电机学课件第二章直流电机

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电机学课件第2章直流电机电力拖动课件

电机学课件第2章直流电机电力拖动课件
调速控制电路
采用可控整流器、直流斩波器等电路实现直流电 机调速控制。
直流电机启动控制
启动方式
通过软启动、星三角启动等方式实现直流电机的平稳启动。
启动电流
启动过程中电流较大,会对电网造成冲击。
启动控制电路
采用电阻限流、电抗限流等方式实现直流电机启动控制。
直流电机制动控制
1 2
制动方式
通过能耗制动、反接制动等方式实现直流电机的 制动。
根据调速方式分类
可分为有级调速和无级调 速直流电机电力拖动系统。
直流电机电力拖动系统的特点
调速性能好
直流电机可以通过改变 输入电压或电流实现平 滑调速,具有良好的线
性调速性能。
启动转矩大
直流电机启动时能够提 供较大的转矩,适用于 需要重载启动的场合。
控制精度高
直流电机电力拖动系统 可以通过控制器实现精 确的速度和位置控制。
直流电机的工作原理
当直流电源通过电刷和换向器加在电枢绕组上时,电流在电枢绕组中产生磁场。 磁场与主磁极相互作用,产生转矩,使转子旋转。
随着转子的旋转,电枢绕组中的电流方向不断改变,以保持磁场与电流方向的同步。
直流电机的励磁方式
他励直流电机
励磁绕组与电枢绕组独立,励磁 电流由外部电源提供。
自励直流电机
负载变化对温升的影响
当负载增加时,直流电机的温升也会相应增加。因此,需要合理选 择电机容量和散热方式,以避免过热。
04
直流电机电力拖动系
通过改变电枢电流、电枢电压、励磁电流等参数, 实现直流电机的调速。
调速性能
调速平滑、范围宽、效率高,但调速过程中会产 生较大的转矩波动。
生产效率。
在电力、水利、化工等产业中, 直流电机用于泵、风机等设备的

电机学(刘颖慧)课件第2章直流电机基本理论

电机学(刘颖慧)课件第2章直流电机基本理论
Department of Electrical Engineering, HUT
电机学 Electric machinery
2.1.5 直流电机的结构
❖ 直流电机由定子和转子两大部分构成,两者之间存在气隙。 ❖ 定子主要用来建立主磁场,并作为电机的机械支撑,包括主
磁极、换向极、机座、电刷装置和端盖等部件。 ❖ 转子又称为电枢,主要包括电枢铁心、电枢绕组和换向器等
❖ 换向器
❖ 对于发电机,换向器的作用是将电枢绕组中的交变电动势转 变为直流电动势向外部输出直流电压;
❖ 对于电动机,它是将外界供给的直流电流转变为绕组中的交 变电流以使电机旋转。
(a) 换向片
图2.1.7 换向器结构
(b) 换向器
Department of Electrical Engineering, HUT
第2章 直流电机基本理论
直流电机是指能输出直流电流的发电机或通入直 流电流而产生机械运动的电动机。
直流电动机具有良好的启动性能和宽广平滑的调 速特性。
直流发电机主要做直流电源。
电机学 Electric machinery
2.1 直流电机的基本原理与结构
❖ 电机的分类: ❖ 应用电磁原理实现电能与机械能互换的旋转机械,统称为电
Department of Electrical Engineering, HUT
电机学 Electric machinery
电枢绕组设计的基本要求:
1.电动势大,波形好; 2.电流大,产生并承受的电磁力和电磁转矩大; 3.结构简单,连接可靠; 4.便于维修; 5.换向性能好;
电枢绕组的类型:
1.叠绕组:单叠绕组和复叠绕组; 2.波绕组:单波绕组和复波绕组; 3.蛙绕组:叠绕组和波绕组的组合;

