第六篇 直流电机 - 四川大学课程中心30
1.直流电机
当原动机驱动 电机转子逆时针旋 转时同，线圈abcd 将感应电动势。如 右图，导体ab在N极 下，a点高电位，b 点低电位；导体cd 在S极下，c点高电 位，d点低电位；电 刷A极性为正，电刷 B极性为负。
当原动机驱动电机转子逆时针 旋转 1800 后，如右图。 导体ab在S极下，a点低电位， b点高电位；导体cd在N极下，c点 低电位，d点高电位；电刷A极性 仍为正，电刷B极性仍为负。 与电刷A接触的导体总是位于N 极下，与电刷B接触的导体总是位 于S极下,电刷A的极性总是正的， 电刷B的极性总是负的，在电刷A、 B两端可获得直流电动势。 实际直流发电机的电枢是根据实际需要有多个线圈。线圈分 布在电枢铁心表面的不同位置，按照一定的规律连接起来，构成 电机的电枢绕组。磁极也是根据需要N、S极交替旋转多对。
直流电机的冷却系统
冷却风在强冷风机的驱动下，沿着图示的闭合回路流动，电机产生的热量被 空气/水热交换器的冷却水带走。
water
water
AIR
详细的空气循环方向
正常情况下冷却风在密闭的回路中流动 ，但有时由于电机密闭不好造成冷却风的泄漏，在 电机如图所示的地方有一个带有滤网的空气补偿口，外面的空气能够通过该补偿口进入到电 机。 注意：要保证电机的密封，尽量减少外部空气的进入，尤其在外部空气脏的情况，否则电机 的绝缘会受到影响。
二、单叠绕组
4、并联支路符号图
单叠绕组的特点
(1) 并联支路对数等于磁极对数，即
(2) 电刷组数等于磁极数。
a。 p
5、讨论
1 2 3 4 5+ 6789 1111111 － 0123456
N
S
N
S
磁极宽度、电刷宽度、支路元件数
三、单波绕组
《直流电机教学》课件
实验操作
准备实验器材：直流电机、 电源、导线、开关等
连接电路：按照实验要求 连接直流电机、电源、导 线、开关等
启动电机：打开电源开关， 观察直流电机的运行情况
调整参数：通过改变电源 电压、电流等参数，观察 直流电机的运行情况
记录数据：记录实验过程 中的重要数据，如电压、 电流、转速等
分析结果：根据实验数据， 分析直流电机的工作原理 和性能特点
直流电机故障诊断 图：展示直流电机 常见故障及其诊断 方法
动画演示
动画演示：通过 动画形式展示直 流电机的工作原 理和结构
动画制作：使用 动画软件如 Flash、After Effects等制作动 画
动画内容：包括 直流电机的构造、 工作原理、控制 方式等
动画效果：动画 效果应清晰、生 动、易于理解， 有助于学生理解 直流电机的工作 原理和结构
实验操作：让学生动手操作直流电机，了解其工作原理和性能 案例分析：通过分析实际应用中的直流电机案例，加深学生对直流电机 的理解 互动讨论：组织学生进行讨论，分享学习心得和经验，提高学习效果
教学难点与重点
直流电机的工作原理 直流电机的构造和部件 直流电机的控制和调速 直流电机的应用和维护
Part Six
直流电机分类：有刷直流 电机、无刷直流电机、步 进电机等
有刷直流电机：结构简单、 成本低、效率高、噪音低
步进电机：精度高、控制 简单、应用广泛
直流电机应用：家电、汽 车、工业自动化等领域
直流电机与交流电机的区别
工作原理：直流电机通过电枢绕组产生磁场，交流电机通过定子绕组产生磁场 结构特点：直流电机结构简单，交流电机结构复杂 控制方式：直流电机控制简单，交流电机控制复杂 应用领域：直流电机常用于低速、大扭矩场合，交流电机常用于高速、小扭矩场合
《直流电动机》 学历案
《直流电动机》学历案一、学习目标1、了解直流电动机的基本结构和工作原理。
2、掌握直流电动机的电磁转矩和转速的计算方法。
3、理解直流电动机的机械特性和调速方法。
4、能够分析直流电动机在不同负载条件下的运行情况。
二、学习重难点1、重点（1）直流电动机的工作原理和基本结构。
（2）电磁转矩和转速的计算公式。
（3）机械特性曲线的特点和调速方法。
2、难点（1）直流电动机的换向过程和火花产生的原因。
（2）如何根据负载要求选择合适的调速方法。
三、知识回顾在学习直流电动机之前，我们先来回顾一下电磁学的一些基本概念和定律：1、安培力定律：通电导体在磁场中会受到力的作用，其大小为 F＝ BIL，其中 B 是磁感应强度，I 是电流，L 是导体在磁场中的有效长度。
2、电磁感应定律：当导体在磁场中运动或磁场发生变化时，会在导体中产生感应电动势，其大小为 e ＝ BLv 或 e ＝NΔΦ/Δt，其中 v 是导体的运动速度，N 是线圈的匝数，ΔΦ 是磁通量的变化量，Δt 是时间变化量。
四、新课导入在我们的日常生活中，直流电动机有着广泛的应用，比如电动玩具车、电动剃须刀、电动车窗等等。
那么，直流电动机是如何工作的呢？它又有哪些特点和优势呢？接下来，让我们一起深入探究直流电动机的奥秘。
五、知识讲解1、直流电动机的基本结构直流电动机主要由定子和转子两大部分组成。
（1）定子定子包括主磁极、机座、换向极和电刷装置等。
主磁极产生磁场，机座用于支撑整个电机，换向极用于改善换向，电刷装置用于引入或引出电流。
（2）转子转子又称为电枢，包括电枢铁芯、电枢绕组、换向器和转轴等。
电枢铁芯用于支撑电枢绕组，电枢绕组中通过电流产生电磁转矩，换向器用于将电枢绕组中的交流电流转换为直流电流，转轴则用于输出机械功率。
2、直流电动机的工作原理当直流电源通过电刷和换向器向电枢绕组供电时，电枢绕组中会有电流通过。
根据安培力定律，通电导体在磁场中会受到力的作用，从而使电枢绕组产生电磁转矩，驱动转子旋转。
直流电机.
