷实验室左手定则磁场
电流
手形
返回
伸开左手，使大拇指 跟其余四个手指垂直， 并且都跟手掌在同一 平面内，把左手放入 磁场中，让磁感线垂 直穿过手心，使四个 手指所指方向为电流 方向。那么大拇指所 指的方向就是通电导 体受力方向。 练习
N
S 改变磁场方向 改变电流方向 同时改变磁场 和电流方向 通电导体在磁场中受到的 力的方向跟电流方向和磁 感线方向有关。
S
N
返回
磁 场 对 电 流 的 作 用
直流电动机的基本构造
直流电动机的一个工作循环
A
B
C
D
生活中常见的电动机
生活中常见的电动机
实际的直流电动机有多个线圈和换向器
生活中常见的电动机
直流电机知识
直流电机知识直流电机是一种将直流电能转化为机械能的电动机。
它是电动机中最常见的一种类型，广泛应用于工业生产、家用电器等领域。
直流电机的工作原理是基于洛伦茨力和电磁感应的原理。
当直流电流通过电机的定子线圈时，会在定子线圈中产生一个磁场。
同时，定子线圈中的磁场也会影响到转子线圈。
根据洛伦茨力的作用，当转子线圈中有电流通过时，会受到一个力的作用，从而产生转动。
直流电机的转子由铁芯和线圈组成。
铁芯通常由许多片铁片叠加而成，以增加磁场的传导效果。
线圈则是由导电材料绕制而成，当通以直流电流时，线圈中会产生磁场，从而与定子磁场相互作用，产生转动力。
直流电机的转子可以采用不同的结构形式，常见的有齿轮式、螺旋式、线性式等。
其中，齿轮式直流电机是最常用的一种结构形式，它通过齿轮传动实现转子的转动。
螺旋式直流电机则是通过螺旋线圈的旋转实现转子的转动。
线性式直流电机则是将转子线圈直接放置在直流电磁场中，通过直线运动来实现转动。
直流电机的性能参数主要包括额定功率、额定电压、额定转速、额定电流等。
额定功率是指电机在额定电压和额定转速下能够输出的最大功率。
额定电压是指电机正常工作所需的电压。
额定转速是指电机在额定电压下的旋转速度。
额定电流是指电机在额定电压和额定转速下所需的电流。
直流电机具有启动转矩大、转速范围宽、调速性能好等优点。
它可以通过改变电源电压、改变电枢线圈的电流、改变电枢线圈的绕组方式等方式来实现调速。
同时，直流电机还可以采用编码器等装置来实现位置控制和精确控制。
在应用中，直流电机广泛用于各种机械设备中，如电动汽车、电动工具、电动机车等。
它们的优势在于可以根据不同的需求进行定制和调整，实现高效、精确的动力输出。
总结来说，直流电机是一种将直流电能转化为机械能的电动机，通过磁场的相互作用和洛伦茨力的作用实现转动。
它具有启动转矩大、转速范围宽、调速性能好等优点，在各个领域得到广泛应用。
随着科技的不断进步，直流电机的性能和控制技术将进一步提升，为各个行业带来更多的便利和发展机遇。
直流电机培训资料
2串励电动机回馈制动时,必须把串励绕组改为他励而用较 低的电压加于励磁绕组,以保证所需的励磁电流来实现回 馈制动.
直流电机的换向
一、直流电机电枢绕组中的电势和电流是交变的,只是借 助于旋转的换向器和静止的电刷配合工作,才在电刷间获 得直流电压和电流.当旋转的电枢绕组元件从一条支路经 过电刷底下而进入另一条支路时,该元件中的电流从一方 向变换为另一方向.这种电流方向的变换就称为换向.
Ia= -U+E/ Ra,因此电枢中立即产生很大的、方向与原来 相反的电流.随之产生很大的方向与电枢旋转方向相反的 电磁转矩,引起强烈的制动作用,使电机迅速停转. 3、优点：制动力矩很大.
