第章直流电机分解
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1. 定子 (1) 主磁极 (2) 换向极 (3) 机座 (4) 端盖等
(a) 主磁极
(b) 机座
直流电机的定子
3.1.1 直流电机的基本结构
直流电机的定子
更多的图片
3.1.1 直流电机的基本结构
2. 转子（电枢） (1) 电枢铁心 (2) 电枢绕组
(3) 换向器 (4) 转轴与风扇
(a) 转子主体
S
合成磁场 （负载时的磁场）
电枢反应：电枢磁通势对主极磁场的影响。
3.3 直流电机的电枢反应
电枢反应的影响 ① 总磁场被扭歪了
几何中心线与物理中心线分开了, 电刷位置处的元件的 e≠0，增加换向困难。 ② 一半磁极的磁通增加，一半磁极的磁通减少， 磁路不饱和时，每极磁通不变； 磁路饱和时，每极磁通减少，e 和T 相应减少。
4. 额定转速 nN 5. 额定励磁电压 UfN 6. 额定励磁电流 IfN ※ 额定状态 ：
指 U、I、P、n 均为额定值的状态。 ※ 满载状态 ：
指 I = IN 的状态。
第3 章 直流电机的基本理论
3.3 直流电机的电枢反应
N
物理 中心线
几何
中心线
S
励磁磁场 （空载磁场）
N
电枢磁场
物理 中心线
If +
+ I Ia If
他 Ua
M
Uf
U
M
并
励－
－
－
励
+I
串U
励－
Ia
+I
MU
－
Ia If
M 复 励
3.2 直流电机的基本结构
2. 直流发电机按励磁方式分类
+ If 他 Uf
励－
Ia If
串G 励
Ia +
G
Ua
－
自 I+ 励
U
－
If Ia I +
G
U并
－励
If
Ia
G
I+
U复
－励
3.2 直流电机的基本结构
3.1.2 直流电机的工作原理
电磁关系
直流 电流
换向
交流 电流
Φ
克服
电磁转矩 (拖动转矩)
旋转
机械 负载
反电 做功 动势
3.1.2 直流电机的工作原理
二、直流发电机的工作原理
N
－
E
＋
S
N
－பைடு நூலகம்
E
＋
S
电磁 关系
原动机 做功
Φ
感应电动 势、电流
换向
输出 直流电
电磁转矩 （阻转矩）
3.1.2 直流电机的发电机
(b) 电枢钢片
直流电机的转子
3.1.1 直流电机的基本结构
电机装配图
更多的图片
3.1.2直流电机的工作原理
3.1.2 直流电机的工作原理
一、直流电动机的工作原理
电刷
＋ U －
N
S 换向片
N
＋
U
－
S
线圈边切割磁感线会产生什么？
3.1.2直流电机的工作原理
直流电动机工作原理小结
根据上述原理，可以看出直流电动机有如下特点： （1）直流电动机将输入电功率转换成机械功率输出； （2）电磁转矩起驱动作用； （3）利用换向器和电刷，直流电动机将输入的直流 电流逆变成导体中的交变电流； （4）直流电动机导体中的电流与运动电势方向相反。
3.2 直流电机的铭牌和额定值
3.2 直流电机的铭牌和额定值
3.2.1直流电机的铭牌
型号为Z2-91的直流电机 是一台机座号为9、电枢铁心为短铁心的第2次改 型设计的直流电机。 机座号表示直流电机电枢铁心外直径的大小，共 有1-9个机座号，机座号数越大，直径越大。 电枢铁心长度分为短铁心和长铁心两种，1表示短 铁心，2表示长铁心。
3.2 直流电机的铭牌和额定值
3.2.2 直流电机的额定值
1. 额定电压 UN 发电机的 UN ：指输出电压的额定值。 电动机的 UN ：指输入电压的额定值。
2. 额定电流 IN 发电机的 IN ：指输出电流的额定值。 电动机的 IN ：指输入电流的额定值。
3. 额定功率 PN 发电机的 PN ：指输出电功率的额定值(UN IN ) 。 电动机的 PN ：指输出机械功率的额定值 (UN INηN ) 。
n 1 2 3 4 5 6 3 8 9 10 11 12
A1
B1
A2
B2
※ 电刷的中心线对 着磁极的中心线：
① 电刷之间的电动 势最大。
② 被电刷短接的元 件电动势为零。
※ 习惯称 “电刷放在 几何中心线位置”。
几何中心线
3.3 直流电机的电枢绕组
二、励磁方式
1. 直流电动机按励磁方式分类
+ Ia
从旋转与否的角度分
从电能的性质分
发
电
电
动
机
机
变 压 器
控 制 电
机
旋转电机 （发电机 电动机）
静止电机 （变压器）
直
交
流
流
电
电
机
机
3.1.1 直流电机的基本结构
3.1.1 直流电机的基本结构
直流电机的结构 电枢
3.1.1 直流电机的基本结构
直流电机
更多的图片
3.1.1直流电机的基本结构
一、主要部件
直流发电机工作原理小结
