电机拖动与控制课件kj1

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电机拖动及控制
2.转子部分
转子是直流电机的重要部件。由于感生电动势和电磁转矩都是
在转子绕组中产生，是机械能和电磁能转换的枢纽，因此直流电机 的转子也称为电枢。
➢转轴
转轴、支架和风记扇 对于小容量的直流电机，电枢铁心装在轴
上。对于大容量的直流电机，为减少硅钢片的消耗和转子重量，轴
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直流电动机原理分析
+ U
-A
N
a n
i
b e
ie c
B
d
S
f—电磁力，单位是牛顿（N）
Bx—导件所在位置的磁感应强度，单位是特斯拉（T）
l—导件ab和cd的有效长度，单位是米（m）
I—导件中流过的电流，单位是安培（A）
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直流电动机原理分析
换向极的作用是改善直流电机的换向性能，消除直流电机带负载时 换向器产生的有害火花。换向极的数目一般与主磁极数目相同，只有小 功率的直流电机格不装换向极或装设只有主磁极数一半的换向极。 ➢电刷装置
其作用有两个，一是使转子绕组与电机外部电路接通；二是与换向 器配合，完成直流电机外部直流与内部交流的互换。
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第一章 直流电机
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第一章 直流电机
1.1 直流电机原理及结构 1.2 直流电机的电枢绕组 1.3 直流电机的磁场 1.4 直流电机的感应电动势及电磁转矩 1.5 直流电机的换向 1.6 直流电动机基本特性 1.7 直流发电机特性 1.8 直流电动机的起动、调速和制动 1.8 小结
上装有金属支架，电枢铁心装在金属支架上。为了加强电机的散热，
轴上还装有风扇。
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1—转轴；2—轴承；3—换向器；4—电枢铁心；5—电枢绕组；6—风扇；
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1.1.2直流电机工作原理
直流电机的工作原理是基于电磁感应定律和电磁力定律的。 直流电动机是根据载流导体在磁场中受力这一基本原理工作的。 直流发电机则是根据切割磁场的导体会产生感生电势这一基本理 论工作的。
B
N a n i
d S
b e
ie c
为了保证电机逆时针方向受力实现连续地逆时针方向转动， 当导体ab在N极下的时候，电流方向是a，当导体ab转到S极下时， 电流就应该由，同样导体cd中和电流也应作相应的改变。
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直流电动机原理分析
+ U
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a n
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ie c
➢电枢绕组
作用是产生感生电动势和电磁转矩，从而实现电能和机械能的相互
转换。
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1 —转轴；2—ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ承；3—换向器；4—电枢铁心；5—电枢绕组；6—风扇2；020/10/6
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2.转子部分
转子是直流电机的重要部件。由于感生电动势和电磁转矩都
是在转子绕组中产生，是机械能和电磁能转换的枢纽，因此直流 电机的转子也称为电枢。
B
d
S
线圈中电流方向的改变是电刷和通过换向器来完成的，换向器是由 很多换向片组成的，换向片与电枢的每一个线圈相连，随电枢旋转，而 电刷A、B接外部固定电源，与换向片交替接触，使换向片获得不同极 性的电压，这样在线圈中的电流方向也相应地改变，从而使每一个磁极 下导体中的电流方向保护恒定不变，实现直流电机的连续运行。
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2.转子部分
转子是直流电机的重要部件。由于感生电动势和电磁转矩都是在转 子绕组中产生，是机械能和电磁能转换的枢纽，因此直流电机的转子也 称为电枢。
➢电枢铁心
有两个作用：一是作为磁路的一部分；二是将电枢绕组安放在铁心 的槽内。 为了减小由于电机磁通变化产生的涡流损耗，电枢铁心通常 采用0.35～0.5mm硅钢片冲压叠成。
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1.1 直流电机原理及结构
直流电机是一种旋转电器，完成直流电能与机械能的转换。 能将直流电能转换成机械能的，称直流电动机或称其工作于直流 电动状态。 将电能转换成机械能的，则称为直流发电机或称其工作于直流电 动状态。
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1.1.1直流电机的基本结构
1—轴承；2—轴；3—电枢绕组；4—换抽极绕组；5—电枢铁心；6—后端盖；
7—刷杆座；8—换向器；9—电刷；10—主磁极；11—机座；12—励磁绕组；
13—风扇；14—前端盖
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直流电机的基本结构剖面图
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1—电枢绕组；1—电枢铁心；1—机座；1—主磁极铁心；1—励磁绕组；1—
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直流电动机原理分析
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直流电动机原理分析
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d S
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首先要在励磁绕组上通入直流励磁电流，产生所需要的磁场 再通过电刷和换向器向电枢绕组通入直流电流，提供电能 于是电枢电流在磁场的作用下产生电磁转矩，驱动电机转动。
换向极绕组；1—换向极铁心；1—；主磁极磁靴；机座底脚
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1.定子部分：
➢主磁极 其作用是产生恒定的主磁场，由主磁极铁心和套在铁心上的励磁绕
组组成。铁心的上部叫极身，下部叫磁靴。磁靴的作用是减小气隙磁阻， 使气隙磁通沿气隙均匀分布。 ➢机座
有两个作用，一是作为各磁极间的磁路，这部分称为定子的磁轭； 二是作为电机的机械支撑。 ➢换向极
➢换向器
是直流电机的关键部件，它与电刷配合，在直流电机中，能
将电枢绕组中的交流电动势或交流电流转变成电刷两端的直流电 动势或直流电流。
换向器的种类很多，主要取决于电机的容量与转速。在中小
型直流电机中最常用的为拱形换向器。
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1—换向片；2—套筒； 3—V形环；4—片间云母； 5—云母；6—螺母
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直流电动机原理分析
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在电刷A和B间加上一直流电压时，则在绕组元件中就有一个直流 电流产生，其方向是：a到b，根据基本的电磁力定律可知，通有电流的 导件ab和cd在磁场中会受到电磁力的作用。其大小为：
f =Bx L I
+ U
-A
B
N a n i
d S
b e
ie c
由左手定则可以判断出电枢绕组所受的电磁力是逆时针方向
的。为了使电动机能沿着一定的方向连续转动，就必须在线圈转
动的情况下，保持进入N极下的线圈电流始终是一个方向，而S
极下的电流是另一个方向。
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