2018/9/11
四川机电职业技术学院 .电子电气工程系
第一章 直流电机
3
电机拖动及控制
1.1.1直流电机的基本结构
1—轴承；2—轴；3—电枢绕组；4—换抽极绕组；5—电枢铁心；6—后端盖； 7—刷杆座；8—换向器；9—电刷；10—主磁极；11—机座；12—励磁绕组； 13—风扇；14—前端盖 2018/9/11
电机拖动及控制
直流电动机原理分析
b
N + -
a
U
e
n
A
i i d
S
e
c
B
由左手定则可以判断出电枢绕组所受的电磁力是逆时针方向 的。为了使电动机能沿着一定的方向连续转动，就必须在线圈转 动的情况下，保持进入N极下的线圈电流始终是一个方向，而S 极下的电流是另一个方向。
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下导体中的电流方向保护恒定不变，实现直流电机的连续运行。
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第一章 直流电机 17
电机拖动及控制
直流发电机工作原理
N + -
a
U
e
I A
n i e d
S
c
B
直流发电机是根据导体在磁场中作切割运动就会产生
感生电动势这一基本的电磁理论而制成的。
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第一章 直流电机
2
电机拖动及控制
1.1 直流电机原理及结构
直流电机是一种旋转电器，完成直流电能与机械能的转换。 能将直流电能转换成机械能的，称直流电动机或称其工作于直流
直流电机的工作原理 直流电机工作原理
直流电机的工作原理直流电机工作原理直流电机是将电能转变为轴上输出的机械能的电磁转换装置。
由定子绕组通入直流励磁电流，产生励磁磁场，主电路引入直流电源，经碳刷（电刷）传给换向器，再经换向器将此直流电转化为交流电，引入电枢绕组，产生电枢电流（电枢磁场），电枢磁场与励磁磁场合成气隙磁场，电枢绕组切割合成气隙磁场，产生电磁转矩。
这是直流电机的基本工作原理。
右图为简单的两极直流电机模型，由主磁极（励磁线圈）、电枢（电枢线圈）、电刷和换向片等组成。
固定部分（定子）上，装设了一对直流励磁的静止的主磁级N、S，主磁级由励磁线圈的磁场产生；旋转部分（转子）上，装调电枢铁芯与电枢绕组。
电枢电流由外供直流电源所产生。
定子和转子之间有一气隙。
电枢线圈的首、末端分别连接于两个圆弧型的换向片上，换向片之间互相绝缘，由换向片构成的整体称为换向器。
换向片固定在转轴上，与转轴也是绝缘的。
在换向片上放置着一对固定不动的电刷，当电枢旋转时，电枢线圈通过换向片和电刷与外电路接触（引入外供直流电源）。
直流电动机运行时，将直流电源接住在两刷之间，电流方向为：N级下有效边电流总是一个方向，而S级上有效边中电流总是另一个方向，两边上受到的电磁力方向一致，电枢因而转动。
当线圈有效边从N级下（S级上）转到S级上（N极下）下时，其中电流方向由于换向片而同时改变，而电磁力方向不变，使电枢受到一个方向不变的电磁转矩，因而电机连续运行。
直流电机使用检查注意事项1、周围应保持干燥，其内外部均不应放置其他物件。
电机的清洁工作每月不得少于一次，清洁时应以压缩空气吹净内部的灰尘，特别是换向器、线圈连接线和引线部分。
2、换向器的保养（1）换向器应是呈正圆柱形的表面，不应有机械损伤和烧焦的痕迹。
（2）换向器在负载下长期无火花运转后，在表面产生一层褐色有光泽的坚硬薄膜，这是正常现象，它能保护换向器的磨损，这层薄膜必须加以保护，不能用砂布摩擦。
（3）若换向器表面出现粗糙、烧焦等现象时可用“0”号砂布在旋转着的换向器表面进行细致研磨。
《直流电机教案》课件
