新版串励直流电动机最全原理讲解.ppt
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串励直流电动机工作原理
串励直流电动机工作原理一、清点人数，记考勤二、复习上节课相关知识三、引入新课1、组成：由定子、转子、电刷和换向器组成，如图2所示。
转子（电枢）：产生电磁转矩。
转子（磁场）：产生磁场。
电刷：将直流电引入到电枢中。
换向器：保证同一磁极下电流的方向一致。
1—风扇；2—机座；3—电枢；4—主磁极；5—电刷；6—换向器；7—接线板；8—出线盒；9—换向极；10—端盖图2 直流电动机的组成2、电动机的工作原理基本工作原理：通电导体在磁场中产生电磁力，使导体产生旋转运动，实现了电能与机械能的转变。
工作情况：当蓄电池电流经过电刷引入电枢后，在线圈中有电流流过，方向如图所示。
根据左手定则，可以确定电磁力的方向，可见线圈在电磁力的作用下沿逆时针方向旋转。
当线圈旋转过半圈后，两个换向片更换了接触的电刷，流过线圈的电流也发生了改变，但是电磁力矩的方向没有改变，这样就保证了电机始终向一个方向旋转，如图3所示。
图3 直流电动机的工作原理3、电动机的工作特性工作特性：直流串励式电动机的力矩M、转速n和功率P随电枢电流变化的规律，如图4所示。
图4 直流电动机的特性转矩特性：定义：电动机的转矩与电动机电流之间的关系。
分析：⑴起动瞬间，制动状态，电流值最大，电枢转速为零，力矩也相应达到最大值。
且力矩与电流的平方成正比，因此力矩最大，易于发动机的起动。
这就是汽车采用直流串励式电动机的主要原因。
⑵随着转速的提高，力矩不断下降。
转速特性：定义：电动机的转速与电动机电流之间的关系。
分析：⑴当电枢电流增加时，电压降IsΣR 增加，在磁路未饱和时，Φ的值也增加，故n急剧下降。
⑵直流串励电动机另一特性：重载时转速低，可保证发动机的安全起动，而在轻载时转速高，易造成飞车事故。
因此对于功率较大的电动机，不允许在轻载或空载下运行。
功率特性：定义：电动机的输出功率与电流之间的关系。
分析：⑴全制动时：起动发动机瞬间，转速和输出功率均为零，电流最大，转矩最大；⑵空载时：电流最小，转速最大，功率为零；电枢电流在最大值一半时，功率最大。
串励直流电动机最全原理讲解
特点
定子的构造决定了电动机 的功率、转速和转矩特性。
转子
作用
转子是电动机的旋转部分， 主要作用是在磁场中受力 旋转。
组成
转子通常由铁心和绕组组 成，绕组同样承载电流， 在磁场中受力旋转。
特点
转子的构造和材料对电动 机的效率、寿命和可靠性 有重要影响。
电刷与换向器
作用
电刷和换向器是电动机中用于引 导电流流入和流出的部件。
过热
可能是电机过载或散热不良， 需要检查电机负载和散热系统 。
噪声过大
可能是机械故障或电机内部故 障，需要检查电机和机械系统
的运行状态。
使用注意事项
选择合适的电源电压
使用电压应与电机额定电压相符，避免过电 压或欠电压运行。
避免过载运行
电机应避免过载运行，以免造成电机过热或 损坏。
定期检查电刷位置
电刷位置应定期检查和调整，确保电机正常 运行。
分类与应用
分类
根据用途和结构，串励直流电动机可分为交直流两用电机、电动工具专用电机、 家用电器电机等。
应用
在电动工具、家用电器、医疗器械、摄影器材等领域广泛应用。
02
串励直流电动机的结构
定子
01
02
03
作用
定子是电动机的固定部分， 主要作用是产生磁场。
组成
定子通常由铁心和绕组组 成，绕组是电流的载体， 当电流通过绕组时，会产 生磁场。
不断优化电机设计和控制策略，以实现更高的能效比。
智能化和网络化
结合物联网和人工智能技术，实现电机远程监控、故障诊断和预测 性维护。
环保和可持续发展
研发更加环保的材料和工艺，降低生产过程中的能耗和排放。
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直流电动机工作原理PPT课件
n f(Ia )
Ia
从上式可见，当轻载时串励电动机的转速
急剧上升，将导致电动机的损坏，所以串
励电动机不允许轻载运行，一般最低负载
不小于额定负载的30%
当Ia较大时，铁心饱和 与并励类似
第18页/共38页
3 直流电动机的机械特性
3. 机械特性 n f(T)
n U Ra K E KIa K E K
2如果电动机在有载运行时断开励磁回路反电动势如果电动机在有载运行时断开励磁回路反电动势ee立即减小而使电枢电流增大同时由亍所产生的立即减小而使电枢电流增大同时由亍所产生的转矩转矩丌满足丌满足负载负载的需要电动机必将减速而停转的需要电动机必将减速而停转更加促使电枢电流的增大以至烧毁电枢绕组和换更加促使电枢电流的增大以至烧毁电枢绕组和换3如果电机在空载运行可能造成飞车使电机遭受严重的机械损伤而丏因电枢枢电流过大而将绕组烧坏
第25页/共38页
(2) 降压起动法：
