1直流电机讲义教案版

0.1 概述
电机是利用电磁感应原理工作的机械。 电机常用的分类方式有两种：一是按功能用途分，有发电机、电动机、 变压器和控制电机四大类；二是按电机结构或转速分，有变压器和旋转 电机。
电 机 的 分 类
就 能 量 转 换 的 功 能 来 看
按 学 科 的 不 同 根 据 应 用 场 合 的 要 求 和 电 源 的 不 同
发 电 机 电 动 机 变 压 器 控 制 电 机静 止 电 机旋 转 电 机 （ 变 压 器 ）
直 流 电 机交 流 电 机
0.1 概述
电机
变压器
旋转电机
直流电机
直流发电机
直流电动机 同步电机
交流电机 控制电机
异步电机
同步发电机 同步电动机 异步发电机 异步电动机
0.1 概述
电机拖动系统是用电动机来拖动机械运行的系统。包括： 电动机、传动机构、生产机械、控制设备和电源五个部分。
精品
1直流电机教案版
第一讲：本课程概述
本课程主要章节内容：直流电机；直流电动机的 电力拖动；变压器；三相异步电动机；三相异步 电动机的电力拖动；同步电机；驱动和控制微电 机；风力发电机
0 本课程概述
0.1 电机及电力拖动系统简介 0.2 本课程的性质、任务和内容 0.3 本课程的特点及学习方法 0.4 风力发电机组简介
本课程的内容有直流电机、直流电动机的电力拖动、变压 器、三相异步电动机、三相异步电动机的电力拖动、同步电 机、驱动和微控电机、电动机的选择八个部分。
0.3 本课程的特点及学习方法
电机及拖动是一门理论性很强的技术基础课，同时又具有专业 课的性质，涉及的基础理论和实际知识面广，是电磁学、动力 学、热力学等学科知识的综合。用理论分析电机及拖动的实际 问题时，必须结合电机的具体结构，采用工程观点和分析方法。 掌握基本理论的同时，还要注意培养实验操作技能和计算方法。
0.4 风力发电机组简介
第1教学单元
直流电机
概述
本单元主要讨论直流电机的基本结构和工作原理，讨论直 流电机的磁场分布、感应电动势、电磁转矩、电枢反应及影响、 换向及改善换向方法。
本单元主要讲解内容：1.直流电机的基本工作原理与结构； 2.直流电机的电枢绕组；3.直流电机的电枢反应 ；4.直流 电机的电枢电动势和电磁转矩；5.直流电机的换向 ；6.直 流发电机 ；7.直流电动机
可见，和电刷A接触的导体总是位于N极下，和电刷B接触的导体总 是位于S极下，因此电刷A的极性总是正的，电刷B的极性总是负的， 在电刷A、B两端可获得直流电动势。
实际直流发电机的电枢是根据实际需要有多个线圈。线圈分布在电 枢铁心表面的不同位置，按照一定的规律连接起来，构成电机的电枢 绕组。磁极也是根据需要N、S极交替排列多对。
1.风力发电机工作过程描述
2.风力发电机（以下简称风力机）是一种将风能转换为电 能的能量转换装置。
0.4 风力发电机组简介
3.风力机的系统图：
风
进一步有：
风
叶轮
风力发电机
电力
传动系
发电机 电力
4.风力机类型 可分为两类：1）水平轴风力机，风轮的旋转轴与风向平行； 2）垂直轴风力机，风轮的旋转轴垂直于地面或气流方向
0.4 风力发电机组简介
水平轴
垂直轴
0.4 风力发电机组简介
5.风力机用发电机类型 1）直流发电机——小型风力机（家庭型） 2）并网型装机发电机：异步型 和同步型
0.4 风力发电机组简介
金风 48/750Leabharlann 金风600金风1200
MULTIBRID 5000kW 叶轮直径： D116 重量：290T
第一讲：直流电机的基本工作原理
直流电机的基本工作原理
1.直流发电机工作原理
右图为直流发电机的物理模型，N、 S为定子磁极，abcd是固定在可旋转 导磁圆柱体上的线圈，线圈连同导磁 圆柱体称为电机的转子或电枢。线圈 的首末端a、d连接到两个相互绝缘并 可随线圈一同旋转的换向片上。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进行的。
第一讲：直流电机的基本工作原理
直流电 动机的 工作原 理示意 图:
直流电动机 工作原理
第二讲：直流电机的结构
直流电机的主要结构
定子 转子
主磁极 换向磁极 电刷装置 机座 端盖
为了学好本门课程，必须做到以下几点： 1、抓主要矛盾，有条件地略去一些次要因素； 2、抓住重点，牢固掌握基本概念、基本原理和主要特性； 3、要有良好的学习方法，运用对比或比较的方法，分析电 机的共性和特点，加深对原理和性能的理解； 4、理论联系实际，重视科学实验和工程实践； 5、充分预习和复习。
0.4 风力发电机组简介
它们之间的关系如下 电源
控制设备
电动机
传动机构
生产负载
0.2 本课程的性质、任务和内容
本课程是工业电气自动化、电气技术和供用电技术、机 电等专业的一门专业基础课。
本课程的任务是让学生掌握电机制基本结构和工作原理， 以及拖动系统的运行性能、分析计算、电机选择及试验方法， 培养在电机及电力拖动方面分析和解决问题的能力，为今后 学习和工作打下坚实的基础。
第一讲：直流电机的基本工作原理
2.直流电动机工作原理
直流电动机是将电能转变成机械能 的旋转机械。
把电刷A、B接到直流电源上，电刷 A接正极，电刷B接负极。此时电枢 线圈中将有电流i流过。
在磁场作用下，N极性下导体ab受力 方向从右向左，S 极下导体cd受力方 向从左向右。该电磁力形成逆时针方 向的电磁转矩。当电磁转矩大于阻转 矩时，电机转子逆时针方向旋转。
第一讲：直流电机的基本工作原理
当原动机驱动电机转子逆时针旋转 180 0
后，如右图。
导体ab在S极下，a点低电位，b点 高电位；导体cd在N极下，c点低电 位，d点高电位；电刷A极性仍为正， 电刷B极性仍为负。
可见，和电刷A接触的导体总是位 于N极下，和电刷B接触的导体总是 位于S极下。
第一讲：直流电机的基本工作原理
第一讲：直流电机的基本工作原理
当电枢旋转到右图所示位置时
原N极性下导体ab转到S极下，受 力方向从左向右，原S 极下导体cd 转到N极下，受力方向从右向左。 该电磁力形成逆时针方向的电磁转 矩。线圈在该电磁力形成的电磁转 矩作用下继续逆时针方向旋转。
同直流发电机相同，实际的直流电 动机的电枢并非单一线圈，磁极也 并非一对。