直流电动机基础理论
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直流电动机启动方法和原理分析摘要:本文对直流电动机的工作原理做了阐述,并对直流电动机的直接启动的缺点做了说明。
通过对他励直流电动机启动原理的详细分析,说明了几种启动方法的实用性和有效性。
关键词:直流电动机启动1引言直流电动机由于具有良好的启动和调速性能被广泛应用。
直流电动机的运行过程主要包括启动、稳定运行和制动三个阶段。
在启动过程中,直流电动机的电流值超过额定运行值的十几倍,如此大的电流将对电动机本身及直流供电系统造成很大的不良影响,严重时将导致安全生产事故甚至停产,所以控制直流电动机启动阶段的电流值对工矿企业的正常与安全生产具有重要意义。
为控制直流电动机启动阶段的电流值,技术人员采取了许多方法,这些方法都是以直流电动机的启动原理作为根据的,为满足现代企业对直流拖动设备的需求并发展更多、更先进的启动方法,对直流电动机的启动原理进行深入的分析显得尤为重要。
2直流电动机工作原理直流电动机工作原理的理论基础是安培定律:带电导体在磁场中必然会受到力的作用即电磁力作用。
判断所受电磁力方向用左手定则:磁力线穿过左手掌心,左手四指方向为带电导体电流方向,左手大拇指方向即为导体所受到的电磁力方向。
直流电动机的主磁极绕组通以直流电建立主磁场,转子绕组(也称为电枢绕组)通以交流电即为带电导体,转子绕组在磁场中受到电磁力作用并产生电磁转矩使转子旋转。
即将输入的电能转化为机械能输出。
3他励直流电动机直接启动特性3.1直接启动:即他励直流电动机电枢回路两端电压为额定值,电枢回路不串入附加电阻的启动方法。
3.2直接启动电流特点:(1)他励直流电动机电枢回路电压平衡方程为:U=Ea+IaRa=Cefn+IaRa (公式1)公式1中:U为他励直流电动机电枢回路两端电压;Ea为电动机转子绕组切割主磁场产生的反电动势;Ia为电枢回路总电流;Ra为电枢回路总电阻;Ce为感应电动势常数;f为每极磁通量;n为转子转速。
(2)根据公式1可知:他励直流电动机启动瞬间转子转速 n为零,所以反电动势Ea为零;电枢回路两端电压U为额定值:电枢回路总电阻Ra为额定值,所以相当于电压直接加在了电枢回路电阻上。
直流电机的工作原理
直流电机是一种将直流电能转化为机械能的装置。
它的工作原理基于洛伦兹力和电动行为的相互作用。
直流电机的核心部件是电枢,由大量线圈组成。
当直流电源施加在电枢上时,电流流经线圈,产生一圈圈的磁场。
在电枢旁边,有一个磁体称为永磁体或者磁场极,它产生恒定的磁场。
当电流通过电枢的线圈时,根据右手定则,线圈内的磁场与永磁体的磁场产生相互作用,产生力矩。
由于电流的方向是可逆的,所以直流电机的转向也是可逆的。
当电流改变方向时,电枢产生的磁场方向也会改变,进而改变了与永磁体的相互作用,实现了转向。
为了实现连续的旋转运动,直流电机需要一个机械装置来改变电枢线圈的方向。
这个装置通常由一个可调整的组件(如换向器和刷子)组成,它能够使电流从一个线圈转移到下一个线圈,从而保持电枢的旋转方向。
总之,直流电机工作的基本原理就是利用洛伦兹力和电动行为,通过电磁感应和相互作用实现电能到机械能的转换。
电机学知识点总结电机学知识点总结电机学课程是高等学校电气类专业的一门重要技术基础课课程的特点是理论性强、概念抽象、专业性特征明显它涉及的基础理论和知识面较广牵涉电、磁、热、机械等综合知识。
下面请看小编带来的电机学知识点总结。
直流电动机知识点1、直流电动机主要结构是定子和转子;定子主要包括定子铁心、励磁绕组、电刷。
转子主要包括转子铁心、电枢绕组、换向器。
2、直流电动机通过电刷与换向器与外电路相连接。
3、直流电动机的工作原理:通过电刷与换向器之间的切换,导体内的电流随着导体所处的磁极性的改变而同时改变其方向,从而使电磁转矩的方向始终不变。
4、通过电刷和换向器将外部通入的直流电变成线圈内的交变电流的过程叫做“逆变”。
5、励磁方式分为他励式和自励式;自励式包括并励式、串励式和复励式。
(只考他励式和并励式,掌握他励式和并励式的图形)6、直流电机的额定值:①额定功率PN 对于发电机额定功率指线端输出的电功率;对于电动机额定功率指轴上输出的机械功率。
②额定电压、额定电流均指额定状态下电机的线电压线电流。