电机学学习课件教学课件PPT直流电动机

电机学学习课件教学课件PPT直流电动机
Electrical Machinery
一、基本方程式
(1)电流方程 (2)电势平衡式
I I f Ia
U
I
Te,n
If Ia
Ea Ra
Rf
电枢回路: U Ea Ia (Ra R )
励磁回路:
U I f Rf
U > Ea
重要的转速公式
n U Ia (Ra R ) Ce
School of Electrical and Engineering , Jiangsu University
Electrical Machinery
人为特性的几点补充
(1)考虑电枢反应时,会使机械特性上翘。影响稳定 性。通过补偿绕组改善。
(2)机械特性的确定。特殊点(n0,0),(nN,TN)
(3)通过电机的数据铭牌估算机械特性
n0
UN Ce N
,
Ce N
EaN nN
UN
I N Ra nN
School of Electrical and Engineering , Jiangsu University
Te CT
Ra
n
U Ce
Ra CeCT 2
Te
n
可得
Ra CeCT 2
机械特性是稍下降的直线, 计及饱和, 成为水平或上翘。
Te
School of Electrical and Engineering , Jiangsu University
Electrical Machinery
硬特性:从并励电动机转速随所需电磁转矩的增加而 稍有变化。
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电枢回路串电阻的人为机械特性
电枢串电阻人为特性的特点: (1)理想空载转速n0与固有机械特性的n0相同;

电机学第2章直流电机课件

电机学第2章直流电机课件

2.直流电机的基本结构
图2-5 电枢上装有6个线圈 (11′到66′)的情况
2.直流电机的基本结构
图2-7 直流电机剖面图
2.直流电机的基本结构
图2-8 主磁极
2.直流电机的基本结构
图2-9 电枢铁心
2.直流电机的基本结构
图2-10 电枢线圈
2.直流电机的基本结构
图2-12 换向器
3.励磁方式
2.并励电动机的运行特性
2.并励电动机的运行特性
图2-42 并励电动机的机械特性
2.并励电动机的运行特性
2.并励电动机的运行特性
2.并励电动机的运行特性
3.串励电动机的运行特性
图2-43 串励电动机的接线图
3.串励电动机的运行特性
3.串励电动机的运行特性
图2-44 串励电动机的工作特性
图2-14 直流电机的励磁方式 a)他励式 b)并励式 c)串励式 d)复励式
4.直流电机的额定值
(1)额定功率PN 指电机在铭牌规定的额定状态下运行时,电机 的输出功率,用千瓦(kW)表示。 (2)额定电压UN 指额定状态下电枢出线端的电压,以伏(V)表 示。 (3)额定电流IN 指电机在额定电压下运行、输出功率为额定功 率时,电机的线电流,以安(A)表示。 (4)额定转速nN 指额定状态下运行时转子的转速,以转/分(r/mi n)表示。
2.单叠绕组
2.单叠绕组
图2-19 单叠绕组展开图(2p=4,S=K= =16)
2.单叠绕组
图2-20 图2-19所示瞬间电枢绕组的电路图
3.单波绕组
3.单波绕组
图2-21 单波绕组的展开图(2p=4, =S=K=15) a)部分展开图 b)全部展开图
3.单波绕组

第2章 直流电机-电动机

第2章  直流电机-电动机
电机学 Electric Machinery
(第2章 直流电机-电动机)
2006.3
《电机学》第2章 直流电机——直流电动机特性与传动
直流电动机的基本特性和直流电力传动
➢ 直流电动机的基本方程 ➢ 直流电动机的工作特性 ➢ 直流电动机的机械特性 ➢ 直流电动机的启动 ➢ 电力传动系统稳定运行条件 ➢ 直流电动机的调速 ➢ 直流电动机的制动
《电机学》第2章 直流电机——直流电动机特性与传动
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二、工作特性
➢ 直流电动机 n、Tem、η=f(P2)的关系曲线称为工作特性。 ➢ 直流电动机的工作特性因励磁方式而异,可用计算法求得,
但大多用实验方法确定。
1. 并励电动机的工作特性
并励电动机 试验接线图
《电机学》第2章 直流电机——直流电动机特性与传动
Rj n
《电机学》第2章 直流电机——直流电动机特性与传动
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2. 改变励磁电流调速
3. 改变端电压调速
If n
U n
《电机学》第2章 直流电机——直流电动机特性与传动
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四、直流电动机的制动 1. 能耗制动
并励电动 机能耗制 动接线图
U CEΦn Ia Ra Ia RL
Ia
CEΦn Ra RL
《电机学》第2章 直流电机——直流电动机特性与传动
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三、机械特性 n=f(Tem)
n
U
Ia (Ra CEΦ
Rj)
U CEΦ
Ra Rj CECTΦ2
Tem
Rj为串入电枢回路的调节电阻,用于改变机械特性的形状。 Rj =0时为自然机械特性,Rj≠0为人工机械特性。
1. 并励电动机
n n0 k jTem

