清华大学电机原理及拖动(彭鸿才版)PPT课件

b
N
b2
b1
.
a
N
b2
b1
电机原理及拖动8
基本原理: 由于导体切割了磁力线,因而在导体内将产生
感应电动势.根据右手定则,N导体中电势方向为 ;而S 导体中电势方向为 ;即二者方向相反.
N导体和S导体在交换(a和b位置),但是,b 1和b2极 性是恒定的,即b1恒为正,b2恒为负,故在电刷两端输出脉 动的直流电压.
通过换向器的作用，使与 电源负极相接的电刷仅能 接通S导体，故S导体中的 电流方向恒为流出纸面， 而与电源正极相接电刷仅 能接通N导体，电流流入 纸面。故电机恒逆转。
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1.2 直流电机的空载磁场
发电机:由主磁极产生的气隙磁通与电枢绕组切割而产生电势. 电动机:电枢电流与气隙磁通相互作用而产生电磁转矩.
综上所述:线圈中的交变电势已变成刷间直流电压.通过 换向器使电刷b1仅能接通S导体,而S导体的电势方向恒 为
故电刷b1的极性恒为正;同理电刷b2的极性恒为负.
e
0
t
.
电机原理及拖动9
2.直流电动机的基本工作原理
S na
b N
a、b导体中电流方向如左所示， 由左手定则可知S导体和N导体 受力均为逆时针方向,因而使电 枢逆时针方向旋转.
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三、直流电机的基本工作原理 1.直流发电机的基本工作原理
为了说明方便,作下列规定:
(1)N导体和S导体:在N极下的导体称为N导体;在S极
下的
导体称为S导体.
(2)符号 和符号 :导体中电势(电流)的方向进入
纸面时用 表示;导体中电势(电流)的方向由纸面出来
时用 表示.
S
a n
S b n
(5)电刷装置:电刷是由石墨做成的导电块,将它套入刷握内, 用弹簧以一定压力将电刷压在换向器的表面 上.在电枢旋转时可以保持电刷固定不动.电刷 的作用是使电枢绕组和外电路接通,同时通过 换向器进行电流的换向.
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2.转动部分
(1)电枢铁心:电枢铁心由0.5毫米厚且冲有齿和槽的硅钢 片迭成.铁心钢片沿轴向迭装,以降低电枢铁 心在磁场中旋转时所产生的磁滞和涡流损 耗,从而提高电机的效率.电枢铁心一方面作 为电机磁路的一部分,另一方面便于将电枢 绕组安装在电枢铁心的槽内,起着固定电枢 绕组的作用.
(2)电枢绕组:电枢绕组是电机产生感应电势和电磁转矩以 实现机电能量转换的重要部件.绕组是由绝 缘的圆形或矩形铜线绕成,嵌放于电枢铁心 的槽中.必须采用层间绝缘和绕组与铁心槽避 之间的槽绝缘.
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(3)换向器:其作用是使电枢绕组的绕组元件中的电流 进行 方向的交换,起着电流换向作用.电枢绕组元件 的引线就焊在换向片上.
(3)机座:一般把厚钢板弯成圆筒形,然后再焊成机座,也可采 用铸钢件.其作用一方面是作为各磁极间的磁路,故 又称为磁轭,另一方面机座作为电机的机械支架,主 磁极和换向极就固定在磁轭上.
(4)端盖:附有轴承的端盖安装在机座上以支持电枢,它可以 保持电枢表面和极掌表面相隔一个气隙,使电枢可 以自由旋转.
❖ 第七章 同步电动机
❖ 第八章 控制电机
❖ 第九章 电力拖动系统中电动机的选择
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电机原理及拖动3
第一章 直流电机原理
1.1 直流电机的用途、结构及工作原理
一、直流电机的用途
1.直流电动机的用途:在工业生产中,利用电动机的 轴上转矩拖动生产机械,对产品进行加工.
2.直流发电机的用途:作为电源设备 二、直流电机的结构
加变慢If与Φ为非线性关系. 电机的饱和程度对电机的性能有很
0
大的影响.
If
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电机原理及拖1动2
二、主磁极磁势产生的气隙磁密在空间的分布
气隙磁密的概念：
是指穿过气隙进入电枢表面或由电枢表面出来的磁通。
因而气隙磁密实际上是指电枢表面的磁通密度。
3、学习方法：要注意它既有基础理论的学习， 又有结合工程实际综合应用的性质。要逐渐地培 养学员的工程观点，掌握工程问题的处理方法。
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电机原理及拖动2
目录
❖ 第一章 直流电机原理
❖ 第二章 电力拖动系统的动力学基础
❖ 第三章 直流电动机的电力拖动
❖ 第四章 变压器
❖ 第五章 三相异步电动机原理
❖ 第六章 三相异步电动机的电力拖动
主磁通Φ所经磁路:两个气隙、两个电枢齿、一个电枢轭、 两个主磁极铁心和一个 主磁极轭等五段。 由磁路中的欧姆定律：
wf If = ΣФRm
wf —— 一个主磁极上激磁绕组的匝数；
1
If —— 激磁绕组中的激磁电流； Rm —— 该段的磁组； Ф—— 磁通量
Φ
说明:当I较小时磁路的磁阻为气隙
2
磁阻且为常数,故If与Φ是线性的 If较大时铁心饱和,磁阻加大Φ增
1.静止部分 (1)主磁极:由极身和极掌组成,固定在磁轭
(机座)上.在磁极上套入激磁绕
组(线圈).主磁极总是偶数,且N
磁轭
极和S极相间出现.极掌对激磁
极掌极身
线圈 绕组起支撑作用,且使磁通在气
隙中有较好Baidu Nhomakorabea分布波形.
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电机原理及拖动4
(2)换向极:它位于相邻两主磁极之间,构造与主磁极相似,其 作用是为了消除在运行过程中换向器产生的火花.
3.气隙 在极掌和电枢之间有一空气隙.气隙是电机的重要 组成部分,它的大小和形状对电机 性能有很大的影响.
4.其他部分
(1)转轴和轴承:转子必须有转轴,以便电机 和生产机械 或原动机进行联接传递转矩和功率.中小型电机 一 般采用滚动轴承,大容量电机 ,采用支架式滑动轴承.
(2).通风装置:作用是冷却电机.
分析电机磁场是分析电机运行状态的必要步骤.
空载磁场:电枢无电流时的磁场.它是电机中最基本的
磁场.
一、电机的磁化曲线
主磁通(通过气隙进入电枢)
激磁磁势所产生的磁通
漏磁通(不经过电枢)
漏磁通不能在电枢中产生电势也不产生电磁转矩,但它
存
在却增加了磁极和磁轭的饱和程度.
主磁通是实现机电能量转换所必需的.
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电机原理及拖1动1
国家规 划教材
茂名学院自动化系
东北大学
彭鸿才 主编
叶伟
机. 工板
电机原理及拖动1
本课程的性质、任务及学习方法
1、性质：在工业电气自动化专业中，《电机原 理及拖动》是一门十分重要的专业基础课或称技 术基础课。
2、任务：我们所从事的专业决定了我们是从使 用的角度来研究电机的。因此，我们着重分析各 种电机的工作原理和运行特性，而对电机设计和 制造工艺涉及得不多。但对电机的结构还要有一 定深度的了解。