根据原理分析，可以看出直流发电机有如下特点： （1） 直流发电机将输入机械功率转换成电功率输出； （2）利用换向器和电刷，直流发电机将导体中的交变 电势和电流整流成直流输出； （3） 直流电动机导体中的电流与运动电势方向相同。 （4）电磁转矩起制动作用。 一台直流电机原则上既可以作为电动机运行，也可以 作为发电机运行，取决于外界不同的条件。
A1
B1
A2
B2
3 6' 4 3' 5 8'
B1
11' 8 10' 3 9' 6
A1 A2
9 12' 10 1' 11 2'
B2
5' 2 4' 1 3' 12
※ 并联支路对数：a = 2。 ※ 电刷的中心线对着磁极的中心线。
3.3 直流电机的电枢绕组
单叠绕组的展开图
磁极中心线
1 2 3N 5 6S 8 9N 11 12S
直流电枢绕组
1 2 34
1 2 34
Ia ＋
e Ae
＋e e
e E
e
－e e
B
Ia
－＋
e Ae
＋
e
e
E
e － e
e eB
－
83 65
83 65
电动机
发电机
两匝元件
3.3 直流电机的电枢绕组
单叠绕组的展开图
1 2 3 N 5 6 S 8 9 N 11 12S
n 1 2 3 4 5 6 3 8 9 10 11 12
电机与拖动技术基础
第 3 章 直流电机的基本理论
3.1 直流电机的基本结构和工作原理 3.2 直流电机的铭牌和额定值 3.3 直流电机的电枢绕组 3.4 电流电机的电磁转矩和电动势
返回主页
第3章 直流电机的基本理论
第3章 直流电机
为了能建立一个感性 认识，对电机进行简 单的分类如下：
电机的分类
从能量转换的角度分
3.2.2 直流电机的额定值
1.额定转速 2.励磁方式和额定励磁电流
电动机轴上输出的额定转矩为
3.3 直流电机的电枢绕组
直流电枢绕组
2
3
1
2
1
4
AB
8
3
AB
8
5
3
4
3 12
6 34
6 81
5 23
A
B
A
B
83 65
3 6 54
结论：整个电枢绕组通过换向片连成一个闭合回路。
3.3 直流电机的电枢绕组
(a) 主磁极
(b) 机座
直流电机的定子
3.1.1 直流电机的基本结构
直流电机的定子
更多的图片
3.1.1 直流电机的基本结构
2. 转子（电枢） (1) 电枢铁心 (2) 电枢绕组
(3) 换向器 (4) 转轴与风扇
(a) 转子主体
S
合成磁场 （负载时的磁场）
电枢反应：电枢磁通势对主极磁场的影响。
3.3 直流电机的电枢反应
电枢反应的影响 ① 总磁场被扭歪了
几何中心线与物理中心线分开了, 电刷位置处的元件的 e≠0，增加换向困难。 ② 一半磁极的磁通增加，一半磁极的磁通减少， 磁路不饱和时，每极磁通不变； 磁路饱和时，每极磁通减少，e 和T 相应减少。
4. 额定转速 nN 5. 额定励磁电压 UfN 6. 额定励磁电流 IfN ※ 额定状态 ：
指 U、I、P、n 均为额定值的状态。 ※ 满载状态 ：
指 I = IN 的状态。
第3 章 直流电机的基本理论
3.3 直流电机的电枢反应
N
物理 中心线
几何
中心线
S
励磁磁场 （空载磁场）
N
电枢磁场
物理 中心线
If +
+ I Ia If
他 Ua
M
Uf
U
M
并
励－
－
－
励
+I
串U
励－
Ia
+I
MU
－
Ia If
M 复 励
3.2 直流电机的基本结构
2. 直流发电机按励磁方式分类
+ If 他 Uf
励－
Ia If
串G 励
Ia +
G
Ua
－
自 I+ 励
U
－
If Ia I +
G
U并
－励
If
Ia
G
I+
U复
－励
3.2 直流电机的基本结构
3.1.2 直流电机的工作原理
电磁关系
直流 电流
换向
交流 电流
Φ
克服
电磁转矩 (拖动转矩)
旋转
机械 负载
反电 做功 动势
3.1.2 直流电机的工作原理
二、直流发电机的工作原理
N
－
E
＋
S
N
－பைடு நூலகம்
E
＋
S
电磁 关系
原动机 做功
Φ
感应电动 势、电流
换向
输出 直流电
电磁转矩 （阻转矩）
3.1.2 直流电机的发电机
(b) 电枢钢片
直流电机的转子
3.1.1 直流电机的基本结构
电机装配图
更多的图片
3.1.2直流电机的工作原理
3.1.2 直流电机的工作原理
一、直流电动机的工作原理
电刷
＋ U －
N
S 换向片
N
＋
U
－
S
线圈边切割磁感线会产生什么？
3.1.2直流电机的工作原理
直流电动机工作原理小结
根据上述原理，可以看出直流电动机有如下特点： （1）直流电动机将输入电功率转换成机械功率输出； （2）电磁转矩起驱动作用； （3）利用换向器和电刷，直流电动机将输入的直流 电流逆变成导体中的交变电流； （4）直流电动机导体中的电流与运动电势方向相反。