《章直流电机》课件

《章直流电机》课件

直流电机的发展趋势
紧凑化
为了适应空间限制和便携式设备 的需求,直流电机将趋向于更紧
凑的设计。
长寿命
提高直流电机的寿命和可靠性,减 少维护成本和停机时间。
环保化
随着环保意识的提高,直流电机将 更加环保,采用环保材料和节能技 术。
未来直流电机的研究方向
新材料与新工艺
研究新型材料和制造工艺,提高 直流电机的性能和可靠性。
PART 02
直流电机的结构与工作原 理
直流磁极、换向极、机座和端盖等部分,主要作用是产生磁场和固定电机。
转子包括电枢铁芯、电枢绕组、换向器、转轴等部分,主要作用是在磁场中旋转并 输出机械能。
直流电机的工作原理
直流电机通过磁场对电流的作用 力使转子转动,从而实现电能和
由于直流电机具有较大的启动转矩和调速性能,因此能够满 足电动工具在各种复杂环境下的使用需求。
PART 04
直流电机的维护与保养
直流电机的日常维护
每日检查
检查电机外部是否有异常声音、振动 或气味,检查电机温度是否正常,检 查电机连接线是否松动或破损。
清洁
润滑
对于需要润滑的电机,定期添加润滑 油或润滑脂,保证电机轴承的正常运 转。
直流电机常见故障及排除方法
电机不转
检查电源是否正常,检 查电机是否过载,检查
电机轴承是否损坏。
电机过热
检查电机散热是否良好 ,检查电机是否过载, 检查电机轴承是否损坏

电机振动
检查电机安装是否稳固 ,检查电机轴承是否损 坏,检查电机内部是否
有异物。
声音异常
检查电机是否松动,检 查电机轴承是否损坏, 检查电机内部是否有异
物。
PART 05

《电机学》课件 第二章直流电机6

《电机学》课件   第二章直流电机6

1)此时电动机的转速是多少(磁路不饱和) 2)发电机额定运行时的电磁转矩是多少 3)电动机运行时的电磁转矩是多少
直流电动机的起动、调速和制动
例3:两台完全相同的并励直流电机,同轴相联,并接于230V的 电网上,空载运行,在1000r/min时,空载数据如下: 现已知电机A的励磁电流为1.4A,B的为1.3A。电枢回路总电阻 为0.1Ω,转速为1200r/min,忽略电枢反映的影响,试问:
If/A U0/V
1.3 186.7
1.4 195.9
1)哪台是发电机,哪台是电动机? 2)两机的总机械损耗和铁耗是多少? 3)只调节励磁电流是否可改变两机的运行状态(保持转速不变) 4)是否可以在两机在1200r/min时都为发电机或电动机运行?
直流电动机的起动、调速和制动
例4:一台他励直流发电机由一台并励直流电动机拖动发电,它 们的额定数据为:发电机:Pn=19kW,Un=230V,nN=1450r/min, η=85%, Ufn=220V,Ifn=2.0A,ra=0.177Ω,2ΔUb=2V。电动机: Pn=22kW,Un=220V,nN=1450r/min,η=86%, Ifn=3.82A, ra=0.107Ω,2ΔUb=2V。
直流电动机的起动、调速和制动
例1:一台并励直流电动机,Pn=10kW,Un=220V,nN=1000r/min, η=83%,Ra=0.283Ω,2ΔUb=2V,Ifn=1.7A。设负载总转矩Tl恒定, 在电枢回路串入一电阻使转速降低到500r/min,试求:
1)电枢电流
2)电枢回路串入调节电阻的大小
Ia U E Ra
产生很大的与旋转方向相反 的电磁转矩,使电机制动。
反接制动时,会产生很大的冲击电流,因此电枢回路中应串 入适当的电阻,限制电流;当电机转速降低到零时,应把电 源切除,否则电机将反转。