7、磁极数=电刷数=支路数(2p=电刷数=2a,p为极对数,a为支路对数)8、空载时电极内的磁场由励磁绕组的磁动势单独作用产生,分为主磁通和漏磁通两部分。
9、电枢反应:负载时电枢磁动势对气隙主磁场的影响。
10、电刷位置是电枢表面电流分布的分界线。
11、交轴电枢反应的影响:①使气隙磁场发生畸变;②物理中线偏离几何中线;③饱和时具有一定的去磁作用。
12、电刷偏离几何中线时,出现直轴。
13、Ea=CeΦn Te=CTΦIa CT=9.55Ce14、发电机 Ea=U+IaRa电动机 U=Ea+IaRa15、他励发电机的特性(主要掌握外特性U=f(I))曲线向下倾斜原因①U=Ea‐IaRa;随着负载电流I增大,电枢电阻压降 IaRa随之增大,所以U减小。
②交轴电枢反应产生一定的去磁作用;随着负载的增加,气隙磁通Φ和电枢电动势Ea将减小,再加上IaRa的增大使电压的下降程度增大。
直流电机的原理
直流电机是利用电流产生的磁场与磁场相互作用而产生转矩的一种电动机。
它
是将直流电能转化为机械能的装置,广泛应用于各种电动设备中。
直流电机的原理主要包括电磁感应原理、洛伦兹力原理和电动机转矩原理。
首先,我们来看电磁感应原理。
根据法拉第电磁感应定律,当导体在磁场中运
动或者磁场发生变化时,导体中就会产生感应电动势。
直流电机利用这一原理,通过给定的电流方向和大小,在电枢绕组中产生磁场,然后在磁场中放置永磁体或者电磁铁,当电流通过电枢绕组时,会在电枢绕组中产生一定的磁场,这个磁场会与永磁体或电磁铁产生相互作用,从而使得电机产生转矩,驱动电机转动。
其次,洛伦兹力原理也是直流电机工作原理的关键。
当导体内部有电流通过时,导体就会受到磁场力的作用。
在直流电机中,电枢绕组中的电流会受到外部磁场的作用,从而产生洛伦兹力,这个力会使得电枢绕组受到力的作用,进而产生转矩,驱动电机转动。
最后,电动机转矩原理也是直流电机工作原理的基础。
根据电动机转矩公式
T=KφIsinθ,其中T为转矩,K为比例常数,φ为磁通量,I为电流,θ为电枢绕组与磁场的夹角。
通过这个公式可以看出,当电流通过电枢绕组时,电枢绕组中就会产生一定的磁通量,而这个磁通量与电流大小和电枢绕组与磁场的夹角都有关系,从而产生一定的转矩,使得电机能够正常工作。
综上所述,直流电机的原理主要包括电磁感应原理、洛伦兹力原理和电动机转
矩原理。
通过这些原理,直流电机能够将电能转化为机械能,广泛应用于各种电动设备中。
当我们了解了这些原理,就能更好地理解直流电机的工作过程,为电机的选择、设计和应用提供理论基础。
直流电机的工作原理直流电机是一种将直流电能转换为机械能的装置。
它采用的是电磁感应的原理,通过电流在磁场中产生力矩,使得电机运转。
下面将详细介绍直流电机的工作原理。
一、电枢和磁极直流电机的关键部件是电枢和磁极。
电枢由绕组和电刷组成,绕组通常采用导电性能较好的铜线绕制,而电刷则由导电材料制成。
磁极由磁场产生器、磁铁等组成,其作用是产生均匀的磁场。
二、电磁感应在直流电机中,电枢通常由一对相互独立的绕组组成,分别称为电枢绕组和励磁绕组。
当外加电源将电流引入电枢绕组时,电枢绕组中产生的磁场与励磁绕组产生的磁场叠加,形成一个整体的磁场。
三、力矩产生当直流电机接通电源后,电枢中的电流开始流动。
根据洛伦兹力的原理,当导体在磁场中运动时,会受到一个力的作用。
在直流电机中,这个力会产生一个力矩,使电枢开始旋转。
电枢的旋转会改变磁通量的大小和方向,从而产生电感应电动势。
根据霍尔定律,电感应电动势的方向与电流变化方向相反。
这个电感应电动势会阻碍电枢继续增大电流,形成一个反作用力。
当力矩与反作用力达到平衡时,电枢将保持旋转。
四、换向器的作用为了使电枢继续旋转,需要不断改变电枢绕组的电流方向。
这就需要通过一个特殊的装置——换向器来实现。
换向器可以使电流方向周期性地变换,从而改变磁场方向,使得电枢继续运转。
五、直流电机的应用直流电机广泛应用于工业、交通、家电等领域。
在工业领域,直流电机被用于驱动各种机械设备,如风机、水泵、制造机械等。
在交通领域,直流电机被应用于电动汽车、电动自行车等。
在家电领域,直流电机被用于冰箱、洗衣机、吸尘器等家电产品。
总结起来,直流电机的工作原理是通过电磁感应的方式,利用洛伦兹力产生力矩,使得电机转动。
电枢和磁极是直流电机的关键部件。
通过换向器的作用,改变电枢绕组的电流方向,实现电机的连续运转。