《直流电机教案》课件第一章：直流电机简介1.1 直流电机的概念介绍直流电机的定义和基本原理解释直流电机的工作原理和结构组成1.2 直流电机的类型区分不同类型的直流电机，如永磁直流电机、有刷直流电机和无刷直流电机等介绍每种类型直流电机的特点和应用领域第二章：直流电机的工作原理2.1 电枢绕组和磁极解释电枢绕组和磁极的作用和相互关系介绍电枢绕组和磁极的构造和特点2.2 电磁感应原理讲解电磁感应原理在直流电机中的应用演示电磁感应实验和解释其原理第三章：直流电机的运行特性3.1 转速和转矩介绍直流电机的转速和转矩的概念分析影响转速和转矩的因素，如电流、电压和负载等3.2 电动势和电流解释直流电机的电动势和电流的关系探讨电动势和电流的调节方法及其影响因素第四章：直流电机的控制技术4.1 电枢电压控制介绍电枢电压控制的方法和原理分析电枢电压控制对直流电机运行的影响4.2 电枢电流控制解释电枢电流控制的方法和原理探讨电枢电流控制对直流电机运行的调节作用第五章：直流电机的应用领域5.1 工业应用介绍直流电机在工业领域的应用实例，如电动汽车、和电梯等分析直流电机在工业应用中的优势和局限性5.2 消费电子应用解释直流电机在消费电子领域的应用实例，如电动玩具、吸尘器和风扇等探讨直流电机在消费电子应用中的发展趋势和挑战。
第六章：直流电机的维护与故障排除6.1 维护注意事项介绍直流电机日常维护的基本要点讲解维护过程中应避免的问题和操作错误6.2 故障排除方法分析常见的直流电机故障及其原因教授故障排除的步骤和技巧，包括诊断和修复第七章：直流电机的节能与环保7.1 节能原理与技术解释直流电机节能的原理和方法探讨节能技术在直流电机中的应用和效果7.2 环保法规与标准介绍环保法规对直流电机的影响分析直流电机环保标准的发展趋势第八章：直流电机在新能源汽车中的应用8.1 新能源汽车概述介绍新能源汽车的定义和分类解释新能源汽车与传统汽车的区别8.2 直流电机在电动汽车中的应用探讨直流电机在电动汽车中的关键作用分析电动汽车中直流电机的发展趋势和技术挑战第九章：直流电机在技术中的应用9.1 电机需求解释技术对电机的要求和特点分析电机应用的挑战和解决方案9.2 直流电机在中的应用案例介绍直流电机在各个关节中的应用实例探讨技术发展对直流电机性能的影响第十章：未来直流电机的发展趋势10.1 新材料与技术创新介绍新材料和技术在直流电机发展中的作用分析未来直流电机技术发展的可能性10.2 市场与应用前景探讨全球直流电机市场的趋势预测直流电机在不同应用领域的前景和机遇重点和难点解析1. 第一章：直流电机简介直流电机的概念：理解直流电机的基本原理和工作方式。
《电机学》课程教学大纲 - 四川大学课程中心 - 四川建筑职业技术学院
建筑英语课程教学大纲适用对象：本课程大纲适用于应用英语专业（国际工程承包方向）3年制高职专科学生。
课程类别: 专业基础必修课总学时：96学时理论学时：64学时实践实训：32学时学分：5分一、课程的性质与任务（一）性质：建筑英语是应用英语专业（国际工程承包方向）的一门主干课程，属专业基础必修课。
该门课程将用英语讲授建筑知识，学生既学习英语，也学习建筑知识。
因此，学习该门课程，学生应具备较强的英语应用能力（先修课程如综合英语、英语听力、英语阅读、英语口语、英语写作等已具备该项能力）和基本的建筑知识（先修课程如建筑工程概论、建筑材料等课程）。
课程以建筑施工为主线，覆盖建筑材料、建筑工艺、项目管理、室内装饰、室外工程、安装工程、园林绿化、施工报告及施工日志写作等。
（二）任务：该课程的任务是培养学生“会英语，懂工程”，培养学生在建筑领域使用业务英语的能力，着重培养学生对建筑工程英文资料的阅读能力和翻译能力以及涉外工程现场口译能力和交际能力。
结合学生的专业知识以及学生毕业后的工作实际，力求向学生提供未来工作岗位所需要的专业英语知识和技能。
二、课程教学目标（一）知识目标1、了解土木工程的概念及土木工程师的职责；2、了解施工现场管理人员的构成、常用的图纸及文件；3、了解施工过程、熟悉混凝土施工（包括混凝土基础、柱、梁、板的施工）；4、了解预制混凝土构件及钢结构的制作与安装；5、了解围护结构施工；6、了解室内装饰、室外工程施工；7、了解园林绿化施工；8、掌握基本的施工报告及施工日志的写作；9、掌握所学的建筑英语专业词汇及术语。
（二）能力目标1、能从事涉外施工现场翻译及相关岗位的语言交流；2、能基本从事涉外工程项目施工及管理；3、能基本识读英文标注的施工图及施工文件。
（三）德育目标培养学生良好的职业道德、坚定的爱国主义思想；培养学生科学严谨的工作态度和创造性工作能力；培养学生热爱专业，热爱本职工作的精神；培养学生一丝不苟的学习态度和工作作风。
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.
