第一章 直流电机概述

直流电机的主要额定值
对于直流发电机， PN 是指输出的电功 率，它等于额定电压和额定电流的乘积。
PN U N I N
对于直流电动机， PN 是指输出的机械 功率，所以公式中还应有效率 N 存在。
PN U N I N N
直流电机的优缺点
（1）优点：
直流发电机的电势波形较好，电磁干扰较小。 直流电动机的调速范围宽广，调速特性平滑。 直流电动机过载能力较强，起动和制动转矩较大。
二
直 流 电 机 的 结 构
分解 图
转 轴
风叶
磁极
电刷
换 向 器
Baidu Nhomakorabea
换向片 电枢转子 电枢绕组 压紧环 换向器 绕组端部
直流电机定子/转子
转子 Rotor
直流电机的主要结构部件
1、主磁极和换向极
•极数：主磁极的个数，等 于2p
2、主磁极和励磁绕组
励磁绕组实物图
3、电枢铁心和电枢绕组
4、换向器和电刷
• 增加导体数可减少感应电动势和电磁转 矩的脉动。当每极下导体数大于8时，脉 动可小于1%。
提问
(1) 哪些部件转动、哪些部件不动？ (2) 绕组线圈电流性质、电刷端电流的性质？ (3) 实际电机结构要在物理模型上作哪些改动？ 参考答案： (1) 转动：绕组线圈、换向器； 静止：主磁极、电刷 (2) 绕组线圈：交流；电刷端：直流 (3) 增加铁心、绕组线圈数、轴承、端盖等
1 2 3 4
V形套筒 云母环 换向片 连接片
换向器实物图
电刷实物图
5、转轴
三、直流电机的主要额定值
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，以 “W” 为量纲单位。 若大于1kW或1MW时,则用 kW 或 MW 表示。 2、额定电压 U N ：指额定状态下电枢出线端的电压， 以 “V” 为量纲单位。 3、额定电流 I N ：指电机在额定电压、额定功率时的 电枢电流值，以 “A” 为量纲单位。 4、额定转速 n N ：指额定状态下运行时转子的转速， 以“r/min”为量纲单位。 5、额定励磁电流 I fN ：指电机在额定状态时的励磁电 流值。
（2）缺点：
由于存在换向器，其制造、维护复杂，价格较高。
讨 论
2. 在保证电机输出功率不变的情况下，加大电机 转速对电机的体积、重量有何影响？ 3. 航空直流电动机，额定功率PN＝60W，额定电 压UN=27V，额定效率 N 0.44 ，求其额定电 流。
e B lv B
通过电刷和换向器 将交流变成直流， 其作用相当于单相 全波整流器。
3、直流电机的电动原理
左 手 定 则
ba
n逆时针转向
ba
f B il
n逆时针转向
4、直流电机的可逆性原理
对于一匝线圈，电 功率 eABi 2B lvi，机械功 率 Tem 2 fv 2 B lvi 。即 电势所形成的电功率等 于电磁力所产生的机械 功率。在旋转的电机中 ，不论是发电机还是电 动机，这两种功率是等 量存在的，这两种能量 形式是可逆的。
本章主要内容
一、直流电机的基本原理
二、直流电机的基本结构 三、型号及其额定数据
一、直流电机基本工作原理
1、直流电机的原理模型 2、直流电机的发电原理
3、直流电机的电动原理
4、直流电机的可逆性原理
1、直流电机的原理模型
2、直流电机的发电原理
右 手 定 则
ba
A+ B-
ba
A+ B-
2、直流电机的发电原理