n
Ust 2I N Ra
n0
目前基本采用可控硅整流
电源作为调压电源。此启
动方法，启动电流小，启 动平稳，启动能耗小。
0
TLT2 T1 T
3.注意事项
直流电动机在起动和工作时，励磁电路一定要 接通,不能让它断开,而且起动时要满励磁。否则， 磁路中只有很少的剩磁，可能产生事故：
(1) 起动电流大
起动时,n =0 Iast
UN
Ra
E
KE (10 ~
n 0 20) I a N
Iast太大会使换向器产生严重的火花,烧坏换向器；
(2) 起动转矩大
T Iast
起动时，起动转矩为(10~20)TN , 造成机械冲
击，使传动机构遭受损坏。
串励直流电动机原理讲解
2.7 串励直流电动机的电力拖动
2.7.1 机械特性
1．固有机械特性
图2.30是串励电动机的接 线图，励磁绕组与电枢绕组串联， 电枢电流Ia即为励磁电流If，电枢 电流Ia（即负载）变化将引起主 磁通 变化。
在 Ia 较小，磁路未饱和时，
与
Ia
成正比，即
KIa
（2-23）
式中，K为比例常数。此时，电磁转矩
2.31中BC段。
图2.31 Βιβλιοθήκη 励电动机 的固有机械特性由机械特性曲线可以看出：
（1）特性曲线是一条非线性的软特性，随着负载转矩 的增大（减小），转速自动减小（增大），保持功率 基本不变，即有很好的牵引性能，广泛用于机车类负 载的牵引动力。
（2）理想空载转速为无穷大，实际上由于有剩磁磁通 存车”在现，象n0一。般因可此达，（串5励～电6）动n机N，是空不载允运许行空会载出或现轻“载飞运 行或用皮带传动的。
起（动3）转由矩于大T，em与过I载a的能平力方强成。正比，因此串励电动机的
2．人为特性
串励直流电动机 同样可以采用电枢串 电阻、改变电源电压 和改变磁通的方法来 获得各种人为特性， 其人为机械特性曲线 的变化趋势与他励直 流电动机的人为机械 特性曲线的变化趋势 相似，如图2.32所示。
图2.32 串励直流电动 机的人为机械特性
图2.33 串励电 动机的他励能 耗制动
（2）自励能耗制动 自励式能耗制动时，电枢回路脱离电源后，通过制动电阻形
成回路，但为了实现制动，必须同时改接串励绕组，以保证励磁 电流的方向不变，如图2.34（a）所示。自励能耗制动时的机械特 性如图2.34（b）中曲线BO段所示。由图可见，自励能耗制动开 始时制动转矩较大，随着转速下降，电枢电动势和电流也下降，
2.7.1 机械特性
1．固有机械特性
图2.30是串励电动机的接 线图，励磁绕组与电枢绕组串联， 电枢电流Ia即为励磁电流If，电枢 电流Ia（即负载）变化将引起主 磁通 变化。
在 Ia 较小，磁路未饱和时，
与
Ia
成正比，即
KIa
（2-23）
式中，K为比例常数。此时，电磁转矩
2.31中BC段。
图2.31 Βιβλιοθήκη 励电动机 的固有机械特性由机械特性曲线可以看出：
（1）特性曲线是一条非线性的软特性，随着负载转矩 的增大（减小），转速自动减小（增大），保持功率 基本不变，即有很好的牵引性能，广泛用于机车类负 载的牵引动力。
（2）理想空载转速为无穷大，实际上由于有剩磁磁通 存车”在现，象n0一。般因可此达，（串5励～电6）动n机N，是空不载允运许行空会载出或现轻“载飞运 行或用皮带传动的。
起（动3）转由矩于大T，em与过I载a的能平力方强成。正比，因此串励电动机的
2．人为特性
串励直流电动机 同样可以采用电枢串 电阻、改变电源电压 和改变磁通的方法来 获得各种人为特性， 其人为机械特性曲线 的变化趋势与他励直 流电动机的人为机械 特性曲线的变化趋势 相似，如图2.32所示。
图2.32 串励直流电动 机的人为机械特性
图2.33 串励电 动机的他励能 耗制动
（2）自励能耗制动 自励式能耗制动时，电枢回路脱离电源后，通过制动电阻形
成回路，但为了实现制动，必须同时改接串励绕组，以保证励磁 电流的方向不变，如图2.34（a）所示。自励能耗制动时的机械特 性如图2.34（b）中曲线BO段所示。由图可见，自励能耗制动开 始时制动转矩较大，随着转速下降，电枢电动势和电流也下降，
直流电机的基本工作原理与结构1PPT课件
直流电机的基本工作原理与结构
1.1 直流电机的基本工作原理与结构 1.1.1 直流电机的基本工作原理
直流电机分为直流电动机和直流发电机两大类， 其工作原理可通过直流电机的简化模型进行说明。
1
直流发电机的工作原理
图1.1为直流发电机的简化模型。图中N, S为固定不动的定子 磁极，abcd是固定在可旋转导磁圆柱体上的转子线圈，线圈的首端a， 末端d连接到两个相互绝缘并可随线圈一同转动的导电换向片上。 转子线圈与外电路的连接是通过放置在换向片上固定不动的电刷实 现的。在定子与转子间有间隙存在，称其为气隙。
实际直流电机的电枢是根据实际应用情况需要有多个线圈。线圈 分布于电枢铁心表面的不同位置上，并按照一定的规律连接起来， 构成电机的电枢绕组。磁极N, S也是根据需要交替放置多对。