2024版直流电动机教案精选
直流电动机教案精选目录CONTENCT •直流电动机基本原理与结构•直流电动机运行特性分析•直流电动机控制电路设计与实践•直流电动机维护保养与故障排除•直流电动机性能评估与优化建议•总结回顾与拓展延伸01直流电动机基本原理与结构磁场作用直流电动机利用磁场对电流的作用力产生转矩，从而驱动电机旋转。
当通电导体在磁场中受到力的作用时，力的方向遵循左手定则。
电流方向在直流电动机中，电流方向不断改变，使得导体在磁场中受到的力方向不断改变，从而实现电机的连续旋转。
换向器作用换向器是直流电动机的关键部件之一，用于改变电流方向，使电机能够持续旋转。
01020304定子转子换向器电刷换向器用于改变电流方向，使电机能够持续旋转。
它通常由多个铜片组成，与电刷配合实现电流方向的改变。
转子是直流电动机的旋转部分，由铁芯和绕组组成。
当通电时，转子在磁场中受到力的作用而旋转。
定子是直流电动机的静止部分，通常由硅钢片叠压而成，内嵌有线圈，用于产生磁场。
电刷是直流电动机的易损件之一，用于将电流引入换向器。
电刷与换向器之间的接触电阻对电机的性能有很大影响。
换向器与电刷作用换向器作用01换向器的主要作用是改变电流方向，使电机能够持续旋转。
它通过不断地改变电流通路，使得电机在旋转过程中始终保持正确的电流方向。
电刷作用02电刷的主要作用是将电流引入换向器，同时与换向器配合实现电流方向的改变。
电刷的质量对电机的性能有很大影响，因此需要定期检查和更换电刷。
换向器与电刷的配合03换向器和电刷之间的配合对电机的性能至关重要。
如果配合不良，会导致电机火花过大、效率低下等问题。
因此，在安装和使用过程中需要确保换向器和电刷的配合良好。
02直流电动机运行特性分析机械特性曲线定义反映电动机的负载能力确定电动机的工作状态分析电动机的调速性能机械特性曲线及意义表示直流电动机在额定电压和额定磁通下，电动机转速n 与电磁转矩T 之间的关系曲线。
通过曲线可以了解电动机在不同负载下的转速变化情况，从而判断其带负载的能力。
《直流电机教案》课件
《直流电机教案》课件一、教学目标：1. 让学生了解直流电机的构造和原理。
2. 使学生掌握直流电机的运行特性和控制方法。
3. 培养学生对直流电机故障分析和维修的基本技能。
二、教学内容：1. 直流电机的结构：电机本体、电刷系统、换向器、励磁系统等。
2. 直流电机的工作原理：电枢电流的产生、磁场与电流的相互作用、电机的转矩和转速。
3. 直流电机的运行特性：电压、电流、转速、转矩之间的关系。
4. 直流电机的控制方法：电枢电压控制、励磁电流控制、电刷系统控制等。
5. 直流电机的故障分析与维修：故障类型、原因及解决方法。
三、教学重点与难点：1. 教学重点：直流电机的构造、工作原理、运行特性、控制方法及故障分析与维修。
2. 教学难点：直流电机的工作原理、运行特性及控制方法。
四、教学方法：1. 采用多媒体课件进行教学，直观展示直流电机的构造和运行原理。
2. 结合实际案例，分析直流电机的控制方法和故障维修。
3. 开展小组讨论，增强学生对直流电机运行特性的理解。
4. 课后练习，巩固所学知识。
五、教学准备：1. 准备直流电机的实物模型或图片，以便进行直观教学。
2. 准备相关案例资料，用于分析直流电机的控制方法和故障维修。
3. 制作多媒体课件，包括直流电机的构造、原理、特性等内容。
4. 准备课后练习题，检验学生掌握程度。
六、教学过程：1. 引入新课：通过展示直流电机的实物模型或图片，引发学生兴趣，提问学生对直流电机的了解。
2. 讲解直流电机的构造：介绍电机本体、电刷系统、换向器、励磁系统等组成部分，并展示相关图片。
3. 讲解直流电机的工作原理：解释电枢电流的产生、磁场与电流的相互作用，以及电机的转矩和转速的计算。
4. 分析直流电机的运行特性：讲解电压、电流、转速、转矩之间的关系，并通过示例进行说明。
5. 讲解直流电机的控制方法：介绍电枢电压控制、励磁电流控制、电刷系统控制等方法，并通过示例进行解释。
6. 分析直流电机的故障案例：让学生观看故障案例资料，引导学生分析故障原因和解决方法。
《直流电机教案版》课件
《直流电机教案版》课件一、教学目标1. 了解直流电机的构造和原理，掌握其工作特点。
2. 学会使用直流电机，并能对其进行简单的维护和故障排除。
3. 理解直流电机在现代科技领域中的应用，提高学生的学习兴趣和实际操作能力。
二、教学内容1. 直流电机的构造：了解直流电机的基本组成部分，如定子、转子、换向器、电刷等。
2. 直流电机的原理：学习直流电机的工作原理，包括电磁感应、换向过程等。
3. 直流电机的工作特点：掌握直流电机启动、制动、调速等特点。
4. 直流电机的应用：了解直流电机在各个领域的应用实例。
5. 直流电机的维护与故障排除：学习直流电机的日常维护方法，掌握故障排除技巧。
三、教学方法1. 采用多媒体课件，结合实物图片和动画，生动展示直流电机的构造和原理。
2. 利用实验设备和模型，进行现场演示，让学生亲身体验直流电机的工作过程。