缺点：电枢电流非常大,对电网产生冲击,对电机不利； 还要由电网供给功率,不经济.
直流电动机的制动
三、回馈制动：
直流电动机的调速
1、由直流电动机的转速公式 N=U- Ia Ra+ Rj/ Ce Ø 可见,可采用3种方法进行调速.
1改变励磁电流来改变磁通 Ø ；
2改变加于电枢回路的端电压 U ；
3改变串入电枢回路中的电阻 Rj .
2、改变励磁电流调速：
从上式可见,当电动机端电压 U 一定 时,减少励磁电流而使磁通 Ø 减少时,转速 将相应升高.电动机励磁电流的改变,是由改 变串接于并励绕组回路的调节电阻Ra来实 现的.每改变一次电阻,便得到一不同 If ,即
二、我国国家标准GB755—81将火花分为五个等级,既1、 11/4、 11/2、2、3.
三、对正常运行的电机,其火花等级应不超过11/2级.
产生火花的原因2
四、产生火花的原因：
1、电磁性原因：
由于附加电流的出现,附加电流产生的磁场能量够大, 或引起的接触点上的热能损耗够大,可能发生火花.
直流电动机
Ea=CeΦn
Ce= pN/60a
Te=CtΦIa
Ct=9.55Ce
二、直流电动机的种类和铭牌
1、直流电动机的分类 直流电动机按产生磁场的方式来进行区分，分为 两大类：他励和自励。 他励是指通入电动机定子中，产生磁场的电流If 与通入电动机转子，产生转矩的电流Ia分别由两个电 源提供。 他励的特点是,励磁电流If 的大小与电枢电压U及负载等 参数无关。若U=Uf，则他励 电动机与并励电动机性能相 同。
Ia = IN－If =155－1.765 = 153.235 A
Rf ＝
UN If
＝
220 1 . 765
= 124 . 6 W
Ea=UN－IaRa=220－153.235×0.1=204.68 V
一台并励直流电动机， 电源电压UN=230 V时， 电枢电流IN=60 A， 电枢电组Ra=0.1 Ω， Φ=0.08 Wb， Ce=2.5， 求电枢反电势Ea及此时的转速n。
Ec
a Eab b
Ea Eb
C
x
y
(a)接线图
图4-25 Yy0联结组别的接线图和相量图
直流电动机
直流电动机
直流电机可分为直流发电机和直流电动机两大类。 将机械能转化为电能的直流电机是直流发电机，将电 能转化为机械能的直流电机是直流电动机。直流电机 具有良好的调速性能、较大的起动转矩和过载能力， 一般应用于对起动和调速要求较高的场合。另外，结 构复杂、成本较高、维护较困难是直流电机的不足之 处。
反转方法 1.改变电枢电流方向，励磁电流方向不变； 2.改变励磁电流方向，电枢电流方向不变。 即：单独改变电枢绕组或单独改变励磁绕组的接线。 注意：反转瞬间，电枢电流很大，应该采取措施限流。 同时改变电枢和励磁绕组的接线，则电枢电流和励磁电流的 方向将同时改变，电动机的电磁转矩的方向不变，电动机的转 速也不变。交、直流两用电动机的工作原理就是以此为依据的。 交、直流两用电动机实际上是一台直流电动机，使用时若电源 为交流电，则转向仍然不会发生变化。
直流电动机
直流电动机靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势的原理。
感应电动势的方向按右手定则确定（磁感线指向手心，大拇指指向导体运动方向，其他四指的指向就是导体中感应电动势的方向）。
导体受力的方向用左手定则确定。
这一对电磁力形成了作用于电枢一个力矩，这个力矩在旋转电机里称为电磁转矩，转矩的方向是逆时针方向，企图使电枢逆时针方向转动。
如果此电磁转矩能够克服电枢上的阻转矩（例如由摩擦引起的阻转矩以及其它负载转矩），电枢就能按逆时针方向旋转起来。