6
1.1.2 直流电机的基本结构
直流电机由定子（固定不动）与转子（旋转）两大部分组成， 定子与转子之间有空隙,称为气隙。 定子部分包括机座、主磁极、换向极、端盖、电刷等装置；转子部 分包括电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴、风扇等部件。
图1.4 直流电机的主磁极 8
上。
直流电机的基本结构（续2）
（3）换向极
换向极用来改善换
向，由铁心和套在铁心 上的绕组构成，如图1.5 所示。换向极铁心一般 用整块钢制成，如换向 要求较高，则用 1.0mm ～ 1.5mm 厚 的 钢 板叠压而成，其绕组中 流过的是电枢电流。换 向极装在相邻两主极之 间，用螺钉固定在机座 上。
下面介绍直流电机主要部件的作用与基本结构，如图1.3所示。
1—风扇；2—机座；3—电枢；4—主磁极；5—刷架；6— 换向器；7—接线板； 8—出线盒；9—换向极；10—端盖
图1.3直流电动机的结构图 7
1.1 直流电机的基本工作原理与结构 1.1.1 直流电机的基本工作原理
直流电机分为直流电动机和直流发电机两大类， 其工作原理可通过直流电机的简化模型进行说明。
1
直流发电机的工作原理
图1.1为直流发电机的简化模型。图中N, S为固定不动的定子 磁极，abcd是固定在可旋转导磁圆柱体上的转子线圈，线圈的首端a， 末端d连接到两个相互绝缘并可随线圈一同转动的导电换向片上。 转子线圈与外电路的连接是通过放置在换向片上固定不动的电刷实 现的。在定子与转子间有间隙存在，称其为气隙。
实际直流电机的电枢是根据实际应用情况需要有多个线圈。线圈 分布于电枢铁心表面的不同位置上，并按照一定的规律连接起来， 构成电机的电枢绕组。磁极N, S也是根据需要交替放置多对。
6
1.1.2 直流电机的基本结构
直流电机由定子（固定不动）与转子（旋转）两大部分组成， 定子与转子之间有空隙,称为气隙。 定子部分包括机座、主磁极、换向极、端盖、电刷等装置；转子部 分包括电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴、风扇等部件。
图1.4 直流电机的主磁极 8
上。
直流电机的基本结构（续2）
（3）换向极
换向极用来改善换
向，由铁心和套在铁心 上的绕组构成，如图1.5 所示。换向极铁心一般 用整块钢制成，如换向 要求较高，则用 1.0mm ～ 1.5mm 厚 的 钢 板叠压而成，其绕组中 流过的是电枢电流。换 向极装在相邻两主极之 间，用螺钉固定在机座 上。
下面介绍直流电机主要部件的作用与基本结构，如图1.3所示。
1—风扇；2—机座；3—电枢；4—主磁极；5—刷架；6— 换向器；7—接线板； 8—出线盒；9—换向极；10—端盖
图1.3直流电动机的结构图 7
直流电动机的原理及特性PPT课件
a)—电枢铁心 冲片
b)—电枢铁心
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2.1.1 基本机构——2.转子部分
（2）电枢绕组：电枢绕组是 由许多按一定规律联接的 线圈组成，它是直流电机 的主要电路部分，也是通 过电流和感应电动势，从 而实现机电能量转换的关 键性部件。
1—槽楔 2—线圈绝缘 3—导体 4—层间绝缘 5—槽绝缘 6—槽底绝缘
第2章 直流电动机的原理及特性
• 知识点：直流电动机与交流电动机的比较 直流电动机比交流电动机结构复杂、价格高、维修繁
琐；但起动转矩大，起动和制动性能优良、可平滑调速。
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2.1 直流电动机的基本结构和工作原理
2.1.1 基本结构 组成：定子+转子+气隙
第2页/共73页
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
图2.1 小型直流电机的结构图
第25页/共73页
第26页/共73页
2.2 直流电机的电枢绕组
23 . 感. 1应.电1动 势单的叠方 向绕判 断组
4.电刷组数=主磁极的个数 5.电刷的位置
正负电刷之间得到最大的感应电动势，或被电刷短路的元件中感应电动势最小。 电刷的中心线应对准主磁极的中心线（几何中心线位置）。
第27页/共73页
（3）换向极:换向极又称附加极或间极,其作用是用以改善换向。换向极装在相邻 两主极之间，它也是由铁心和绕组构成。
换向极与电枢绕组相串 联，流过电枢电流，绕 组匝数少而导线粗。
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1—换向极铁心 2—换向极绕组
2.1.1 基本机构——1.定子部分