电机学PPT课件-直流电动机

电机学PPT课件-直流电动机

3
机电一体化设计
结合机械、电子、信息等多学科知识,进行直流 电动机的优化设计,实现高效、紧凑、可靠的设 计目标。
THANKS
感谢观看
电动车与新能源汽车
随着电动车和新能源汽车的普及,直流电动机作为动力源将得到 更广泛的应用。
智能家居与家电
直流电动机在智能家居和家电领域的应用将不断拓展,如智能吸 尘器、电动窗帘等。
直流电动机的创新研究
1 2
新材料与新工艺
研究新型材料和制造工艺,提高直流电动机的性 能和可靠性。
控制策略优化
研究先进的控制算法和策略,提高直流电动机的 响应速度和稳定性。
电机学ppt课件-直 流电动机
目录
• 直流电动机简介 • 直流电动机的特性 • 直流电动机的控制 • 直流电动机的常见故障与维护 • 直流电动机的发展趋势与展望
01
CATALOGUE
直流电动机简介
直流电动机的基本结构
定子
固定部分,包括主磁极和换向器。
转子
旋转部分,由导电的电枢绕组和铁芯组成。
换向器
大。
转矩与磁通关系
02
在一定范围内,转矩与磁通成正比。但当磁通增加到一定程度
时,转矩增加趋缓。
转矩与转速关系
03
在一定转速范围内,转矩与转速成反比。转速越高,转矩越小

直流电动机的机械特性
机械特性方程
直流电动机的机械特性方 程表示了电动机的转速、 转矩和电源电压之间的关 系。
固有机械特性
固有机械特性是指在一定 励磁电流和电枢电压下的 机械特性。
当电机发生缺相故障时,自动切断电源,防 止电机因缺相而损坏。
04
CATALOGUE

电机第2章.ppt

电机第2章.ppt
(1)电枢回路铜耗pcua 它包括以下几项,电枢绕组铜耗;与电枢绕组串联的 串励绕组、换向极绕组及补偿绕组的铜耗;电刷与换向器的接触电阻上的铜耗。
(2)励磁回路的铜耗pcuf 由于励磁回路的铜耗很小,而且是一个不变的值, 一般把它归入不变损耗范畴。
不论发电机还是电动机,电枢电流都随负载的变化而变化,因而电机中的电枢 铜耗又叫可变损耗。电机的机械损耗和励磁一定时的铁耗只与转速有关,当电 机的转速变化不大时,由机械损耗和铁芯损耗合成的空载损耗是基本不变的, 故空载损耗又叫不变损耗。
1、自励条件
曲线1为空载特性曲线,曲线2为励磁回路总电阻Rf 特性曲线, 也称场阻线 U f I f Rf 。
增大Rf ,场阻线变为曲线3时,Rf 称为临界 电阻Rcr 。如图所示。
若再增加励磁回路电阻,发电机将不能自 励。
U
原动机带动发电机旋转时,如果主磁 U0
极有剩磁,则电枢绕组切割剩磁通感应电
根据电路基尔霍夫定律可得电枢回路的电动势平
衡方程式: Ea U Ia Ra
式中 Ia I
I f U /(Rf
I
f
R
pf
;I是发电机的输出电流。
)
+U - I Ea
Ia
Rf If
Rfad
并励发电机电路图
2、功率平衡方程式
Pm
PFe
Pad
Pcua
P1
Pe
P2
m
Pcuf
并励直流发电机的功率流程图
P1 UI UIa P1 (Ea I a Ra )I a Ea I a I 2a Ra P1 Pem pCua
P2 Pem pFe pm pad P2 Pem pFe pm Pem p0