3. 开展小组讨论，引导学生主动探究直流电机的工作特点和应用领域。
4. 设置实践操作环节，培养学生动手能力和解决实际问题的能力。
四、教学步骤1. 导入新课：简要介绍直流电机的历史和现状，激发学生的学习兴趣。
2. 讲解直流电机的构造：展示多媒体课件，讲解各部分组成和作用。
3. 讲解直流电机的工作原理：通过动画演示，讲解电磁感应和换向过程。
4. 分析直流电机的工作特点：结合实际例子，总结直流电机的工作特性。
5. 介绍直流电机的应用：展示各个领域中的直流电机应用实例。
6. 总结本节课内容：强调直流电机的重要性和实际应用价值。
五、课后作业1. 绘制直流电机的结构图，并简要说明各部分的作用。
2. 列举生活中常见的直流电机应用实例，并分析其工作特点。
3. 查阅资料，了解直流电机的未来发展前景。
六、教学评价1. 知识掌握：评价学生对直流电机构造、原理、工作特点和应用领域的掌握程度。
2. 实践操作：评估学生在实验和实际操作中使用直流电机的能力。
3. 思考与创新：考察学生对直流电机技术发展的了解，以及提出改进和创新方案的能力。
直流电机的基本工作原理和结构培训课件
直流电机的磁场具有单极性， 即磁场只能从一个极性跳转到 另一个极性，这是直流电机的 基本特性之一。
直流电机的转矩产生
直流电机的转矩产生是通过磁场与电 流相互作用实现的，转矩的大小与电 流、磁场强度以及磁场与电流之间的 角度有关。
转矩的方向与电流的方向和磁场的方 向有关，遵循左手定则。
当电流在导线中流动时，会产生磁场， 该磁场会对导线中的电流产生力，从 而产生转矩。
直流电机的基本工作原理和 结构培训课件
目录
• 直流电机概述 • 直流电机的基本工作原理 • 直流电机的结构 • 直流电机的特性 • 直流电机的控制与调速 • 直流电机的维护与保养
01
直流电机概述
直流电机的定义
01
直流电机是一种将直流电能转换 为机械能的装置，其工作原理基 于电流在磁场中受力的电磁效应 。
组成
转子通常由铁芯和绕组组成，绕组是 电流流过的线圈，产生磁场。
电刷和换向器
电刷
电刷是将外部电源引入到转子的导电部件，它负责将电流引入到转子的绕组中。
换向器
换向器是直流电机特有的部件，它的作用是自动改变电流的方向，以保持转子 磁场方向的连续性。换向器由多个换向片组成，每个换向片与电刷接触，将电 流引入或导出转子绕组。
更换接线。
直流电机常见故障及排除方法
电机不转
首先检查电源是否正常，然后检查电机接线是否 紧固，最后检查电机轴承是否润滑。
电机过热
首先检查电机负载是否过大，然后检查电机通风 是否良好，最后检查电机轴承是否磨损。
电机振动过大
首先检查电机安装是否稳固，然后检查电机轴承 是否磨损或损坏，最后检查电机转子是否平衡。
直流电机驱动电路
H桥电路
由四个晶体管组成，能够实现直流电机的正反转和调速控制，常见于大功率直流电机驱动。
川大电工第六章
IC = 10 +150° A
负载对称无中性线时
负载对称时,中性线无电流,
可省掉中性线。
UL = 3UP
对称三相负载星形联接在无中线时iA、iB、iC三个电流在 t1、t2、t3 瞬间的实际方向如图所示（实线为电流的参考 方向，虚线为电流的实际方向）：
t1瞬间的电流方向(ic=0)
t2瞬间的电流方向 t3瞬间的电流方向
电工技术基础
第6章 三相电路系统
学习目的
1. 对三相电路系统有感性认识和了解； 2. 掌握对称三相变量的特点，了解相序； 3. 掌握三相电路的两种连接方式以及两种连接方式下线 、 相电压和线相电流之间的相互关系； 4. 学会分析计算三相电路，包括电流、电压和功率的计 算； 5. 了解照明电路结构以及故障分析方法； 6. 了解设计简单三相电路的思路与方法。
三相四线制 380/220伏
额定相电压为 额定线电压为 220伏的单相负载 380伏的三相负载
2. 负载星形联结的三相电路
(1) 联结形式
IA
Y: 三相三线制 Y0：三相四线制
+
U A
N–
IN
––
U B + UC
IB
Ia ZA
N' ZB
ZC
结论： 负载 Y联
结时，线电
IC
+
N 电源中性点 N´负载中性点
负载的相电压不对称。
2. 照明负载三相不对称，必须采用三相四线制供电
方式，且中性线上不允许接刀闸和熔断器。
6.3 负载三角形联结的三相电路
1. 联结形式
IA A
+–
U AB
– UCA IB
B+
第六篇直流电机-四川大学课程中心30
第六篇直流电机- 四川大学课程中心30第六篇直流电机6．1 为什么直流发电机能发出直流电流？如果没有换向器，电机能不能发出直流电流？6．2 试判断下列情况下，电刷两端电压性质（1）磁极固定，电刷与电枢同时旋转；（2）电枢固定，电刷与磁极同时旋转。