（4）电刷装置：电刷的作用是把转动的电枢绕组与静止的外电路相连接，并与换向器相配合，起到整流或逆 变器的作用。
从电源输入电能，通过电磁感应转换成机械能从轴上输出 而带动生产机械转动。
直流电动机结构原理及启动等PPT课件
5
第5页/共45页
二、 直流电机的构成
直流电机由定子、转子和机座等部分构成。 机座
磁极
转子
励磁 绕组
励磁式直流电动机结构
6
第6页/共45页
1. 转子（又称电枢） 由铁芯、绕组（线圈）、换向器组成。
2. 定子 定子的分类：
永磁式：由永久磁铁做成。 励磁式：磁极上绕线圈，然后在线圈中
通过直流电，形成电磁铁。
T
32
2.7 直流电动机的使用和额定值
一、使用
1.启动
启动时,n= 0 Ea=0，若加入额定电压，则
I ast
UN Ra
IaN
Iast太大会使换向器产生严重的火花，烧坏换 向器。一般Iast限制在 (2-2.5)IaN 内。
限制Iast的措施： （1）启动时在电枢回路串电阻。 （2）启动时降低电枢电压。
If
Ia
If
Uf M U U
MU
MU
M
他励
并励
串励
复励
8
第8页/共45页
2.3 电枢电动势及电压平衡关系
一、 电枢中的感应电动势
电枢通入电流后，产生电磁转矩，使电机在磁 场中转动起来。通电线圈在磁场中转动，又会在线 圈中产生感应电动势（用E表示）。
电刷
+
FE N
IE
U
F
I
– S
换向片
9
第9页/共45页
励磁的定义：磁极上的线圈通以直流电 产生磁通，称为励磁。
7
第7页/共45页
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。
第5页/共45页
二、 直流电机的构成
直流电机由定子、转子和机座等部分构成。 机座
磁极
转子
励磁 绕组
励磁式直流电动机结构
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1. 转子（又称电枢） 由铁芯、绕组（线圈）、换向器组成。
2. 定子 定子的分类：
永磁式：由永久磁铁做成。 励磁式：磁极上绕线圈，然后在线圈中
通过直流电，形成电磁铁。
T
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2.7 直流电动机的使用和额定值
一、使用
1.启动
启动时,n= 0 Ea=0，若加入额定电压，则
I ast
UN Ra
IaN
Iast太大会使换向器产生严重的火花，烧坏换 向器。一般Iast限制在 (2-2.5)IaN 内。
限制Iast的措施： （1）启动时在电枢回路串电阻。 （2）启动时降低电枢电压。
If
Ia
If
Uf M U U
MU
MU
M
他励
并励
串励
复励
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2.3 电枢电动势及电压平衡关系
一、 电枢中的感应电动势
电枢通入电流后，产生电磁转矩，使电机在磁 场中转动起来。通电线圈在磁场中转动，又会在线 圈中产生感应电动势（用E表示）。
电刷
+
FE N
IE
U
F
I
– S
换向片
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励磁的定义：磁极上的线圈通以直流电 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。
直流电机的工作原理学习ppt课件
4 无e
13
结论： 1 . 电枢线圈中的电势方向由于电枢旋转而随时间做正 负变化。
2. 电刷A、B间出现了一个极性不变的电动势或电压。 3. 换向器的作用：把直流发电机电枢线圈中交变的感 应电动势，变成电刷A、B两端输出的直流电动势，这 种作用称为整流。
.精品课件.
14
实际电机中，电枢上放置了许多线圈组成的电枢绕组，这些线 圈均匀分布在电枢表面，并按一定规律连接起来。实践证明， 若每极下线圈边数大于8时，电势脉动的幅值将可小于1%，基本 是一直流电势。
.精品课件.
20
二、直流电动机工作原理（ f=Bli,方向：左手定则）
b
d
4
a
A
c
2
1
B
.精品课件.
21
二、直流电动机的工作原理（f=Bli,方向：左手定则）
f
i
Te
i
1
f
2
f i
Te
i
2
f
1
1 感应电流方向：
b →a , c →d 电压：A+ B-
2 无e
.精品课件.
3 感应电流方向：
a →b , d→c 电压： A+ B-
.精品课件.
27
小结： 一、直流发电机的工作原理 二、直流电动机的工作原理
.精品课件.
28
作业： 1. P11：二、（1）（2） 2. 直流发电机和直流电动机的特点？
.精品课件.
29
e v
i
要维持电动机状态，外部输入 电动势必须大于电枢内部切割运动 产生的感应电动势。
Te
1 2
i e
v
.精品课件.
