《直流电机》PPT课件

第1章 直流电机
1.1.1 直流电机的主要结构
定子
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1.1 直流电机的基本工作原理和结构
主磁极：产生恒定的气隙磁通，由铁心和励磁绕组构成 换向磁极：改善换向。
电刷装置：与换向片配合,完成直流与交流的互换 机座和端盖：起支撑和固定作用。 电枢铁心：主磁路的一部分，放置电枢绕组。 电枢绕组：由带绝缘的导线绕制而成，是电路部分。 换向器：与电刷装置配合,完成直流与交流的互换 转轴 轴承
第1章 直流电机
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二、直流电动机工作原理 在磁场作用下，N极性下导体 直流电动机是将电能转变 ab受力方向从右向左，S 极下导 成机械能的旋转机械。 体cd受力方向从左向右。该电磁 把电刷A、B接到直流电源上， 力形成逆时针方向的电磁转矩。 电刷A接正极，电刷B接负极。此 当电磁转矩大于阻转矩时，电机 时电枢线圈中将电流流过。 转子逆时针方向旋转。
第1章 直流电机
1.2 直流电机的结构及铭牌 1.2.1 结构 直流电机结构： 主要由定子、转 子（电枢）两大 部分组成。 定子的作用是产 生磁场；转子的 作用是产生电磁 转矩和感应电动 势。
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第1章 直流电机
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图1-4
直流电机横剖面示意图
第1章 直流电机
1.定子
第1章 直流电机
直流电机优缺点：
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优点：起动性能和调速性能好，过载能力大。 缺点：存在电流换向问题，结构工艺复杂，使用有色金属多， 价格昂贵，运行可靠性差。
直流电机发展形势：
随着近年来电力电子学和微电子学的迅速发展，将逐步被 交流调速电动机取代，直流发电机则正在被电力电子器件整 流装置所取代。但在今后一个相当长的时期内，直流电机仍 将在许多场合继续发挥作用。
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与电刷A接触的导体总是位于N 极下，与电刷B接触的导体总是位 于S极下,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极交替旋转多对。
额定电流 IN
额定功率时对应的电流 在额定电压、额定电流下，运 电动机：是指输入额定电压。 行于额定功率时对应的转速. 电机铭牌上还标有其它数 额定励磁电流 I fN 据，如励磁电压、出厂日 对应于额定电压、额定电流、额 期、出厂编号等。 定转速及额定功率时的励磁电流
发电机：是指输出额定电压；
额定转速 nN 在额定电压下，运行于
第1章 直流电机
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。 与直流发电机相同，实际的 直流电动机的电枢并非单一线圈， 磁极也并非一对。
第1章 直流电机
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本章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，从应用角度分析直流发电机的运行特性和直流 电动机的工作特性。 1.1 直流电机的基本工作原理与结构 1.2 直流电机电枢绕组简介 1.3 直流电机的电枢反应 1.4 直流电机的电枢电动势和电磁转矩 1.5 直流电机的换向 1.6 直流发电机 1.7 直流电动机 思考题与习题
第1章 直流电机
当原动机驱动 电机转子逆时针旋 转时同，线圈abcd 将感应电动势。如 右图，导体ab在N极 下，a点高电位，b 点低电位；导体cd 在S极下，c点高电 位，d点低电位；电 刷A极性为正，电刷 B极性为负。
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第1章 直流电机
当原动机驱动电机转子逆时针 旋转 1800 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。
(4)端盖：端盖装在机座两端并通过端盖中的轴承支撑转子， 将定转子连为一体。同时端盖对电机内部还起防护作用。
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(5)电刷装置：电刷装置是电枢电路的引出（或引入）装置， 它由电刷、刷握、刷杆和连线等部分组成。
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直流电 动机的 工作原 理示意 图:
第1章 直流电机
1.1.3 直流电机的铭牌数据 额定功率 PN
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指轴上输出 电动机 指电刷间输出的 发电机 额定条件下电机 的机械功率 额定电功率 所能提供的功率 额定电压 UN
在额定工况下，电机 出线端的平均电压
转子
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电机的各组成部件
第1章 直流电机
1.1.2 直流电机的工作原理
一、直流发电机工作原理
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1.1 直流电机的基本工作原理和结构
直流发电机是将机械能转变成电能的旋转机械。 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。
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直流电机的定子由主磁极、机座、换向极、端盖和电刷装 置等部件组成。 (1)主磁极：主要作用是建立主磁场。绝大多数直流电机的主 磁极不是用永久磁铁而是由励磁绕组通以直流电流来建立磁 场。主磁极由主磁极铁心和套装在铁心上的励磁绕组构成。 主磁极铁心靠近转子一端的扩大的部分称为极靴，它的作用 是使气隙磁阻减小，改善主磁极磁场分布，并使励磁绕组容 易固定。 (2)换向极：主要作用是改善换向，安装在两相邻主磁极之间， 是由换向极铁心和套在铁心上的换向极绕组构成。 (3)机座：机座有两个作用，一是作为主磁极的一部分，二是 作为电机的结构框架。机座中作为磁通通路的部分称为磁轭。 机座的两端装有端盖。