直流电机在各个领域都有广泛的应用,促进了社会的发展和进步。
讲稿No 1讲稿No 2讲稿No 3讲稿No 4技术课将起到很大的帮助。
本课程的主要内容是结合电机的基本结构,介绍电机的基本工作原理,分析电机内部的电磁关系和规律,在定性分析的基础上,根据电磁定律导出电机各电、磁量的关系,对电机进行定量分析。
最后,应用基本理论,分析一些运行中遇到的问题,从而找出处理方法。
5. 学习本课程应注意的几点根据本课程的性质和特点,学习时应注意以下几点:(1) 要注意理论联系实际。
在理论学习时,要联系电机的结构和所发生的电磁或机械运动现象进行分析,把理论知识应用于实际问题的分析中,不能只满足于表面的理解。
(2) 应抓住重点,深刻理解基本概念和基本理论,注意区别各类电机的同、异点。
善于掌握规律,学会综合分析,解决各种问题。
(3)教案用纸No 5讲 稿No 61、定子定子由主磁极、换向极、电刷装置、机座等组成。
(1)主磁极白银矿冶职业技术学院讲稿No 7)电刷装置白银矿冶职业技术学院讲稿No 8电刷的作用是:与换向器配合引入、引出电流。
(4)机座和端盖机座的作用是固定主磁极等部件,同时也是磁路的一部分。
白银矿冶职业技术学院讲稿No 9量电机中,气隙为0.5~3mm。
其大小对电机性能有很讲稿No10当原动机驱动电机转子逆时针旋转180°后,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。
白银矿冶职业技术学院讲稿No 11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。
当电枢旋转到下图所示位置时,原N极性下导体ab极下,受力方向极下导极下,受力方向从右向左。
该电白银矿冶职业技术学院教案用纸No12讲稿No 13白银矿冶职业技术学院讲稿No 14电枢实际槽数。
叠绕组是指相串联的后一个元件端接部分紧叠在前一个元件端接部分的上面,整个绕组1.2.2 电枢绕组的节距.极距极距就是一个磁极在电枢表面的空间距离πZD白银矿冶职业技术学院讲稿No 15白银矿冶职业技术学院讲稿No 16讲稿No 17、单叠绕组的并联支路图画出元件的连接及有关的换向片和电刷,就成了绕组的并联支路图。
直流电机微分方程推导全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:直流电机是广泛应用于各种电动机械设备中的一种电动机。
在电机工作中,通常需要通过微分方程来描述电机的运动规律,从而更好地控制和调节电机的运行状态。
本文将对直流电机微分方程的推导进行详细介绍。
一、直流电机基本原理直流电机是利用直流电流产生磁场,通过磁场和电流之间的作用力来实现电机的动力传递。
直流电机的主要部件包括电枢、磁场、电刷和电刷环等。
当通电时,电流在电枢绕组中产生磁场,与外部磁场相互作用产生旋转力矩,从而驱动电机做功。
为了描述直流电机的运动规律,需要建立电机的数学模型,并通过微分方程来描述电机的动态特性。
二、直流电机数学模型在直流电机运动过程中,主要的物理过程包括电机电磁转矩、电机转动惯量和电机摩擦阻力等。
为了建立直流电机的数学模型,可以按照不同的物理过程对电机进行建模,其基本方程如下:1. 电机电磁转矩方程直流电机的电磁转矩与电流和磁场之间的关系密切相关。
电机的电磁转矩可以表示为:\[ T_e=K_e \cdot I_a \]\(T_e\)为电机的电磁转矩,\(K_e\)为电机的转矩系数,\(I_a\)为电机的电流。
直流电机的转动惯量是描述电机惯性的重要参数,与电机的转速和加速度有关。
电机的转动惯量可以表示为:\[ J \cdot \frac{d \omega}{dt} = T_m - T_e \]3. 电机摩擦阻力方程直流电机在运转过程中会受到摩擦阻力的影响,使得电机的转速受到一定的制约。
电机的摩擦阻力可以表示为:\(T_f\)为电机的摩擦阻力,\(B\)为电机的摩擦系数。
通过以上三个方程,可以建立直流电机的数学模型,并通过微分方程来描述电机的运动规律。
三、直流电机微分方程的推导根据以上直流电机的数学模型,可以得到直流电机的微分方程。
将上述三个方程整合在一起,可以得到直流电机的综合微分方程:同时根据电机的电学特性,可以得到直流电机的电路方程:将电机的转矩方程和电路方程整合在一起,可以得到直流电机的完整微分方程组。