24
串激电机原理 ppt课件
(2)防止触电的防护要求。大多用于电动工具，家用 电器，手持操作，严格绝缘安全防护要求。
(3)抑制无线电干扰要求。高转速又容易产生高的无 线电干扰功率和干扰电压，以及较大的噪声，要 加以抑制。
2020/12/27
15
单相串激电动机的基本系列
G系列:单相交流电源，供小型机床，搅拌机等 输出功率8W-750W，转速有4000-12000r/min SU系列,U系列(老产品):交直流两用电动机 输出功率15W-180W，转速有3600-5600r/min DT系列(老产品): 电动工具用单相串激电动机 输出功率60W-800W，转速有8000-14000r/min DT2系列:电动工具用单相串激电动机 输出功率140W-1250W，转速有9900-14300r/min
(1)直流电机磁极铁心为铸钢制成，单相串激电机时 交变磁通会产生很大的涡流损耗;
(2)串激电动机的交流电抗电压降很大;
(3)换向元件中有变压器电势，使换向困难等.
因此单相串激电动机运行于交流电源和直流电源 时性能上是有差异的。实用上单相串激电动机与 交直流两用电动机在结构是有所不同。
2020/12/27
DR530 (D22),DR510(D23) ，应用最广泛为凸 极式，也有隐极式。磁极形状多为深槽式，为 绕线机自动绕制。
定子绕组，又称串激绕组。由漆包圆铜线绕制为 集中绕组，套在定子铁心上。
电刷装置：刷握，弹簧和电刷组成，常用电化 石墨电刷。
2020/12/27
7
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2.转子
当线圈转过180度时，如图(b) ， ab边在S极面下 ，由于换向片和电刷作用，电流方向a b，而cd 边在N极面下，电流方向也改为c d，根据左手 定则，产生电磁转矩方向不变，使电动机继续转 动。
(3)抑制无线电干扰要求。高转速又容易产生高的无 线电干扰功率和干扰电压，以及较大的噪声，要 加以抑制。
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单相串激电动机的基本系列
G系列:单相交流电源，供小型机床，搅拌机等 输出功率8W-750W，转速有4000-12000r/min SU系列,U系列(老产品):交直流两用电动机 输出功率15W-180W，转速有3600-5600r/min DT系列(老产品): 电动工具用单相串激电动机 输出功率60W-800W，转速有8000-14000r/min DT2系列:电动工具用单相串激电动机 输出功率140W-1250W，转速有9900-14300r/min
(1)直流电机磁极铁心为铸钢制成，单相串激电机时 交变磁通会产生很大的涡流损耗;
(2)串激电动机的交流电抗电压降很大;
(3)换向元件中有变压器电势，使换向困难等.
因此单相串激电动机运行于交流电源和直流电源 时性能上是有差异的。实用上单相串激电动机与 交直流两用电动机在结构是有所不同。
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DR530 (D22),DR510(D23) ，应用最广泛为凸 极式，也有隐极式。磁极形状多为深槽式，为 绕线机自动绕制。
定子绕组，又称串激绕组。由漆包圆铜线绕制为 集中绕组，套在定子铁心上。
电刷装置：刷握，弹簧和电刷组成，常用电化 石墨电刷。
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2.转子
当线圈转过180度时，如图(b) ， ab边在S极面下 ，由于换向片和电刷作用，电流方向a b，而cd 边在N极面下，电流方向也改为c d，根据左手 定则，产生电磁转矩方向不变，使电动机继续转 动。
串激电机技术讲座PPT课件
串激电机技术讲座PPT课 件
第一节 电机常识
1.1 电机分类
电 机：机械能与电能相互转换的一种器械
按能源转换方式分： 电动机：电能转换成机械能 发电机：把机械能转换电能
按电源分： 直流电机：电流大小恒定 交流电机：电流按一定频率(50Hz/60Hz)交变
按功率大小分： 大型电机： 中小型电机： 微电机：中心高小于90mm或1500r/min时的折算功率小于1.1KW.
14
2.5 寻找起钩？
图纸的起钩究竟在转子的什么位置？
若以第一组所绕线圈为例，上图的起钩即绕线的第一个挂钩；
若以转子最后一槽线圈为例，上图的起钩对应于倒数第三钩。 若以转子下一个虚拟线圈为例，上图的起钩对应于转子尾钩。
结论：任意一槽的线圈都有一个起始钩，12槽就有12个起始钩。
图纸上的起始钩
12
2.3 单波绕组
K1 2 3 4 5 6 Y1+Y2=Y=YK=(k-1)/P
K1 2 3 4 5 6 Y1+Y2=Y=YK=(k+1)/P
13
2.4 生产中实用的绕线图
钩 对 槽
Z=12
槽数
U=2
虚槽数
起 K=Z*U=24 换向片数 始 钩
换向器
ABC
A BC
铁芯
①左飞叉：红线 右飞叉：绿线 ②红线头与绿线尾绕在同一钩子上 ③这组红色圈与换向器连接关系（偏移） ，适用于任意槽内的一组线圈。
9
1.9 串激电机结构
机械结构：定子、转子、轴承、前后支架、碳刷…… 材料：
导电材料：漆包线、换向器、碳刷、引接线…… 导磁材料：硅钢片、钢外壳…… 绝缘材料：绝缘纸、槽楔片、绝缘漆、套管、端板…… 支撑材料：轴、轴承、前后支架……
第一节 电机常识
1.1 电机分类
电 机：机械能与电能相互转换的一种器械
按能源转换方式分： 电动机：电能转换成机械能 发电机：把机械能转换电能
按电源分： 直流电机：电流大小恒定 交流电机：电流按一定频率(50Hz/60Hz)交变
按功率大小分： 大型电机： 中小型电机： 微电机：中心高小于90mm或1500r/min时的折算功率小于1.1KW.
