【精品课件】直流电机的基本理论

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《直流电机基础》PPT课件

2
Bxldx
2
Ia 2aai
重要结论： TemCMIa
CM
pZ
2a
〔CM为转矩系数、转矩常数〕
特点： ·增加电机磁极对数p或总导体数 Z可增大电磁转矩。 TemCTIa，CT＝CM＝常数
·对他励DCCM －M60，9不.55考虑电枢反响影响时、Ce励磁2电流恒定时，有
七、直流电机的换向
1、换向的电磁现象
〔3〕dx区间内导体所建d立 T 的T x(转D Z a矩d：)x B xlai2 Z dx
〔4T 〕主 2 2d 极 T 下Z 2 a 导i 2 2 体B xl产d 生其Z 2 x a 的中i转磁矩通：
T e m 2 p 2 T p 2 Z 2 2 a a a 2 i p a I a Z C M I a
Z 直流 F 发电机 D 电动机 W 卧式 L 立式
直流电机
O 封闭 C 船用 K 高速 Q 牵引 Y 冶金
2、直流电机的额定值：
〔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，单位为 “W〞。当功率大于1kW或1MW时, 那么用“kW〞或“MW〞表示。
注意：
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＝UNIN
〔1〕电抗电动势 exeL eM L xd d ai tL x2 T iK a 〔2〕电枢反响电动势 e a ea2NyBalv
2、改善换向的方法
3、补偿绕组
B a x 0H a x 0F a(xT)
Fa xy
1
2iaNy(A),2x2
Faxy 12iaNy(A),2x32
N
N
N
几何
中性线

《直流电机》PPT课件

TL
n
E
T
Ia
最后达到新的平衡点。
UEIaRa
T KTΦIa
与原平衡点相比，新的平衡点：Ia 、 P入
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16
9.5 机械特性
机械特性指的是电机的电磁转矩和转速间的关系，
下边以他励和串励电机为例说明。
If
Ia
一、他励电动机的机械特性
Uf M U
他励电动机和并励电动机的特性一样。
U E IaRa
KT：与线圈的结构有关的常数（与线圈大小，磁极的对数等有关）
：线圈所处位置的磁通
Ia：电枢绕组中的电流单位：（韦伯），Ia（安培），T（牛顿•米）
由转矩公式可知：
(1)产生转矩的条件：必须有励磁磁通和电枢电流。
(2)改变电机Βιβλιοθήκη 转的方向：改变电枢电流的方向或者改变磁通的方向。
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14
产生磁通，称为励磁。
精选课件ppt
9
根据励磁线圈和转子绕组的联接关系，励磁式的直流电机又可细分为：
他励电动机：励磁线圈与转子电枢的电源分开。
并励电动机：励磁线圈与转子电枢并联到同一电源上。
串励电动机：励磁线圈与转子电枢串联接到同一电源上。
复励电动机：励磁线圈与转子电枢的联接有串有并，接在同一电源上。
3
9.2 工作原理
一、工作原理
电刷
+ U
N I
I
–
S
换向片
直流电源
电刷
换向器
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线圈
4
电刷
+ U
F N
I
F I
–
S
换向片