6．3 在直流发电机中，为了把交流电动势转变成直流电压而采用了换向器装置；但在直流电动机中，加在电刷两端的电压已是直流电压，那么换向器有什么呢？6．4 直流电机结构的主要部件有哪几个？它们是用什么材料制成的，为什么？这些部件的功能是什么？6．5 从原理上看，直流电机电枢绕组可以只有一个线圈做成，单实际的直流电机用很多线圈串联组成，为什么？是不是线圈愈多愈好？6．6 何谓主磁通？何谓漏磁通？漏磁通的大小与哪些因素有关？6．7 什么是直流电机的磁化曲线？为什么电机的额定工作点一般设计在磁化曲线开始弯曲的所谓“膝点”附近？6．8 为什么直流电机的电枢绕组必须是闭合绕组？6．9 何谓电枢上的几何中性线？何谓换向器上的几何中性线？换向器上的几何中性线由什么决定？它在实际电机中的位置在何处？6．10 单叠绕组与单波绕组在绕法上、节距上、并联支路数上的主要区别是什么？6．11 直流发电机的感应电动势与哪些因素有关？若一台直流发电机的额定空载电动势是230V，试问在下列情况下电动势的变化如何？（1）磁通减少10%；（2）励磁电流减少10%；（3）磁通不变，速度增加20%；（4）磁通减少10%，同时速度增加20%。
6．12 一台4极单叠绕组的直流电机，问：（1）如果取出相邻的两组电刷，只用剩下的另外两组电刷是否可以？对电机的性能有何影响？端电压有何变化？此时发电机能供给多大的负载（用额定功率的百分比表示）？（2）如有一元件断线，电刷间的电压有何变化？此时发电机能供给多大的负载？（3）若只用相对的两组电刷是否能够运行？（4）若有一极失磁，将会产生什么后果？7.13如果是单波绕组，问6．12题的结果如何？6．14 何谓电枢反应？电枢反应对气隙磁场有何影响？直流发电机和直流电动机的电枢反应有哪些共同点？又有哪些主要区别？6．15 直流电机空载和负责运行时，气隙磁场各由什么磁动势建立？负载时电枢回路中的电动势应由什么样的磁通进行计算？6．16 一台直流电动机，磁路是饱和的，当电机带负载以后，电刷逆着电枢旋转方向移动了一个角度，试问此时电枢反应对气隙磁场有什么影响？6．17 直流电机有哪几种励磁方式？分别对不同励磁方式的发电机、电动机列出电流I、Ia、If的关系式。
直流电机原理与控制方法
电机简要学习手册2015-2-3一、直流电机原理与控制方法1直流电机简介直流电机（DM）是指能将直流电能转换成机械能（直流电动机）或将机械能转换成直流电能（直流发电机）的旋转电机。
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。
直流电机由转子（电枢）、定子（励磁绕组或者永磁体）、换向器、电刷等部分构成，以其良好的调速性能以至于在矢量控制出现以前基本占据了电机控制领域的整座江山。
但随着交流电机控制技术的发展，直流电机的弊端也逐渐显现，在很多领域都逐渐被交流电机所取代。
但如今直流电机仍然占据着不可忽视的地位，广泛用于对调速要求较高的生产机械上，如轧钢机、电力牵引、挖掘机械、纺织机械，龙门刨床等等，所以对直流电机的了解和研究仍然意义重大。
2 直流电动机基本结构与工作原理2.1 直流电机结构如下图，是直流电机结构图，电枢绕组通过换向器流过直流电流与定子绕组磁场发生作用，产生转矩。
定子按照励磁可分为直励，他励，复励。
电枢产生的磁场会叠加在定子磁场上使得气隙主磁通产生一个偏角，称为电枢反应，通常加补偿绕组使磁通畸变得以修正。
2.2 直流电机工作原理如图所示给两个电刷加上直流电源，如上图（a）所示，则有直流电流从电刷 A 流入，经过线圈abcd，从电刷 B 流出，根据电磁力定律，载流导体ab和cd收到电磁力的作用，其方向可由左手定则判定，两段导体受到的力形成了一个转矩，使得转子逆时针转动。
如果转子转到如上图（b）所示的位置，电刷 A 和换向片2接触，电刷 B 和换向片1接触，直流电流从电刷 A 流入，在线圈中的流动方向是dcba，从电刷 B 流出。
此时载流导体ab和cd受到电磁力的作用方向同样可由左手定则判定，它们产生的转矩仍然使得转子逆时针转动。
这就是直流电动机的工作原理。
外加的电源是直流的，但由于电刷和换向片的作用，在线圈中流过的电流是交流的，其产生的转矩的方向却是不变的。
第6章 直流电机
6.1.1 电机学课程内容及要求
二、分类
直流电机的运行特性与励磁绕组获得励磁电流的方式，即 励磁绕组与电枢绕组间的连接方式关系很大，因此，按励 磁方式直流电机可分为他励和自励两大类。 以直流电动机为例，其具体分类如下：
(a) 他励电动机
(b) 并励电动机 (c) 串励电动机 图6-1-4 按励磁方式分类的直流电动机
34
6.2.1 电枢绕组简介
由上可见，单叠绕组电刷数应该与磁极数相同，并联支 路数等于电机极数，即 2a 2 p 由正负电刷引出的电枢电流 I a 为各支路电流 ia 之和， 即
I a 2aia
故叠绕组是一种并联支路数较多，电枢电流较大，而电 刷间电动势较小的并联绕组。
35
6.2.1 电枢绕组简介
6
6.1.1 电机学课程内容及要求
实际直流发电机的电枢是根据实际需要有多个线圈。 多个线圈按照一定的规律连接起来，构成电机的电枢绕组。 磁极也是根据需要N、S极交替旋转多对。
气隙磁场的分布波形
b
电枢线圈电动势波形
e
e
电枢绕组输出电压波形
O
O
O
7
6.1.1 电机学课程内容及要求
2.直流电动机
UN
额定状态下电枢绕组出线端的电压，
I
4．额定转速 : 单位为 r/min .
