第1章-直流电机的基本原理PPT课件

1.3 直流电机的基本结构
换向器
1.3 直流电机的基本结构
七、电刷装置
作用：保持和换向器的滑动接触， 与换向器配合，将线圈中的交流电势 变为电刷上的直流电势 构成：电刷、刷握、刷杆、刷杆座 个数：与磁极个数相同。
1.4直流电机的基本工作原理
一、直流发电机的工作原理
1.4 直流电机的基本工作原理
1.4 直流电机的基本工作原理
二、直流电动机的工作原理
f Bxli
在直流电动机中，虽然外加电 源为直流，但通过换向器的作 用，导体中的电流将随其所处 磁极极性的改变而同时改变其 方向，从而使电磁转矩的方向 始终保持不变。即线圈中的电 流是交变的，但产生的电磁转 矩方向是恒定的。
1.4 直流电机的基本工作原理
二、换向极（附加极）
作用：改善换向 构成：铁心：整块钢或钢板
绕组：和电枢绕组串联 位置：两个主磁极的中心线上→几何中心线 个数：一般和主极个数一样。也有是主极个数的一半。 三、机座 作用：①固定主磁极、换向极和端盖等
②主磁路的一部分（磁轭） 构成：铸钢或厚钢板焊接
1.3 直流电机的基本结构
四、电枢铁心 作用：①主磁路 ②安放电枢绕组 构成：硅钢片迭成
极数：主磁极的个数，等于
2p 。
S
N
p=2 即4极电机
1.3 直流电机的基本结构
1.3 直流电机的基本结构
一、主磁极 励磁绕组套在
作用：产生主磁场 主磁极极身上 构成：⑴主极铁心：1~1.5mm厚的钢板
⑵励磁绕组：用绝缘铜线构成
主磁极钢板冲片 （1-1.5mm厚）
主磁极由钢板 冲片叠压而成
1.3 直流电机的基本结构
1.4 直流电机的基本工作原理
一、直流发电机的工作原理 增加导体可减小感应电动势的脉动。 当有足够多的线圈和换向片时，可 获得稳定直流电势。当每极下导体 数大于8时，脉动可小于1%。
1.4 直流电机的基本工作原理
一、直流发电机的工作原理
结论： 1）电枢绕组内电势、电流为交流电； 2）电刷间为直流电势。绕组中感应电势与电流方向一致； 3）电枢电流产生的磁场在空间上是恒定不变的磁场； 4）产生的电磁转矩与转子转向相反， 为制动性质； 5）原动机克服电磁制动转矩作功，将机械能转换为电能。
二、直流电动机的工作原理
N
a
n
+A
Ⅰ
-
Ⅱ
B
d
S (a)
N
b
i
d
i
c
+A
n
Ⅰ
-
Ⅱ
a
B
S (b)
c
i i
b
1.4 直流电机的基本工作原理
二、直流电动机的工作原理
1.4 直流电机的基本工作原理
二、直流电动机的工作原理
结论： 1）外施电压、电流是直流， 电枢绕组内电流是交流； 2）电枢绕组中感应电势与电流方向相反； 3）线圈是旋转的，电枢电流是交变的。 电枢电流产生的磁 场在空间上是恒定不变的； 4）产生的电磁转矩与转子转向相同， 为驱动性质； 5）电磁转矩克服负载转矩作功，将电能转换为机械能。
电能 机械能
•直流发电机：
电源
励磁机
信号传递 测速发电机
1.1 概述
用途： •直流电动机：
优点：
动力用-直流电动机
信号传递 直流伺服电动机
•直流发电机：波形平滑性好，电磁干扰小
•直流电动机： ① 调速范围宽，平滑性好； ② 起动、过载、制动转矩大； ③ 易于控制，可靠性高； ④ 调速时能量损耗小，经济，系统成本低。
本节基本要求
了解直流电机的的基本结构 掌握直流电机的基本工作原理 直流电机的额定值
主要内容
➢概述 ➢直流电机的基本结构 ➢直流电机的基本工作原理 ➢直流电机的型号和额定值
1.1 概述
直流电机是根据电磁感应定律和电磁力定律实现机械能与直流 电能转换的机器
分类： 直流电机
用途：
直流发电机：机械能 直流电动机：电能
1.2 直流电机的基本结构
主要由定子、转子两部分组成
直流电机
定子
转子
机座
端盖
电枢铁心
电枢绕组
主磁极 换向极 电刷装置 换向器
风扇 转轴
轴承
主极铁心 励磁绕组 刷杆 电刷 刷握 刷杆座
(产生电动势，流过 电流，产生电磁转矩)
(产生励磁磁场)
1.2 直流电机的基本结构
1. 机械结构
定子部分
转子部分
主磁极 换向极 机座 电刷装置 电枢铁心 电枢绕组 换向器
一、直流发电机的工作原理
通过换向 片，电刷 A总与位 于N极下 的导体相 连，极性 为正。
电刷B总 与位于S 极下的导 体相连， 极性为负
1.4 直流电机的基本工作原理
一、直流发电机的工作原理
e Bxlv Bx
线圈中的电动势和电流均为交流 通过换向片，电刷固定接于某一 磁极下的导体 换向器将电枢绕组中的交流电转 化为电刷两端的直流电
1.1 概述
缺点： 成本高、结构和工艺复杂、维修困难、安全可靠性差。 应用实例：
•直流发电机：直流电动机的电源、同步机的励磁、电镀、电 解、电冶炼等的直流电源
•直流电动机： 给粉系统、卷扬机、大型机床、电力机车、 电车、电气机车牵引、造纸、纺织拖动、吊 车、挖掘机械、轧钢机、船舶推进等
发展趋势： 直流发电机逐步被电力电子整流电源所取代； 直流电动机逐步被交流电动机所取代；
1.4 直流电机的基本工作原理
三、直流电机的可逆原理
同一台直流电机， 通过改变外界条件，既可以作为电动机运 行，也可以作为发电机运行。在电机理论中称为可逆原理。 如果用原动机拖动电枢旋转，可以从电刷端引出直流电动势 而作为直流电源对负载供电，此为发电机运行。 如果在电刷端外加直流电压，则可以带动轴上的机械负载旋 转，从而把电能转变成机械能，此为电动机运行。
2. 电气结构
励磁回路
电枢回路
主磁极 换向极 电刷装置 电枢绕组 换向器
主磁极， 励磁绕组
2-1 工作原理及结构
电源接线端
电刷 换向器
机械连结轴
电枢（绕组）
1.3 直流电机的基本结构
1.3 直流电机的基本结构
N极和S极成对出现且沿圆周均
匀交替分布；
极对数：N极或S极的个数，通
N
S
常用 p 表示；
均匀开槽
涂绝缘漆冲 片叠压而成
电枢铁心冲片 (0.35-0.5mm厚)
（硅钢片）
电枢 结构 示意
+
_
2-1 工作原理及结构
外电源固定 极性电流
一个电枢 绕组
电机旋转体 电枢
换向片 换向电刷
1.3 直流电机的基本结构
五、电枢绕组 作用：感应电动势和通过电流，实现能量转换 构成：按一定规律连接的绝缘铜线构成 六、换向器 作用：将线圈里的交流电势变为电刷端的直 流电势。或把外加的直流电流变为线圈中的交 流电流。 构成：铜片组成，用云母绝缘