第三章直流电动机工作原理及特性-资料重点

转 子： 主要由电枢铁心和电枢绕组两部分组成。
由换向片和电刷组成，电刷固定在定子上，换向片与电 换向器： 枢绕组相连，换向片与电刷保持滑动接触。
3.1.2 直流电机基本结构 1换向器2电刷装置3机座4主磁极5换向极6端盖7风扇8电枢绕组9电枢铁芯
3.1.2 直流电机基本机构结构
3.2直流电机的基本方程 3.2.1励磁方式
n
U
Ke
Ra
Ke
Ia
n
U
Ke
Ra
Ke
Ia
他励电动机的励磁电流If的大小 与电枢电流 Ia的大小无关，它的大小
只取决于 Rf、 Uf的大小，当 Rf、 Uf的
大小一定时, If为定值，即磁通为定
值。 ∵ E Ke n、 T Km Ia
∴U Ke n Ia Ra
1. 理想空载转速：
理想空载点
T=0时的转速称为理想空载转速， 用n0表示。
式中：E — 感应电动势（V）； Φ — 一对磁极的磁通（Wb）； n — 电枢转速（r/min）； Ke — 与电机结构有关的常数。
式中：TM—电磁转矩（N·m）； Φ—对磁极的磁通（Wb）； Ia—电枢电流（A）； Km—与电机结构有关的常数
E Ke n
TM Km Ia
发电机：
如图3-9所示,他励发电机中的电压与 电流间的关系遵循回路电压定律: 电压平衡方程：
转矩平衡方程：当原动机与发电机 电磁转矩和空载损耗转矩之和相等 时，转子稳速运行
电动机：
电压平衡方程：
当电磁转矩T 与负载转矩TL和空载 损耗转矩T0之和相等时，电动机稳 定运行。
图3-11 他励直流电动机电路原理
直流电机作为发电机运行和电动机运行时，虽然都产生电动势E和 电磁转矩T，但二者的作用正好相反。

由于励磁线圈发热和磁通饱和状态，磁通只能在低于额定值的范围内调节
电磁转矩Tst Kt I st随的降低而减小。不同磁通 值的人为机械特性曲线。
3、改变磁通时的人为机械特性
U＝UN ，Rad=0，额定电压和线圈不串接附加电阻的 人为机械特性方程为：
T K t I a , 磁通过过分削弱，负载转矩不变，电流增大导致电动机过载 I f 0, 0, 定子铁芯上剩磁，启动转矩很小，理想空载转速n 0 = 空载时，转速会上升到机械强度所不允许的，称为飞车 负载转矩大于电磁转矩，电动机不能启动，（转速为0，无反电动势E） U 电枢电流Ist 远远大于额定电流，会损坏电动机，称为堵转 Ra 他励电动机启动前加励磁电流，不允许励磁电路断开，并设有失磁保护。 U 很大，曲线很徒 K e
将励磁调节电阻减小。 并励发电机外特性曲线
并励发电机接负载后，转速n一定，励磁电路电阻Rf一定，发电机 端电压U与负载电流I的关系式U=f（I）。与他励发电机外特性曲
八 他励直流电动机的机械特性曲线
电枢回路电压平衡方程式：U E I a Ra , 反电动势E K e n n R U a Ia Ke Ke Ra U T n0 n，理想空载转速：T 0时，n n0 U 2 Ke Ke K e Kt
dT T 100% （作用：衡量机械特性曲线的平直程度） dn n 绝对硬特性 ，交流同步电动机的机械特性 机械特性硬度： 硬特性 10, 他励直流电动机的机械特性，交流异步电动机机械特性上半部 软特性 10,串励和复励直流电动机的机械特性
九 他励直流电动机的固有机械特性曲线
U0 U N U 100% UN
七 并励发电机的特性
R负载电组，I负载电流， R f 是励磁调节电阻， Ra电枢电阻。 Ia电枢电流，E和U发电机的电动势和端电压，小灯泡8欧 Rf励磁电路电阻（励磁绕组的电阻和励磁调节电阻）约几百欧