nN
在电机在额定运行状态时的转子转速，
5．额定励磁电压 :
U fN (仅对他励电机)。
24
6.2 电枢绕组及直流电机基本原理
本节主要内容
6.2.1 电枢绕组简介 6.2.2 电磁转矩 6.2.3 电枢反应 ※6.2.4 换向概述
电机学
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第六篇 直流电机6．1 为什么直流发电机能发出直流电流？如果没有换向器，电机能不能发出直流电流？6．2 试判断下列情况下，电刷两端电压性质（1）磁极固定，电刷与电枢同时旋转；（2）电枢固定，电刷与磁极同时旋转。
6．3 在直流发电机中，为了把交流电动势转变成直流电压而采用了换向器装置；但在直流电动机中，加在电刷两端的电压已是直流电压，那么换向器有什么呢？6．4 直流电机结构的主要部件有哪几个？它们是用什么材料制成的，为什么？这些部件的功能是什么？6．5 从原理上看，直流电机电枢绕组可以只有一个线圈做成，单实际的直流电机用很多线圈串联组成，为什么？是不是线圈愈多愈好？6．6 何谓主磁通？何谓漏磁通？漏磁通的大小与哪些因素有关？6．7 什么是直流电机的磁化曲线？为什么电机的额定工作点一般设计在磁化曲线开始弯曲的所谓“膝点”附近？6．8 为什么直流电机的电枢绕组必须是闭合绕组？6．9 何谓电枢上的几何中性线？何谓换向器上的几何中性线？换向器上的几何中性线由什么决定？它在实际电机中的位置在何处？6．10 单叠绕组与单波绕组在绕法上、节距上、并联支路数上的主要区别是什么？6．11 直流发电机的感应电动势与哪些因素有关？若一台直流发电机的额定空载电动势是230V ，试问在下列情况下电动势的变化如何？（1）磁通减少10%；（2）励磁电流减少10%；（3）磁通不变，速度增加20%；（4）磁通减少10%，同时速度增加20%。
6．12 一台4极单叠绕组的直流电机，问：（1）如果取出相邻的两组电刷，只用剩下的另外两组电刷是否可以？对电机的性能有何影响？端电压有何变化？此时发电机能供给多大的负载（用额定功率的百分比表示）？（2）如有一元件断线，电刷间的电压有何变化？此时发电机能供给多大的负载？（3）若只用相对的两组电刷是否能够运行？（4）若有一极失磁，将会产生什么后果？7.13如果是单波绕组，问6．12题的结果如何？6．14 何谓电枢反应？电枢反应对气隙磁场有何影响？直流发电机和直流电动机的电枢反应有哪些共同点？又有哪些主要区别？6．15 直流电机空载和负责运行时，气隙磁场各由什么磁动势建立？负载时电枢回路中的电动势应由什么样的磁通进行计算？6．16 一台直流电动机，磁路是饱和的，当电机带负载以后，电刷逆着电枢旋转方向移动了一个角度，试问此时电枢反应对气隙磁场有什么影响？6．17 直流电机有哪几种励磁方式？分别对不同励磁方式的发电机、电动机列出电流I 、a I 、f I 的关系式。
6．18 如何判别直流电机是运行于发电机状态还是运行于电动机状态？它们的em T 、n 、E 、U 、a I 的方向有何不同？能量转换关系如何？6．19 为什么电机的效率随输出功率不同而变化？负载时直流电机中有哪些损耗？是什么原因引起的？为什么铁耗和机械损耗可看成是不变损耗？6．20 直流发电机中电枢绕组元件内的电动势和电流是交流的还是直流的？若是交流的，为什么计算稳态电动势a a R I U E +=时不考虑元件的电感？6．21 他励直流发电机由空载到额定负载，端电压为什么会下降？并励发电机与他励发电机相比，哪一个的电压变化率大？6．22 若把直流发电机的转速升高20%，问在他励方式下运行和并励方式下运行时，哪一种运行方式下空载电压升高的较多？6．23 并励发电机正转时能自励，反转时还能自励吗？6．24 要想改变并励电动机、串励电动机及复励电动机的旋转方向，应该怎样处理？6．25 并励电动机正在运行时励磁绕组突然断开，试问在电机有剩磁或没有剩磁的情况下有什么后果？若起动时就断了线又有何后果？6．26 一台正在运行的并励直流电动机，转速为1450r/min 。
现将它停下来，用改变励磁绕组的极性来改变转向后（其它均未变），当电枢电流的大小与正转时相同时，发现转速为1500r/min ，试问这可能是什么原因引起的？6．27 对于一台并励直流电动机，如果电源电压和励磁电流保持不变，制动转矩为恒定值。
试分析在电枢回路串入电阻j R 后，对电动机的电枢电流、转速、输入功率、铜耗、铁耗及效率有何影响？为什么？6．28 电磁换向理论是在什么基础上分析问题的？主要结论是什么？在研究真实换向过程应如何补充修正？6．29 换向元件在换向过程中可能出现哪些电动势？是什么原因引起的？它们对换向各有什么影响？6．30 换向极的作用是什么？它装在哪里？它的绕组怎么连接？如果将已调整好换向极的直流电机的换向极绕组的极性接反，那么运行时会出现什么现象？6．31 一台直流电机，轻载运行时换向良好，当带上额定负载时，后刷边出现火花。
问应如何调整换向极下气隙或换向极绕组的匝数，才能改善换向？6．32 接在电网上运行的并励电动机，如用改变电枢端的极性来改变旋转方向，换向极绕组不改换，换向情况有没有变化？6．33 小容量2极直流电机，只装了一个换向极，是否会造成一电刷换向好另一电刷换向不好？6．34 没有换向极的直流电动机往往标明旋转方向，如果旋转方向反了会出现什么后果？如果将这台电动机改为发电机运行，又不改动电刷位置，问它的旋转方向是否与原来所标明的方向一样？6．35 环火是怎样引起的？补偿绕组的作用是什么？安置在哪里？如何连接？6．36 选择电刷时应考虑哪些因素？如果一台直流电机，原来采用碳-石墨电刷，额定负载时换向良好。