电机学直流电机

电机学直流电机

励磁回路 U I f rf r j I f R f
电流方程 I a I I f
2.4.1基本方程
2、功率平衡方程 电磁功率:电枢绕组感应电动势E与电枢电流Ia的乘积
PemEIa Pem6p0NaaΦnIa 2pπNaaΦIa3π0nTemΩ PemUIUIf Ia2Ra P2pCuf pCua P2pCu
2.3.2直流电机的空载磁场
➢磁通:空载是电机中的磁场是对称分布的,分为两部分
✓主磁通:经气隙、电枢、相邻主极下的气隙、主极铁芯、定 子磁轭闭合,
主磁通同时交链与励磁绕组和电枢绕组; 在电枢绕组中产生感应电动势,实现机电能量交换;
用0表示,
✓漏磁通:经主极间的空气或定子磁轭闭合, 不穿过气隙; 不参与机电能量交换;
2.2.1电枢绕组基本特点
➢ 基本概念
✓ 绕组元件:两端分别与两片换向片连接的单匝或多匝线圈, ✓ 元件边:放在槽中切割磁力线、感应电动势的有效边, ✓ 上下元件边:放在某一槽上下层, ✓ 端接:元件槽外的部分前端接、后端接,
2.2.1电枢绕组基本特点
➢ 基本概念
✓ 槽内每层元件边数:u ✓ 槽数Z与虚槽数Zi:Zi=uZ ✓ 元件数S、换向片数K与虚槽数Zi:S=K=Zi
P 1 P e m p C u a p C u f P e m p C u P e m P 2 p m e c + p F e p a d P 2 p 0
P 1 P 2 p C u a p C u f p m e c + p F e p a d P 2 p C u p 0 P 2 p
CT
30 π
CE
2.4直流发电机的基本特性
2.4.1基本方程
If

电机学第二章PPT课件

电机学第二章PPT课件
功用: 是磁路的一部分;转
子槽中放置绕组
特点: 电枢旋转时被交变磁化,所以转子铁心中有铁耗。
(2)电枢绕组
功用: 感应电势,流过电流,产生电
磁力和电磁转矩,是电机能 够实现能量转换的核心部件。
构成: 由绝缘导线绕成线圈,各线圈以一定的规律焊接
在换向片上而连成一个整体。
(3)换向器
功用: 把电枢绕组内部的交流电势用
导 体 中 感 应 电 势 的 方 向: ab导 体 :b a cd导 体 :d c
e Blv
式中:B —导体所在处的气隙密磁度通 l — 导体的有效长度 v — 导体的线速度
v 2Rn
60
e B
2.当电枢旋转e时 随, 时间的变化规 B沿 律与 气隙的分布规律相同
规定: 从电枢进入磁极的磁
机械换接的方法转换为直流 电势。
构成: 换向器由多片彼此绝缘的换向
片组成。
§2.1.3 直流电机的额定值
一、什么是额定值?
电机生产厂家根据设计和试验数据,确定的电机 在额定运行工况时的物理量,如电压、电流、 功率、转速等等。
二、有哪些额定值?
1.额定电UN压 ,单位V) (
2.额 定 电IN, 流单 位 为 A)(
三、元件的形状与放置
1.直流电枢绕组的构成 电枢绕组是由结构形状相同的绕组元件(简称元 件)构成。
2.什么是元件? 指两端分别与两片换向片连接的单匝或多匝线圈。
元件边: 每个元件两个放在槽中切割磁力线感应电动势 的有效边
端接:组元件在 电枢表面槽中的嵌 放,每个元件的一 个元件边放在某一 槽的上层另一个元 件边则放在另一个 槽的下层。
3.额定功 PN,率 单位 W或k为 W (指输出功率) 4.额 定 转 nN,速 单 位 r m为 in
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