第3章直流电机的工作原理及特性单选题：1.下列哪个部件不．是直流电动机定子的组成部件【】A.主磁极B.换向极C.风扇D.机座2.下列哪个部件是直流电动机定子的组成部件【】A.电枢绕组B.换向极C.风扇D.轴3.下列哪个部件是直流电动机转子的组成部件【】A.主磁极B.换向极C.电枢铁芯D.机座4.下列哪个部件不．是直流电动机转子的组成部件【】A.主磁极B.电枢绕组C.电枢铁芯D.轴5.直流电动机运行时，电刷与换向器的作用是使电枢线圈中的【】A.电流方向不变，电磁力方向不变B. 电流方向改变，电磁力方向不变C.电流方向改变，电磁力方向改变D. 电流方向不变，电磁力方向改变6.直流发电机运行时，电刷与换向器的作用是使电刷间【】A.感应电动势极性不变，输出电流方向不变B.感应电动势极性改变，输出电流方向不变C.感应电动势极性改变，输出电流方向改变D.感应电动势极性不变，输出电流方向改变7.直流发电机正常运行中电动势与转矩的作用和性质是【】A.电源电动势、驱动转矩B.反电动势、驱动转矩C.电源电动势、阻转矩D.反电动势、阻转矩8. 直流电动机正常运行中中电动势与转矩的作用和性质是【】A.电源电动势、驱动转矩B.反电动势、驱动转矩C.电源电动势、阻转矩D.反电动势、阻转矩9. 直流电动机机械特性硬度越硬，表明【】A.转矩变化大、转速变化大B.转矩变化小、转速变化大C.转矩变化小、转速变化小D.转矩变化大、转速变化小10. 直流电动机机械特性硬度越软，表明【】A.转矩变化大、转速变化大B.转矩变化小、转速变化大C.转矩变化小、转速变化小D.转矩变化大、转速变化小11. 倒拉反接制动机械特性图中以稳定速度下放重物的点在【】A.第一象限B.第二象限C. 第三象限D. 第四象限12. 直流电动机处于制动状态时机械特性曲线过坐标系原点的是【】A.反馈制动B.电源反接制动C.能耗制动D.倒拉反接制动13. 反馈制动状态的出现是电动机的实际转速超过了【】A.额定转速B.启动转速C.临界转速D. 理想空载转速14. 日常电动自行车上使用的电动机是【】A. 交流电动机B. 直流电动机C.直线电动机D.直流发电机15. 家用洗衣机中使用的电机是【】A. 单相交流电动机B. 直流电动机C.直线电动机D. 三相交流电动机16. 直流电动机电枢绕组受到电磁力的作用产生的转矩是【】A. 负载转矩B. 阻转矩C. 电磁转矩D. 拖动转矩17. 直流发电机电枢绕组受到电磁力的作用产生的转矩是【】A. 负载转矩B. 阻转矩C. 驱动转矩D. 位能转矩18. 直流电动机电枢绕组中流过的电流是 【 】A. 励磁电流B. 感应电流C. 电枢电流D. 过载电流19. 直流发电机电枢绕组中流过的电流是 【 】A. 励磁电流B. 感应电流C. 电枢电流D. 过载电流20. 直流电机按励磁方式的不同，有4类，分别是他励、并励、串励电机，还有的是【 】A. 自励B. 顺励C. 逆励D. 复励21. 直流电机电枢绕组与励磁绕组供电电源不同的电机类型是 【 】A. 他励电机B. 串励电机C. 并励电机D. 复励电机22. 直流电机电枢绕组与励磁绕组串联的电机类型是 【 】A. 他励电机B. 串励电机C. 并励电机D. 复励电机23. 直流电机电枢绕组与励磁绕组并联的电机类型是 【 】A. 他励电机B. 串励电机C. 并励电机D. 复励电机24. 直流电机电枢电流等于额定电流运行时，称为 【 】A. 欠载运行B. 过载运行C. 额定运行D. 停止运行25. 直流电机电枢电流小于额定电流运行时，称为 【 】A. 欠载运行B. 过载运行C. 额定运行D. 停止运行26. 直流电机电枢电流大于额定电流运行时，称为 【 】A. 欠载运行B. 过载运行C. 额定运行D. 停止运行27. 直流电动机处于理想空载转速时的转矩为 【 】A. 1T =-B. 0T =C. 1T =D. 2T =28. 直流电动机人为机械特性可以改变的参数是 【 】A. 电枢电压N UB. 励磁电压f UC.励磁回路电阻f RD. 励磁电流f I29. 直流电动机人为机械特性可以改变的参数是 【 】A. 励磁电压f UB. 电枢回路电阻a RC.励磁回路电阻f RD. 励磁电流f I30. 直流电动机人为机械特性可以改变的参数是 【 】A. 励磁磁通N ΦB. 励磁电压f UC.励磁回路电阻f RD. 励磁电流f I31. 关于直流电动机启动说法错误的是 【 】A. 不能直接启动B. 降压启动C. 可以直接启动D. 电枢回路串电阻启动32. 关于直流电动机启动说法正确的是 【 】A. 星-三降压启动B. 降压启动C. 可以直接启动D. 励磁回路串电阻启动33. 关于直流电动机启动说法正确的是 【 】A. 星-三降压启动B. 励磁回路串电阻启动C. 可以直接启动D. 电枢回路串电阻启动34. 直流电动机的启动方法主要有： 【】 A ．直接启动 B ．降压启动C ．∆-Y 启动D ．励磁电路串接外加电阻启动。

T = TL +T0
转矩平衡过程 当电动机轴上的机械负载发生变化时， 当电动机轴上的机械负载发生变化时，通过电 动机转速、电动势、电枢电流的变化， 动机转速、电动势、电枢电流的变化，电磁转矩将 自动调整，以适应负载的变化，保持新的平衡。 自动调整，以适应负载的变化，保持新的平衡。 一定， (平衡 此时， 平衡)， 例：设外加电枢电压 U 一定，T=TL (平衡)，此时， 突然增加， 若TL突然增加，则调整过程为 E = KEΦn E↓ ↓ TL ↑ n↓ ↓ T↑
（3）求理想空载转速
根据（0，n0）和（TN，nN）两点，就可以作出他励电动 机的机械特性曲线。
正反转时的机械特性
2 、人为机械特性
人为机械特性是指人为地改变电动机电枢外加 电压、励磁磁通的大小以及电枢回路串接附加电 阻所得到的机械特性。直流他励电动机有三种人 为机械特性。
Ra U n= − T = n0 − ∆n 2 KeΦ Ke Kt Φ
n
d T
– U + 直流电从两电刷之间通入电枢绕组， 直流电从两电刷之间通入电枢绕组，电枢电流 方向如图所示 由于换向片和电源固定联接， 如图所示。 方向如图所示。由于换向片和电源固定联接，无论 线圈怎样转动，总是S极有效边的电流方向向里 极有效边的电流方向向里, 线圈怎样转动，总是 极有效边的电流方向向里 N 极有效边的电流方向向外。电动机电枢 极有效边的电流方向向外。电动机电枢绕组通电后 中受力(左手定则 按顺时针方向旋转。 左手定则)按顺时针方向旋转 中受力 左手定则 按顺时针方向旋转。
转子
转子部分：转子又称为电枢，包括电枢铁心、 电枢铁心、 转子部分 电枢铁心 电枢绕组、换向器、风扇、 电枢绕组、换向器、风扇、轴等