直流电动机是依靠直流工作电压运行的电动机，广泛应用于:收录机、录像机、影碟机、电动剃须刀、电吹风、电子表、玩具等。
电磁式直流电动机由定子磁极、转子（电枢）、换向器（俗称整流子）、电刷、机壳、轴承等构成，电磁式直流电动机的定子磁极（主磁极）由铁心和励磁绕组构成。
根据其励磁（旧标准称为激磁）方式的不同又可分为串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。
因励磁方式不同，定子磁极磁通（由定子磁极的励磁线圈通电后产生）的规律也不同。
串励直流电动机的励磁绕组与转子绕组之间通过电刷和换向器相串联，励磁电流与电枢电流成正比，定子的磁通量随着励磁电流的增大而增大，转矩近似与电枢电流的平方成正比，转速随转矩或电流的增加而迅速下降。
其起动转矩可达额定转矩的5倍以上，短时间过载转矩可达额定转矩的4倍以上，转速变化率较大，空载转速甚高（一般不允许其在空载下运行）。
可通过用外用电阻器与串励绕组串联（或并联）、或将串励绕组并联换接来实现调速。
并励直流电动机的励磁绕组与转子绕组相并联，其励磁电流较恒定，起动转矩与电枢电流成正比，起动电流约为额定电流的2.5倍左右。
转速则随电流及转矩的增大而略有下降，短时过载转矩为额定转矩的1.5倍。
转速变化率较小，为5%~15%。
可通过消弱磁场的恒功率来调速。
他励直流电动机的励磁绕组接到独立的励磁电源供电，其励磁电流也较恒定，起动转矩与电枢电流成正比。
直流电动机的优点
T=Cm Ia = Cm Ia
即：并励电动机的磁通
= 常数，转矩与电枢电流成正比。 If
I
+
+
E
M Ia
_
U
由以下公式
Rst _ Rf
U E Ia Ra
E CeΦ n T C mΦI a
求得
n
U
Ra
T
CeΦ CmCeΦ 2
令：n0
U CeΦ
。 (2) 起动、制动转矩大, 易于快速起动、停
车 应。用: (13))轧易钢于机控、制电。气机车、中大型龙门刨床、矿山竖井提升机以及起 重设备 等调速范围大的大型设备。
第一节 直流电动机的结构及分类 一、直流电动机的结
构
直流电机由定子(磁极)、转
极心
子 (电枢)和换向器等部分构成。
极掌
励磁绕组
N ···
Ia P入)
Ia
U
Ea Ra
。
第三节 直流电动机的机械特性
特点: 励磁绕组与电枢并联由图可求得
I
U E Ia Ra U
If Rf
Ia
UE Ra
I Ia If Ia
+
+
If
E M Ia U
Rst _
Rf
由上分析可知：
_
当电源电压 U 和励磁回路的电阻 Rf 一定时, 励磁电流 If 和磁通
Ra
I
2 a
0.04 2342
2190
W
励磁电路铜损PfCu
Rf
I
2 f
九年级直流电动机知识点
九年级直流电动机知识点直流电动机是一种将直流电能转化为机械能的电机。
它广泛应用于各个领域，如家用电器、交通工具以及工业设备等。
在九年级物理课程中，学生将学习有关直流电动机的基本原理、工作原理以及相关的知识点。
本文将深入探讨九年级直流电动机的知识点，帮助学生更好地理解和掌握。
1. 直流电动机的结构直流电动机主要由定子、转子、电刷、电刷架以及端子等组成。
其中，定子是固定的部分，由磁场产生装置、绕组和铁芯构成；转子则是可以旋转的部分，通常由磁铁构成。
电刷是通过电流使得转子产生旋转力的部件，而电刷架则是固定电刷的结构。
端子是连接外部电源和电动机的接口。
2. 直流电动机的工作原理直流电动机的工作原理基于洛伦兹力的作用。