14
2.5 寻找起钩？
图纸的起钩究竟在转子的什么位置？
若以第一组所绕线圈为例，上图的起钩即绕线的第一个挂钩；
若以转子最后一槽线圈为例，上图的起钩对应于倒数第三钩。 若以转子下一个虚拟线圈为例，上图的起钩对应于转子尾钩。
结论：任意一槽的线圈都有一个起始钩，12槽就有12个起始钩。
图纸上的起始钩
12
2.3 单波绕组
K1 2 3 4 5 6 Y1+Y2=Y=YK=(k-1)/P
K1 2 3 4 5 6 Y1+Y2=Y=YK=(k+1)/P
13
2.4 生产中实用的绕线图
钩 对 槽
Z=12
槽数
U=2
虚槽数
起 K=Z*U=24 换向片数 始 钩
换向器
ABC
A BC
铁芯
①左飞叉：红线 右飞叉：绿线 ②红线头与绿线尾绕在同一钩子上 ③这组红色圈与换向器连接关系（偏移） ，适用于任意槽内的一组线圈。
9
1.9 串激电机结构
机械结构：定子、转子、轴承、前后支架、碳刷…… 材料：
导电材料：漆包线、换向器、碳刷、引接线…… 导磁材料：硅钢片、钢外壳…… 绝缘材料：绝缘纸、槽楔片、绝缘漆、套管、端板…… 支撑材料：轴、轴承、前后支架……
2024年直流电动机ppt
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的关系为转速特性。
根据转速公式，可得
n0： 理想空载转速
转速下降不多， 考虑电枢发应， 有可能升高。
Ia
Mem
并励（他励）电动机转矩特性
根据转矩公式：
或者
考虑去磁， 曲线有所下降。
并励（他励）电动机效率特性
当U＝UN， If＝IfN时，
的关系叫效率特性。
其中，
为不变损耗
为可变损耗
并励（他励）电动机效率特性
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的关系为转速特性。
根据转速公式，可得
n0： 理想空载转速
转速下降不多， 考虑电枢发应， 有可能升高。
Ia
Mem
并励（他励）电动机转矩特性
根据转矩公式：
或者
考虑去磁， 曲线有所下降。
并励（他励）电动机效率特性
当U＝UN， If＝IfN时，
的关系叫效率特性。
其中，
为不变损耗
为可变损耗
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串励直流电动机的基本控制电路PPT课件
KT2
KV
KM KM1 KM2 KM3 KM4 KM5
I＞ KA
QF L+ L-
KM
KM1
KM2
M
KV AC 前１
０
后１
KM1 KM2
KM1 KM2
KA1
KA1
KA2
电动机正转:
KA2
AC手柄置前 位
KT2
置,KM,KM1 线圈得电动作, 电动机串联电 阻起动
R2
R1 KT1
RB
KM5 KM4 KM3
KM2 R1
KT2
KT1 KT2
KT1 KM1
KM2 KM3
2.自动启动控制线路
QF L+
L
KM1
M
合上电源开关QF
KM1
SB2 SB1
KM1
KM3 R2
KM2 R1
KT2
KT1 KT2
KT1 KM1
KM2 KM3
2.自动启动控制线路
QF L+
L
KM1
M
按下SB1 KM1线圈得电
SB2
KM1 SB1
KV
KM KM1 KM2 KM3 KM4 KM5
I＞ KA
KM1
KM3 R2
KM2 R1
KT2
KT1 KT2
KT1 KM1
KM2 KM3
2.自动启动控制线路
QF L+
L
KM1
M
KT1经过整定时间 KT1动断触头延时闭合
KM1
SB2 SB1
KM1
KM3 R2
KM2 R1
KT2
KT1 KT2
KT1 KM1
KM2 KM3
KV
KM KM1 KM2 KM3 KM4 KM5
I＞ KA
QF L+ L-
KM
KM1
KM2
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KV AC 前１
０
后１
KM1 KM2
KM1 KM2
KA1
KA1
KA2
电动机正转:
KA2
AC手柄置前 位
KT2
置,KM,KM1 线圈得电动作, 电动机串联电 阻起动
R2
R1 KT1
RB
KM5 KM4 KM3
KM2 R1
KT2
KT1 KT2
KT1 KM1
KM2 KM3
2.自动启动控制线路
QF L+
L
KM1
M
合上电源开关QF
KM1
SB2 SB1
KM1
KM3 R2
KM2 R1
KT2
KT1 KT2
KT1 KM1