电机学(刘颖慧)课件第2章直流电机基本理论

Department of Electrical Engineering, HUT
电机学 Electric machinery
2.1.5 直流电机的结构
❖ 直流电机由定子和转子两大部分构成，两者之间存在气隙。 ❖ 定子主要用来建立主磁场，并作为电机的机械支撑，包括主
磁极、换向极、机座、电刷装置和端盖等部件。 ❖ 转子又称为电枢，主要包括电枢铁心、电枢绕组和换向器等
❖ 换向器
❖ 对于发电机，换向器的作用是将电枢绕组中的交变电动势转变为直流电动势向外部输出直流电压；
❖ 对于电动机，它是将外界供给的直流电流转变为绕组中的交变电流以使电机旋转。
（a) 换向片
图2.1.7 换向器结构
（b) 换向器
Department of Electrical Engineering, HUT
第2章直流电机基本理论
直流电机是指能输出直流电流的发电机或通入直流电流而产生机械运动的电动机。
直流电动机具有良好的启动性能和宽广平滑的调速特性。
直流发电机主要做直流电源。
电机学 Electric machinery
2.1 直流电机的基本原理与结构
❖ 电机的分类： ❖ 应用电磁原理实现电能与机械能互换的旋转机械，统称为电
Department of Electrical Engineering, HUT
电机学 Electric machinery
电枢绕组设计的基本要求：
1.电动势大，波形好； 2.电流大，产生并承受的电磁力和电磁转矩大； 3.结构简单，连接可靠； 4.便于维修； 5.换向性能好；
电枢绕组的类型：
1.叠绕组：单叠绕组和复叠绕组； 2.波绕组：单波绕组和复波绕组； 3.蛙绕组：叠绕组和波绕组的组合；

01第1章直流电机-课件

第1章直流电机
1.1 直流电机的基本工作原理和结构
1.1.2 直流电动机的工作原理
二、直流电动机工作原理
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。
在额定电压下，运行于
出线端的平均电压额定转速nN 额定功率时对应的电流
发电机：是指输出额定电压；
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
第1章直流电机
1.1 直流电机的基本工作原理和结构
1.1.3 直流电机的铭牌数据
额定励磁电流 I fN
励磁方式
对应于额定电压、额定电流、额定转速及额定功率时的励磁电流
指直流电机的励磁线圈与电枢线圈的连接方式
此外，电机铭牌上还标有其它数据，如励磁电压、出厂日期、出厂编号等。
电机运行时，所有物理量与额定值相同——电机运行于额定状态。电机的运行电流小于额定电流——欠载运行；运行电流大于额定电流——过载运行。长期欠载运行将造成电机浪费，而长期过载运行会缩短电机的使用寿命。电机最好运行于额定状态或额定状态附近，此时电机的运行效率、工作性能等比较好。
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。
第1章直流电机
1.1 直流电机的基本工作原理和结构
1.1.3 直流电机的铭牌数据
指轴上输出的机械功率
电动机
额定功率PN
额定条件下电机
发电机
指电刷间输出的额定电功率
所能提供的功率

直流电机PPT精品课件

绕电枢一周，所有元件互相串联构成一闭合回路。
电路图
结合电刷的放置，得到该瞬时的电路图
每个极下的元件组成一条支路。即单迭绕组的并联支路数正好等于电机的极数。
这是单迭绕组的重要特点之一。
单迭绕组的特点
• 元件的两个出线端连接于相邻两个换向片上。 • 并联支路数等于磁极数， 2a=2p; • 整个电枢绕组的闭合回路中，感应电动势的总和为零，
电枢绕组
换向极
电刷装置换向器
风扇转轴
轴承
二、直流电机的工作原理
磁场定义
直流电机的物理模型
1 直流发电机的工作原理
（1）、换流过程
b
Aa
c
d
B
b
a
A
c
Bd
电势正方向：abcd B+,A-
电势正方向：电势正方向： dcba
B+,A-
c
Ad
b
a
B
（2）直流发电机运行时的几点结论
1. 电枢线圈内电势、电流方向是交流电； 2. 电刷间为直流电势。线圈中感应电势与电流方向一
2-2 柴油发电机型号和规格的选择
三、容量计算的原则：
1.柴油发电机的额定容量所供负荷的计算容量
2.柴油发电机的允许起动容量电动机有效起动容
量
柴油发电机额定容量(Sfe) ------主力发电功率(铭牌数据)
所供负荷的计算容量(SJ) ------发电机可能提供负荷的计算容量
柴油发电机允许起动容量(Sfq) ------发电机出口压降达20%时的允许起动容量(铭
转矩方向电：势方向：dcba 电势方向：
c
d
b
a
（2）直流电动机运行时的几点结论