当通电时，定子绕组产生磁场，而转子上的磁铁则被磁场所吸引或排斥。
通过不断反转电流的方向，使得磁铁在定子磁场中旋转。
同时，电刷架上的电刷接通电源，将电流通过转子磁铁，产生洛伦兹力，使得转子不断旋转。
3. 直流电动机的运动方向直流电动机的运动方向与电流的方向有关。
当电流通过电刷架上的电刷，进入转子磁铁，会产生一个方向上的力使得转子旋转。
根据左手定则，手指指向磁场方向，大拇指指向电流方向，中指则指向作用力的方向。
因此，在不同的电流方向下，转子的旋转方向也不同。
4. 直流电动机的效率直流电动机的效率是指将输入的电能转化为输出的机械能的比例。
它可以由以下公式计算：效率 =（输出的机械功）/（输入的电功）直流电动机的效率通常在75%至95%之间，具体取决于转子和定子的设计、材料以及损耗情况等因素。
高效率的电动机可以更有效地利用输入电能，减少能源浪费。
5. 直流电动机的应用直流电动机广泛应用于各个领域。
在家庭中，直流电动机可以用于家用电器，如电风扇、洗衣机和吸尘器等。
在交通工具中，直流电动机用于电动车辆和电动自行车等。
在工业设备中，直流电动机被应用于机床、风机以及输送带等。
此外，直流电动机还可以应用于船舶、航空器和机器人等领域。
第九章 第一节 机械特性方程
根据上面的公式，有哪些方式可以人为地 改变机械特性呢？
1 电枢串联电阻
他励直流电动机 固有机械特性
UN Ra RΩ n T 2 Ce N CeCT N
稳定运行点
不稳定运行点
具体是如何变化的？
电压变化时的情况 负载变化时的情况
1 Ra ~ 2
额定运行点
2 U N I N PN 2 3 IN
TN CT N I N
（二）人为机械特性的绘制
各种人为机械特性的计算较为简单，只要把相应的参数值代入 相应的人为机械特性方程式即可。 [例9-1 ] 一台Z2 型他励直流电动机的铭牌数据为：PN 22kW
三、机械特性的绘制
（一）固有机械特性的绘制
固有机械特性是一条直线，只要求出线上两个点的数据，就可 绘出这条直线。一般选择理想空载及额定运行两点较为方便。 理想空载点
UN n0 Ce N
其中
EN U N I N Ra Ce N nN nN
IN， UN及nN 为已知，Ra 可以估算
一、机械特性方程式
写出下列方程式：
感应电动势：Ea=？
电磁转矩： Te=？
电路电动势平衡方程： U=？ 能量守恒： P=F（Ea）=F（Te）
一、机械特性方程式
感应电动势： Ea Cen 电磁转矩： T CT I a 电路电动势平衡方程： Ea I a R U
电机转速特性：
将
n0 nN nN % 100% nN
6 为什么最后一段的机械特性曲线会上翘？
当电枢电流较大时，由于饱和的影响，产生去磁作用。磁 通降低，转速就要回升，机械特性在负载大时呈上翘现象。
《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。
直流电机资料
直流电机的主要额定值主要有：⒈额定功率P N指电机在铭牌规定的额定状态下运行时，电机的输出功率，以"W" 为量纲单位。
若大于1kW 或1MW 时,则用kW 或MW 表示。
★★★---------------------------注意-------------------------------------★★★对于直流发电机，P N是指输出的电功率，它等于额定电压和额定电流的乘积。
P N＝U N I N对于直流电动机，P N是指输出的机械功率，所以公式中还应有效率ηN存在。