后因电刷磨坏，改换成铜-石墨电刷，额定负载时电刷下火花很大，这是为什么？6．44 电机的冷却方式和通风系统有哪些种类？一台已制成的电机被加强冷却后，容量可否提高？6．45 已知某直流电动机铭牌数据如下：额定功率kW P N 75=，额定电压V U N 220=，额定转速min /1500r n N =，额定效率%5.88=N η。
试求该电机的额定电流。
6．46 已知直流发电机的额定功率kW P N 240=，额定电压V U N 460=，额定转速min /600r n N =，试求电机的额定电流。
6．47 一台直流发电机的数据：62=p ，总导体数780=a N ，并联支路数62=a ，运行角速度是s rad /40π=Ω，每极磁通Wb 0392.0=Φ。
试计算（1）发电机的感应电动势；（2）当转速min /900r n =，但磁通不变时发电机的感应电动势；（3）当磁通变为min /900,0435.0r n Wb =时发电机的感应电动势。
6．48 一台4极、kW 82、230V 、min /970r 的他励直流发电机，如果每极的合成磁通等于空载额定转速下具有额定电压时每极的磁通，试求当电机输出额定电流时的电磁转矩。
6．50 试计算下列绕组的节距1y ，2y ，y 和K y ，绘制绕组展开图，安放主极及电刷，求并联支路对数。
（1）右行短距单叠绕组：42=p ，22==S Z ；（2）右行整距单叠绕组：42=p ，20==S Z ；（3）左行单波绕组：42=p ，19==S Z ；（4）左行单波绕组：42=p ，21==S Z 。
6．51 一台直流发电机，42=p ，22=a ，21=S ，每元件匝数3=y N ，当W b 2010825.1-⨯=Φ、min /1500r n =时试求正负刷间的电动势。
6．52 一台直流发电机82=p ，当min /600r n =，每极磁通Wb 3104-⨯=Φ时，V E 230=，试求：（1）若为单叠绕组，则电枢绕组应有多少导体？（2）若为单波绕组，则电枢绕组应有多少导体？6．53 一台直流电机，42=p ，120=S ，每元件电阻为Ω2.0，当转速min/1000r n =时，每元件的平均电动势为10V 。
问当电枢绕组为单叠或单波时，电枢端的电压和电枢绕组的电阻a R 各为多少？6．54 一台2极发电机，空载时每极磁通为Wb 3.0，每极励磁磁动势为3000A 。
现设电枢圆周上共有电流8400A 并作均匀分布，已知电枢外径为m 42.0若电刷自几何中性线前移︒20机械角度，试求：（1）每极的交轴电枢磁动势和直轴电枢磁动势各为多少？（2）当略去交轴电枢反应的去磁作用和假定磁路不饱和时，试求每极的净有磁动势及每极下的合成磁通。
6．55 有一直流发电机，42=p ，95=S ，每个元件的串联匝数3=y N ，m D a 162.0=，A I N 36=，1=a ，电刷在几何中性线上，试计算额定负载时的线负荷A 及交轴电枢磁动势aq F 。
6．56 一台并励直流发电机，kW P N 26=，V U N 230=，min /960r n N =，42=p ，单波绕组，电枢导体总数444=a N 根，额定励磁电流A I fN 592.2=，空载额定电压时的磁通W b 0174.00=Φ。
电刷安放在几何中性线上，忽略交轴电枢反应的去磁作用，试求额定负载时的电磁转矩及电磁功率。
6．57 一台并励直流发电机，kW P N 19=，V U N 230=，min /1450r n N =，电枢电路各绕组总电阻Ω=183.0a r ，V U b 22=∆，励磁绕组每极匝数880=f N 匝，A I fN 79.2=，励磁绕组电阻Ω=1.81f R 。
当转速为min /1450r 时，测得电机的空载特性如下表：（2）电机的电压调整率U ∆； （3）在额定运行情况下电枢反应的等效去磁磁动势fa F 。
6．59 一台4极并励电动机，kW P N 14=，V U N 220=，Ω=0814.0a r ，V U b 22=∆，主极绕组每极2800匝，总励磁电阻Ω=248f R 。
电机在min /1800r 时的空载特性如下：当额定负载时，电枢电流为76A ，此时电枢反应的去磁磁动势用并励绕组的电流表示时为A 1.0，试求：（1）额定负载下的转速；（2）若在此电机中的每个主极装设5.3匝的串励绕组（积复励或差复励两种情况），这时电枢电路的总电阻Ω=089.0a r ，试求额定负载下的转速。
`6．60 两台完全相同的并励直流电机，机械上用同一轴联在一起，并联于230V 的电网上现在，电机甲的励磁电流为，电机乙的为，转速为，电枢回路总电阻（包括电刷接触电阻）均为Ω1.0，若忽略电枢反应的影响，试问：（1）哪一台是发电机？哪一台为电动机？（2）总的机械损耗和铁耗是多少（3）只调节励磁电流能否改变两机的运行状态（保持转速不变）？（4）是否可以在min /1200r 时两台电机都从电网吸取功率或向电网送出功率？6．61一直流电机并联于V U 220=电网上运行，已知1=a ，2=p ，398=a N 根，min /1500r n N =，Wb 0103.0=Φ，电枢回路总电阻（包括电刷接触电阻）Ω=17.0a R ，A I N 83.1=，W p Fe 276=，W p mec 379=，杂散损耗%86.01P p ad =，试问：此直流电机是发电机还是电动机运行？计算电磁转矩em T 和效率。