《直流电动机》课件

《直流电动机》PPT课件
欢迎来到本次关于直流电动机的PPT课件！本课件将深入介绍直流电动机的原理、性能、控制方法和应用等方面的知识，让你全面了解直流电动机的优点和发展趋势。
引言
直流电动机的概述
介绍直流电动机的基本概念和工作原理。
直流电动机的分类
介绍直流电动机按照不同标准进行分类。直流 Nhomakorabea动机原理
直流电动机的负载特性曲线
分析直流电动机在不同负载下的性能特点和工作规律。
直流电动机的控制方法
1
直流电动机的起动方法
介绍直流电动机的各种起动方式和控制技术。
2
直流电动机的调速方法
讨论直流电动机的调速原理和调速器件。
3
直流电动机的刹车方法
解析直流电动机的各种制动方式和刹车装置。
直流电动机的应用
工业自动化中的应用
探索直流电动机在工业自动化领域的广泛应用。
交通运输中的应用
介绍直流电动机在交通运输行业的应用案例。
家庭电器中的应用
展示直流电动机在家庭电器中的创新应用。
结论
直流电动机的优点
总结直流电动机相对于其他类型电动机的优势和特点。
直流电动机的未来发展趋势
展望直流电动机未来的发展方向和创新趋势。
参考文献
1 直流电动机相关权威 2 直流电动机相关研究 3 其他与直流电动机相
资料
论文
关的学术资料
推荐获取关于直流电动机的权威资料和参考书籍。
列举一些与直流电动机相关的研究成果和学术论文。
提供其他与直流电动机领域相关的学术资料。
直流电动机的结构
解析直流电动机内部结构和各部件的作用。
直流电动机的工作原理

直流电机篇PPT课件

电机振动或噪声过大
常见问题诊断方法修复措施
电机振动或噪声过大可能是由于机械松动、转子不平衡、轴承损坏等原因所致。
诊断电机振动或噪声过大的方法包括观察法、听觉法、触摸法等，通过这些方法可以初步判断故障原因。
针对不同的故障原因，采取相应的修复措施，如紧固松动部位、重新平衡转子或更换轴承等，以消除振动或噪声。
05
直流电机常见故障与维护
电刷与换向器磨损
正常磨损磨损原因维护建议
电刷和换向器在电机运行过程中会发生正常磨损，这是由于电流通过电刷与换向器接触产生摩擦所致。
电刷与换向器的磨损主要与电流大小、电刷压力、换向器表面粗糙度以及电机运行环境有关。
为减缓电刷与换向器的磨损，应定期检查电刷和换向器的磨损情况，保持适当的电刷压力和换向器表面粗糙度，并确保电机运行环境良好。
铁芯通常由硅钢片叠压而成，以减小磁阻和减少能量损失。
转子
转子是直流电机的旋转部分，通常由铁芯和绕组组成。
铁芯同样由硅钢片叠压而成，以减小磁阻和减少能量损失。
绕组则通常由绝缘导线绕制而成，以产生磁场。
换向器
换向器是直流电机的重要部件之一，主要作用是将电刷上的直流电流转换为绕组上的交流电流，以实现电流方向的改变。
电机过热或冒烟
01
严重故障
02
电机过热可能是由于负载过大、通风不良、轴承损坏等原因所致，冒烟则可能是由于电机内部短路或严重过载引起。
03
预防措施
04
为预防电机过热或冒烟，应定期检查电机运行状况，确保通风良好，避免超载运行，并定期更换轴承等易损件。
05
处理方法
06
一旦发现电机过热或冒烟，应立即停机检查，找出故障原因并排除，同时对电机进行全面检修和保养。