P N＝U N I NηN★★★--------------------------------------------------------------------★★★⒉额定电压U N指额定状态下电枢出线端的电压，以"V" 为量纲单位。
⒊额定电流I N指电机在额定电压、额定功率时的电枢电流值，以"A" 为量纲单位。
⒋额定转速n N指额定状态下运行时转子的转速，以r/min为量纲单位。
⒌额定励磁电流I f指电机在额定状态时的励磁电流值。
直流电动机的起动本章主要介绍直流电动机的应用即起动、调速和制动问题，又介绍直流电动机的特性。
一、起动基本情况1．定义：电动机接到规定电源后，转速从零上升到稳态转速的过程称为起动过程。
这里分析稳态起动即n=0,E a=0 之瞬间，起动电流将很大。
起动问题是评价电动机性能的重要方面之一。
这是一个动态过程。
但这里只介绍稳态情况，即在电动机接入电源瞬间，转子待转而未转动这一瞬间的状态。
系统要求起动电流要小，起动转矩要大的原因是要保证电源供电质量和起动时间要短。
2．对电动机起动的要求（1）起动电流要小；（2）起动转矩要大；（3）起动设备要简单便可靠。
二、起动方法。
1．直接起动（即全压起动）操作方法简便，不需任何起动设备，只需两个开关（励磁开关Q1和电枢开关Q2）即可但起动时冲击电流很大，可达（10～20）I N，从而冲击电源电压，影响同一电源的其他设备正常运行。
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Ea Cen
T CtIa
U Ea Ia Ra
T TL T2 T0
PM Ea Ia T
PM P1 pcu p f
PM P2 pFe pm pa
发电机
U Ea Ia Ra
Ea U Ia Ra
Ia
Ea U Ra
注意短路电流对 发电机的影响
电 动机
U Ea Ia Ra
直流电动机的工作特性指：
U = UN，If = IfN，电枢回路不串入 外加电阻的条件下，n = f(P2) T = f(P2) η = f(P2)
第四章
在实际运行时，P2 是机械功率，不 便测出，而 Ia 可用电流表测出，可以用 Ia 替代 P2
T1 n T T0 发电机
T
n T2 T0
电动机
转矩平衡方程式
稳定速度时：T T2 T0
电动机转速变化时：
T
T2
T0
J
d dt
J 为机组转动惯量，J·dΩ/dt是惯性转矩。
机械角速度： 2n （弧/秒）
60
T
T2
T0
J
d dt
T
n T2 T0
电动机
T T2 T0 ， 电机有加速度，n↑ T T2 T0 ， 电机有减速度，n↓ T T2 T0 ， 电机稳速运行。Leabharlann 静态： U Ea Ia Ra
动态：
U
Ea
I a Ra
La
dia dt
Ea 为反电动势
+ I
Ia
If Rf
-
E
电
动
Rs 机
+ I
Ia
If Rf
-
E
发
电
Rs 机
发电机电动势平衡
电动机电动势平衡
U Ea Ia Ra
U Ea Ia Ra
2、转矩平衡方程式
发电机
T1 T T0
电动机
T T2 T0
2、直流电动机的机械特性。 3、直流电机组稳定运行的条件
电动势、转矩、功率平衡方程，是分析电 动机工作特性和机械特性的理论基础。
第九章 直 流 电 动 机
9 - 2 直流电机的运行原理 9 - 3 直流电动机的工作特性和机械特性 9 - 4 直流电动机启动 9 - 5 直流电动机调速
9-2 直流电动机的运行原理
2、电动机 拖动生产机械
a
Ea U
I Ia
If Rf
-
E
Rs
b、电动机电磁转矩是拖动转矩
负载转矩 T2
N
. Ea Ia
.