3.2 直流电机的铭牌和额定值
3.2 直流电机的铭牌和额定值
3.2.1直流电机的铭牌
型号为Z2-91的直流电机 是一台机座号为9、电枢铁心为短铁心的第2次改 型设计的直流电机。 机座号表示直流电机电枢铁心外直径的大小，共 有1-9个机座号，机座号数越大，直径越大。 电枢铁心长度分为短铁心和长铁心两种，1表示短 铁心，2表示长铁心。
3.2 直流电机的铭牌和额定值
3.2.2 直流电机的额定值
1. 额定电压 UN 发电机的 UN ：指输出电压的额定值。 电动机的 UN ：指输入电压的额定值。
2. 额定电流 IN 发电机的 IN ：指输出电流的额定值。 电动机的 IN ：指输入电流的额定值。
3. 额定功率 PN 发电机的 PN ：指输出电功率的额定值(UN IN ) 。 电动机的 PN ：指输出机械功率的额定值 (UN INηN ) 。
n 1 2 3 4 5 6 3 8 9 10 11 12
A1
B1
A2
B2
※ 电刷的中心线对 着磁极的中心线：
① 电刷之间的电动 势最大。
② 被电刷短接的元 件电动势为零。
※ 习惯称 “电刷放在 几何中心线位置”。
几何中心线
3.3 直流电机的电枢绕组
二、励磁方式
1. 直流电动机按励磁方式分类
+ Ia
从旋转与否的角度分
从电能的性质分
发
电
电
动
机
机
变 压 器
控 制 电
机
旋转电机 （发电机 电动机）
静止电机 （变压器）
直
交
流
流
电
电
机
机
3.1.1 直流电机的基本结构
3.1.1 直流电机的基本结构
直流电机的结构 电枢
3.1.1 直流电机的基本结构
直流电机
更多的图片
3.1.1直流电机的基本结构
一、主要部件
直流发电机工作原理小结
根据原理分析，可以看出直流发电机有如下特点： （1） 直流发电机将输入机械功率转换成电功率输出； （2）利用换向器和电刷，直流发电机将导体中的交变 电势和电流整流成直流输出； （3） 直流电动机导体中的电流与运动电势方向相同。 （4）电磁转矩起制动作用。 一台直流电机原则上既可以作为电动机运行，也可以 作为发电机运行，取决于外界不同的条件。
A1
B1
A2
B2
3 6' 4 3' 5 8'
B1
11' 8 10' 3 9' 6
A1 A2
9 12' 10 1' 11 2'
B2
5' 2 4' 1 3' 12
※ 并联支路对数：a = 2。 ※ 电刷的中心线对着磁极的中心线。
3.3 直流电机的电枢绕组
单叠绕组的展开图
磁极中心线
1 2 3N 5 6S 8 9N 11 12S
直流电枢绕组
1 2 34
1 2 34
Ia ＋
e Ae
＋e e
e E
e
－e e
B
Ia
－＋
e Ae
＋
e
e
E
e － e
e eB
－
83 65
83 65
电动机
发电机
两匝元件
3.3 直流电机的电枢绕组
单叠绕组的展开图
1 2 3 N 5 6 S 8 9 N 11 12S
n 1 2 3 4 5 6 3 8 9 10 11 12
电机与拖动技术基础
第 3 章 直流电机的基本理论
3.1 直流电机的基本结构和工作原理 3.2 直流电机的铭牌和额定值 3.3 直流电机的电枢绕组 3.4 电流电机的电磁转矩和电动势
返回主页
第3章 直流电机的基本理论
第3章 直流电机
为了能建立一个感性 认识，对电机进行简 单的分类如下：
电机的分类
从能量转换的角度分
3.2.2 直流电机的额定值
1.额定转速 2.励磁方式和额定励磁电流
电动机轴上输出的额定转矩为
3.3 直流电机的电枢绕组
直流电枢绕组
2
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1
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4
AB
8
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8
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6 34
6 81
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A
B
A
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83 65
3 6 54
结论：整个电枢绕组通过换向片连成一个闭合回路。
3.3 直流电机的电枢绕组