直流电机的基本工作原理和结构培训课件

直流电机的磁场具有单极性，即磁场只能从一个极性跳转到另一个极性，这是直流电机的基本特性之一。
直流电机的转矩产生
直流电机的转矩产生是通过磁场与电流相互作用实现的，转矩的大小与电流、磁场强度以及磁场与电流之间的角度有关。
转矩的方向与电流的方向和磁场的方向有关，遵循左手定则。
当电流在导线中流动时，会产生磁场，该磁场会对导线中的电流产生力，从而产生转矩。
直流电机的基本工作原理和结构培训课件
目录
• 直流电机概述 • 直流电机的基本工作原理 • 直流电机的结构 • 直流电机的特性 • 直流电机的控制与调速 • 直流电机的维护与保养
01
直流电机概述
直流电机的定义
01
直流电机是一种将直流电能转换为机械能的装置，其工作原理基于电流在磁场中受力的电磁效应。
组成
转子通常由铁芯和绕组组成，绕组是电流流过的线圈，产生磁场。
电刷和换向器
电刷
电刷是将外部电源引入到转子的导电部件，它负责将电流引入到转子的绕组中。
换向器
换向器是直流电机特有的部件，它的作用是自动改变电流的方向，以保持转子磁场方向的连续性。换向器由多个换向片组成，每个换向片与电刷接触，将电流引入或导出转子绕组。
更换接线。
直流电机常见故障及排除方法
电机不转
首先检查电源是否正常，然后检查电机接线是否紧固，最后检查电机轴承是否润滑。
电机过热
首先检查电机负载是否过大，然后检查电机通风是否良好，最后检查电机轴承是否磨损。
电机振动过大
首先检查电机安装是否稳固，然后检查电机轴承是否磨损或损坏，最后检查电机转子是否平衡。
直流电机驱动电路
H桥电路
由四个晶体管组成，能够实现直流电机的正反转和调速控制，常见于大功率直流电机驱动。

《直流电机培训资料》课件

目录
直流电机的基本原理
了解直流电机的内部结构，电动势与电流之间的关系，以及动磁场与定子磁场的作用。
直流电机的控制
探索电枢控制、电源控制和合成控制等直流电机控制方式的原理和应用。
直流电机的特性
研究直流电机在不同载荷下的特性，包括载荷特性、转速特性和效率特性。
直流电机的应用
了解直流电机在工业自动化、交通运输和家用电器等领域的广泛应用。
《直流电机培训资料》 PPT课件
欢迎来到《直流电机培训资料》PPT课件！本课程将为您介绍直流电机的基本知识和应用，帮助您深入了解这一领域的核心概பைடு நூலகம்和技术。
简介
直流电机培训资料课程旨在全面介绍直流电机的基本原理、控制方式、特性以及应用领域。我们将深入讲解电机结构、电动势与电流的关系，以及动磁场与定子磁场的作用。
参考资料
1. 《直流电机原理与应用》- 深入介绍了直流电机的原理和应用，帮助读者深入理解电机技术。
2. 《电机控制技术》- 提供了关于电机控制方面的详细知识，对于理解电机控制系统非常有帮助。
3. 《直流电机在工业控制中的应用》- 强调了直流电机在工业控制领域的应用实例和技术要点。

《直流电机原》课件

2
直流电机的启动电路
采用不同的电路连接方式来实现电机的启动。
直流电机的调速方法
1
电枢调速法
调节电枢电压或电流来改变电机的转速。
2
电源电压控制法
通过调节电源电压来实现电机的调速。
3
电阻调速法
通过串联电阻来改变电机的转速。
直流电机的应用领域
工业生产中的应用
如机床、机器人、输送设备等。
生活中的应用
如电动工具、家用电器、汽车等。
直流电机的未来发展趋势
1 现有技术的不足
如效率、噪音、寿命等方面仍有改进空间。
2 新技术的应用前景
如无刷直流电机、控制系统的创新等将推动直流电机的发展。
直流电机的维护保养
常见故障及排查方法
如电枢断路、电刷磨损等故障的排查。
维护保养注意事项
如定期检查、清洁、润滑等维护措施。
直流电机原
这份《直流电机原理PPT课件》将带你深入了解直流电机的基本原理、性能参数、调速方法、应用领域以及未来发展趋势。欢迎阅读！
什么是直流电机
直流电机的基本结构
电枢、永磁体、电刷、端盖等组成直流电机的基本部件。
直流电机的工作原理
根据洛伦兹力和电磁感应定律，直流电机将电能转化为机械能。
直流电机的分类
按照电源的不同分类
有直流励磁电机、直流自励磁电机和直流永磁电机。
按照磁场的不同分类
有永磁直流电机和非永磁直流电机两种。
直流电机的性能参数
1 常用的性能参数
包括额定功率、额定电流、额定转速、效率等。
2 性能参数的计算方法
可通过实验测量或者理论计算得到。
直流电机的电路模型
1
直流电机的等效电路模型