S
T n 方向相同
T n 电磁转矩
C、 I a Ea 方向相反
电磁功率 Ea Ia 0 从电网吸收电功率。
发电机
电动机
Ea U
Ea U
T n 方向相反
T n 方向相同
为电动机运行状态
直流电机的运行状态可通过比较 Ea与 U 的大小，Ea 和 Ia 的方向来决 定。
1、发电机
a Ea U
b I a Ea 同方向
电磁功率 Ea Ia 0 向电网输出电功率
+ I
Ia
If Rf
-
E
RS
C、发电机电磁转矩是制动转矩
N
. 原动机 T1 n
S
T n 方向相反
T 电磁转矩
与 n 相关
pcua pf pcub
电枢铜耗 励磁铜耗 电刷铜耗
与 电流相关
UI a P1
直流发电机
PM
p0 = pFe+ pm+ pa
UI a P1
直流电动机
PM
pcua+ pf+ pcub
P2 UI a
pcua+ pf+ pcub
P2 UI a
p0 = pFe+ pm+ pa
小结：直流电动机的基本方程式
一旦转矩平衡打破后怎样才能恢复新的平衡
T T2 T2 n Ea Ia
T CtIa T T2
U Ea Ia Ra
Ia
U
Ea Ra
但是，在新平衡点时，转速却不能恢复原来的转速。
如何改变直流电动机转动方向？
3、功率平衡方程式
pFe - 铁耗 pm - 机械损耗 pa - 附加损耗
PM P1 pcua p f pcub
PM P2 pFe pm pa
PM Ea Ia T
9-3 直流电动机的工作特性和机械特性
1、他励直流电动机的工作特性 2、他励直流电动机的机械特性 3、串励直流电动机的机械特性 4、复励直流电动机的机械特性
电动机的运行是将电能转化成机械能， 表征它输出机械功率的参数有 n 和 T
比较：
直流发电机特性： 外特性 U = f(I) 调整特性 I f f (I ) 空载特性 U0 f (I f )
直流电动机特性： 速度特性 n = f(P2) 转矩 T = f(P2) 效率η = f(P2) 机械特性 n = f(T)
教学目的和要求：
1、掌握转速特性、转矩特性、效率特性、机械特性。
一、 直流电动机的可逆原理 二、 直流电动机的基本方程式
一、直流电机的可逆原理
如何判别直流电机是运行于电动机状态 还是运行发电机状态？
他们的 U、Ea 、Ia T、n 的方向和大小
有何不同？
发电机： U Ea Ia Ra
Ea U
Ia
Ea U Ra
Ia 0
为发动机运行状态
Ea U
Ia 0
2、 分析转速特性与机械特性的不同之处，能用机 械特性分析直流电机起动过程及调速原理。
3、掌握负载特性与机械特性的交点对应电机稳 定的转速，此时 T = T2
重点：转速特性；机械特性 难点：效率特性，电力拖动机组稳定运行条件
1、 他励直流电动机工作特性
转速特性 n f (P2 ) 转矩特性 T = f(P2) 效率特性 η = f(P2)
Ea U Ia Ra
Ia
U
Ea Ra
注意启动对电动 机的影响
并励发电机
Ia I I f
并励电动机
I Ia I f Ia I I f
发电机
T1 T T0
PM P1 pFe pm pa PM P2 pcua p f pcub
PM Ea Ia T
电 动机
T T2 T0 T T2
第九章 直流电动机
教学目的和要求:
1、掌握直流电动机的转矩、功率及电压平衡方 程式，并能对照发电机状态理解电动机状态 下运行的特点。
2、熟练掌握并励直流电动机的转速特性及机械 特性，能用机械特性分析起动过程及调速原理。
3、了解改变电动机旋转方向的方法及其原理。
重点与难点：
1、直流电动机的功率、转矩和电压 平衡方程式。
T 是原动机的阻力转矩
I a Ea 方向相同
I a Ea 方向相反
Ea 是反电动势
直流电机的可逆原理 问：一台直流发电机在运行过程中，原动
机不输出机械功率，电机的运行状态如何 变化？
电动机运行状态
二、直流电动机的基本方程式 1、电动势平衡方程式 2、转矩平衡方程式 3、功率平衡方程式
1、电动机电动势平衡方程式