KM2 KM3
2.自动启动控制线路
QF L+
L
KM1
M
按下SB1 KM1线圈得电
SB2
KM1 SB1
KV
KM KM1 KM2 KM3 KM4 KM5
I＞ KA
KM1
KM3 R2
KM2 R1
KT2
KT1 KT2
KT1 KM1
KM2 KM3
2.自动启动控制线路
QF L+
L
KM1
M
KT1经过整定时间 KT1动断触头延时闭合
KM1
SB2 SB1
KM1
KM3 R2
KM2 R1
KT2
KT1 KT2
KT1 KM1
KM2 KM3
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应该说明的是在进行反接制动时，电流 Ia 与
磁通 只能有一个改变方向，通常是改变电枢
电流的方向，即改变电枢电压的极性，而励磁 电流的方向维持不变。
精选
8
起（动3）转由矩于大T，em过与载Ia的能平力方强成。正比，因此串励电动机的
精选
3
2．人为特性
串励直流电动机 同样可以采用电枢串 电阻、改变电源电压 和改变磁通的方法来 获得各种人为特性， 其人为机械特性曲线 的变化趋势与他励直 流电动机的人为机械 特性曲线的变化趋势 相似，如图2.32所示。
图2.32 串励直流电动
Tem
CTI a
CT
KI
2 a
（2-24）
由此可得
Ia
Tem CTk
（2-25）
固有机械特性表达式为
n
CUeN精选
Ra R f
CeCT 2
Tem
图2.30 串励电动机 接线图
（2-26）
1
将式（2-23）和式（2-25） 代入式（2-26）中，可以得到
在轻载磁路不饱和时串励直流 动机的机械特性为
机的人为机械特性
精选
4
2.7.3 串励直流电动机的电气制动
对于串励直流电动机，由于理想空载转 速为无穷大，所以它不可能有回馈制动运转状 态，只能进行能耗制动和反接制动。 1．能耗制动
串励直流电动机Βιβλιοθήκη 能耗制动分为他励式和 自励式能耗制动两种。
精选
5
（1）他励能耗制动
他励能耗制动是把励磁绕组由串励形式改接成
制动效果变弱，制动时间较长且制动不平稳。由于这种制动方式
不需要电源，因此主要用于事故停车。
图2.34 串励电动机精选的自励能耗制动
7
2．反接制动
串励直流电动机的反接制动也有电枢电压反 接和倒拉反接制动两种，制动的原理、物理过 程和他励直流电动机相同，反接制动时，电枢 中也必须串入足够大的电阻以限制电流。
图2.33 串励电 动机的他励能 耗制动
精选
6
（2）自励能耗制动
自励式能耗制动时，电枢回路脱离电源后，通过制动电阻形
成回路，但为了实现制动，必须同时改接串励绕组，以保证励磁 电流的方向不变，如图2.34（a）所示。自励能耗制动时的机械特 性如图2.34（b）中曲线BO段所示。由图可见，自励能耗制动开 始时制动转矩较大，随着转速下降，电枢电动势和电流也下降， 同时磁通也减小，从公式 Tem CT Ia 可见，制动转矩下降很快，
2.7 串励直流电动机的电力拖动
2.7.1 机械特性
1．固有机械特性
图2.30是串励电动机的接 线图，励磁绕组与电枢绕组串联， 电枢电流Ia即为励磁电流If，电枢 电流Ia（即负载）变化将引起主 磁通 变化。
在 Ia 较小，磁路未饱和时，
与 Ia 成正比，即 KIa
（2-23）
式中，K为比例常数。此时，电磁转矩
为较“硬”的直线特性，如图
2.31中BC段。
精选
图2.31 串励电动机 的固有机械特性
2
由机械特性曲线可以看出：
（1）特性曲线是一条非线性的软特性，随着负载转矩 的增大（减小），转速自动减小（增大），保持功率 基本不变，即有很好的牵引性能，广泛用于机车类负 载的牵引动力。
（2）理想空载转速为无穷大，实际上由于有剩磁磁通 存车”在现，象n0一。般因可此达，（串5励～电6）动n机N，是空不载允运许行空会载出或现轻“载飞运 行或用皮带传动的。
他励形式，即把励磁绕组单独接到电源上，电枢绕组 外由接于制串动 励电 直阻 流电RB动后机形的成励回磁路绕，组如电图阻2.33RF（很a小），所如示果。采
用原来的电源，因电压较高，则必须在励磁回路中串 入流一个的较方大向的与限电流动电状阻态R时sf 相。同此，外否还则必不须能保产持生励制磁I动电f 转矩（因 Ia 已反向）。他励能耗制动时的机械特性 为一直线，如图2.33（b）中直线BC段所示，其制动 过程与他励直流电动机的能耗制动完全相同。他励能 耗制动的效果好，应用较广泛。