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•(交轴）电枢反应的影响： •1、气隙磁场发生畸变
对发电机而言前极端去磁、后极端增磁；
对电动机而言则为前极端增磁、后极端去磁。 2、此反应会使某一支路的电势分布不均匀（如图示）。
Ba x
B0 x B x
四、补偿绕组
• 为了减少电枢反应的影响，在磁极表面的槽中安装补偿绕组；
• 补偿绕组与电枢绕组串联； • 补偿绕组导体电流的方向与其对应的极面下
•当电枢以一定的转速n 向一个方向转动时，电枢绕组的导体便会切割磁
力线感应电势。 •由电刷引出的感应电势Ea也就是每条支路的感应电势，即一条支路中所有串联导体的感应电势之和。本节将推导感应电势的计算公式。
导体有效长度为 l
切割磁力线的速度为： v 2 p n
N
60
x处导体感应电势为： ex Bxlv
第一篇直流电机
第 2 章直流电机的基本理论
内容简介
直流电机的磁场: 励磁方式、磁场分布、电枢反应
直流感应电势：电势公式、电势方程式
电磁转矩：转矩公式、转矩平衡方程式
功率与损耗损耗分析、功率平衡方程式
2-1 直流电机的励磁方式
一、定义直流电机励磁绕组的接线方式称为励磁方式。实质上就是
励磁绕组和电电枢轭－电枢齿2－气隙2－
主磁极2－定子轭－主磁极1
主磁极1
电枢齿1 电枢齿2
气隙1 电枢轭
定子轭主磁极2
气隙2
二、空载磁通密度波形
空载时电枢电流为0，气隙磁场是由励磁电流单独决定。磁极面下气隙较小且均匀，磁密较强且均匀。极面外，气隙迅速增大，磁密也迅速减弱，几何中性线处磁密为0。空载气隙磁密沿电枢外圆的分布用函数B0（x）表示；分析可知它是平顶波。
B(x)
Bp
CT为结构常数。可见电磁转矩正比于每极磁通量和电枢电流。
二、转矩平衡（稳态时）
❖对发电机来说，转轴上输入的是机械转矩T1。T1克服各种阻力转矩（如摩擦，铁耗，风阻等）T0后与负载后电枢电流Ia产生的电磁转矩T相平衡:
❖
T1 = T0 + T
❖对于电动机来说，从电枢端输入电流并产生电磁转矩T,T克服各种阻力转矩T0后与机械负载转矩T2相平衡:
二、直流电动机的电势平衡方程电动机的特点：
Ea和Ia反方向； U 比 Ea大；T为拖动转矩。 •转子一旦旋转，就有电势存在。 •因电势与电流方向相反。故电动机的感应电势又叫反电势。 U = Ea+IaRa+2△Us
Rf
Ia
Ea
U
If Uf
If
Rf
Ia
I
Ea
U
2-6 电磁转矩
在电动机中，电磁转矩是拖动转矩；而在发电机中则为阻力转矩。
一、公式推导
单个导体中的电流为：i a
Ia 2a
N
x处导体电磁力为： fx Bxlia
每个导体产生的电磁转矩为（导体有效长度为l）：
T x B x liaD 2 B x l2 I a a2 2 p B x lIa2 p a
x
所有N个导体产生的电磁转矩为：
T N B p lI a 2 p a N l lI a 2 p a 2 p a N I a C T I a
S
•设直轴线与电枢外圆的交点为0点，在距0点为x处作一闭合磁力线回路。该闭路包围的电流数即为总磁势Fa 。 •电枢表面单位长度上的安培导体数A 称为电机的线负荷。
线负荷
A N ia Da
距0点为x处，每个气隙的电枢反应
磁势为（忽略铁心中的磁势降）
Fa(x)Ax
( x ) 22
上式表达了电枢磁势的分布，将一对极的电枢磁势波形画出，将得到三角波。
的电枢电流的方向相反。
五、直轴电枢反应 •如果将电刷位置逆时针移动β角，则电枢磁势可分为两部分直轴电枢磁势Fad ；交轴电枢磁势Faq。
直轴电枢磁势的性质是： ❖对发电机来说，电刷顺转向偏移时为去磁，逆转向偏移时为增磁； ❖对电动机来说，电刷顺转向偏移时为增磁，逆转向偏移时为去磁。
2-4 电枢绕组中的感应电势
二、电枢磁势单独产生的磁感应强度的分布：
•磁密由磁势和气隙磁阻共同决定。 •极面下气隙基本不变，磁密正比于磁势； •两极之间的区域内，气隙变大，磁密迅速减小。一个周期的磁密波形呈马鞍形。
Ba
x
0
Fa x
三、电枢磁场与励磁磁场（主磁场）的合成
——电枢反应
Ba x
B0 x B x
•在一个极距内相加时，一半极距内磁密加强，另一半极距内磁密减弱。 •实际上由于饱和，使得每极磁通总体上有所减少。磁场发生了畸变，0点发生了位移。
二、分类除了永磁直流电机外，直流电机的励磁方式有他励式和
自励（串励、并励和复励）式。
I
Ia
If
I
R fC
rf
Rf
E
n
a
U
U
RL
If
Ia n
Ea
他励式发电机
串励式电动机
If
Rf
Ia
I
Ea
U
并励式电动机
I U
Ia R fc
If
Ea
n
Rf
复励式发电机
2-2 空载时直流电机的磁场
一、直流电机的磁通路经（磁路）
B0(X )
2-3 负载时直流电机的磁场――电枢反应
•电枢磁场对主磁场的影响，被称为电枢反应。 •电枢反应会影响电机的性能。
一、电枢磁势的分布
N
•电枢磁势的分布与电枢电流的分布有关。 •电枢电流的方向以电刷连线来分界。 •电枢磁势的轴线总是与两电刷的连线相重合。 •当电刷与处于几何中性线上的导体相接触时，电枢磁势的轴线在交轴方向，称为交轴电枢反应磁势。
励磁绕组示意图（他励或并励）：
•直流电机的电路包括电枢支路和励磁支路。 •在分析直流电机时，最好先根据励磁方式画出电机的电路连线。
2-5 直流电机的电势平衡方程式
一、直流发电机的电势平衡方程
发电机的特点： Ea和Ia同方向； Ea比U 大；T为制动转矩。
•除了电阻压降IaRa外，还要考虑电刷压降△Us •电势平衡方程为 Ea= IaRa+2△Us+U
❖
T = T0 + T2
一、损耗
导体总数为N，每一支路导体数为N/(2a)
则支路电势即电刷间电势为：
x
B(x)
Bp
N/(2a)
Ea B x
x1
N/(2a)
lvlv B x
x1
lv2NaBp
lv2Nal l2p6n02Nal 6p0NanCen
Ce为电势的结构常数。可见感应电势正比于每极磁通量和转子转速。这一感应电势公式把电量Ea、机械量n、磁场量Φ联系起来了。