n CTK UN Ra R f
CeK Tem CeK
A Tem
B
（2-27）
式中 、 ,该式表明转 A CTK UN CeK
B Ra R f CeK
速n与 Tem 成反比，其机械特性如
图2.31中AB段。
当 Ia 较大，磁路饱和时， 基本保持不变，此时机械特性与
他励直流电动机的机械特性相似，
磁通 只能有一个改变方向，通常是改变电枢
电流的方向，即改变电枢电压的极性，而励磁 电流的方向维持不变。
精选
8
起（动3）转由矩于大T，em过与载Ia的能平力方强成。正比，因此串励电动机的
精选
3
2．人为特性
串励直流电动机 同样可以采用电枢串 电阻、改变电源电压 和改变磁通的方法来 获得各种人为特性， 其人为机械特性曲线 的变化趋势与他励直 流电动机的人为机械 特性曲线的变化趋势 相似，如图2.32所示。
图2.32 串励直流电动
Tem
CTI a
CT
KI
2 a
（2-24）
由此可得
Ia
Tem CTk
（2-25）
固有机械特性表达式为
n
CUeN精选
Ra R f
CeCT 2
Tem
图2.30 串励电动机 接线图
（2-26）
1
将式（2-23）和式（2-25） 代入式（2-26）中，可以得到
在轻载磁路不饱和时串励直流 动机的机械特性为
机的人为机械特性
精选
4
2.7.3 串励直流电动机的电气制动
对于串励直流电动机，由于理想空载转 速为无穷大，所以它不可能有回馈制动运转状 态，只能进行能耗制动和反接制动。 1．能耗制动
串励直流电动机Βιβλιοθήκη 能耗制动分为他励式和 自励式能耗制动两种。
精选
5
（1）他励能耗制动
他励能耗制动是把励磁绕组由串励形式改接成
制动效果变弱，制动时间较长且制动不平稳。由于这种制动方式
不需要电源，因此主要用于事故停车。
图2.34 串励电动机精选的自励能耗制动
7
2．反接制动
串励直流电动机的反接制动也有电枢电压反 接和倒拉反接制动两种，制动的原理、物理过 程和他励直流电动机相同，反接制动时，电枢 中也必须串入足够大的电阻以限制电流。
图2.33 串励电 动机的他励能 耗制动
精选
6
（2）自励能耗制动
自励式能耗制动时，电枢回路脱离电源后，通过制动电阻形
成回路，但为了实现制动，必须同时改接串励绕组，以保证励磁 电流的方向不变，如图2.34（a）所示。自励能耗制动时的机械特 性如图2.34（b）中曲线BO段所示。由图可见，自励能耗制动开 始时制动转矩较大，随着转速下降，电枢电动势和电流也下降， 同时磁通也减小，从公式 Tem CT Ia 可见，制动转矩下降很快，
2.7 串励直流电动机的电力拖动
2.7.1 机械特性
1．固有机械特性
图2.30是串励电动机的接 线图，励磁绕组与电枢绕组串联， 电枢电流Ia即为励磁电流If，电枢 电流Ia（即负载）变化将引起主 磁通 变化。
在 Ia 较小，磁路未饱和时，
与 Ia 成正比，即 KIa
（2-23）
式中，K为比例常数。此时，电磁转矩
为较“硬”的直线特性，如图
2.31中BC段。
精选
图2.31 串励电动机 的固有机械特性
2
由机械特性曲线可以看出：
（1）特性曲线是一条非线性的软特性，随着负载转矩 的增大（减小），转速自动减小（增大），保持功率 基本不变，即有很好的牵引性能，广泛用于机车类负 载的牵引动力。
（2）理想空载转速为无穷大，实际上由于有剩磁磁通 存车”在现，象n0一。般因可此达，（串5励～电6）动n机N，是空不载允运许行空会载出或现轻“载飞运 行或用皮带传动的。
他励形式，即把励磁绕组单独接到电源上，电枢绕组 外由接于制串动 励电 直阻 流电RB动后机形的成励回磁路绕，组如电图阻2.33RF（很a小），所如示果。采
用原来的电源，因电压较高，则必须在励磁回路中串 入流一个的较方大向的与限电流动电状阻态R时sf 相。同此，外否还则必不须能保产持生励制磁I动电f 转矩（因 Ia 已反向）。他励能耗制动时的机械特性 为一直线，如图2.33（b）中直线BC段所示，其制动 过程与他励直流电动机的能耗制动完全相同。他励能 耗制动的效果好，应用较广泛。
n CTK UN Ra R f
CeK Tem CeK
A Tem
B
（2-27）
式中 、 ,该式表明转 A CTK UN CeK
B Ra R f CeK
速n与 Tem 成反比，其机械特性如
图2.31中AB段。
当 Ia 较大，磁路饱和时， 基本保持不变，此时机械特性与
他励直流电动机的机械特性相似，