电机原理及拖动ppt课件

(2)换向极:它位于相邻两主磁极之间,构造与主磁极相似,其 作用是为了消除在运行过程中换向器产生的火花. (3)机座:一般把厚钢板弯成圆筒形,然后再焊成机座,也可采 用铸钢件.其作用一方面是作为各磁极间的磁路,故 又称为磁轭,另一方面机座作为电机的机械支架,主 磁极和换向极就固定在磁轭上. (4)端盖:附有轴承的端盖安装在机座上以支持电枢,它可以 保持电枢表面和极掌表面相隔一个气隙,使电枢可 以自由旋转. (5)电刷装置:电刷是由石墨做成的导电块,将它套入刷握内, 用弹簧以一定压力将电刷压在换向器的表面 上.在电枢旋转时可以保持电刷固定不动.电刷 的作用是使电枢绕组和外电路接通,同时通过 换向器进行电流的换向. 电机原理及拖动
第一章 直流电机原理
1.1 直流电机的用途、结构及工作原理
一、直流电机的用途 1.直流电动机的用途:在工业生产中,利用电动机的轴上 转矩拖动生产机械,对产品进行加工. 2.直流发电机的用途:作为电源设备 二、直流电机的结构 1.静止部分 (1)主磁极:由极身和极掌组成,固定在磁轭 (机座)上.在磁极上套入激磁绕 组(线圈).主磁极总是偶数,且N 磁轭 极和S极相间出现.极掌对激磁 绕组起支撑作用,且使磁通在气 极身 线圈 极掌 隙中有较好的分布波形. 电机原理及拖动
n
a
n
b
b2
b N
b1
b2
N
a
b1
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基本原理: 由于导体切割了磁力线,因而在导体内将产生感 应电动势.根据右手定则,N导体中电势方向为 ;而S导 体中电势方向为 ;即二者方向相反. N导体和S导体在交换(a和b位置),但是,b 1和b2极性是 恒定的,即b1恒为正,b2恒为负,故在电刷两端输出脉动的 直流电压. 综上所述:线圈中的交变电势已变成刷间直流电压.通过换 向器使电刷b1仅能接通S导体,而S导体的电势方向恒为 故电刷b1的极性恒为正;同理电刷b2的极性恒为负. e
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1.2 直流Leabharlann 机的空载磁场发电机:由主磁极产生的气隙磁通与电枢绕组切割而产 生电势. 电动机:电枢电流与气隙磁通相互作用而产生电磁转矩. 分析电机磁场是分析电机运行状态的必要步骤. 空载磁场:电枢无电流时的磁场.它是电机中最基本的磁场. 一、电机的磁化曲线 主磁通(通过气隙进入电枢) 激磁磁势所产生的磁通 漏磁通(不经过电枢) 漏磁通不能在电枢中产生电势也不产生电磁转矩,但它存 在却增加了磁极和磁轭的饱和程度. 主磁通是实现机电能量转换所必需的. 电机原理及拖动
2 If
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二、主磁极磁势产生的气隙磁密在空间的分布 气隙磁密的概念： 是指穿过气隙进入电枢表面或由电枢表面出来的磁通。 因而气隙磁密实际上是指电枢表面的磁通密度。 气隙磁密=主磁极作用产生部分+电枢磁势作用部分 主磁极磁势单独作用（电枢电流为零时）： 气隙在极掌下大致 是均匀的。但在极 δ 尖以外时，主磁通所 经气隙加大，磁密减 小，并在两主磁极中 Bδ 间的几何中线上下降 为零。 τ 电机原理及拖动
2.转动部分 (1)电枢铁心:电枢铁心由0.5毫米厚且冲有齿和槽的硅钢 片迭成.铁心钢片沿轴向迭装,以降低电枢铁 心在磁场中旋转时所产生的磁滞和涡流损 耗,从而提高电机的效率.电枢铁心一方面作 为电机磁路的一部分,另一方面便于将电枢 绕组安装在电枢铁心的槽内,起着固定电枢 绕组的作用. (2)电枢绕组:电枢绕组是电机产生感应电势和电磁转矩以 实现机电能量转换的重要部件.绕组是由绝 缘的圆形或矩形铜线绕成,嵌放于电枢铁心 的槽中.必须采用层间绝缘和绕组与铁心槽避 之间的槽绝缘. 电机原理及拖动
主磁通Φ所经磁路:两个气隙、两个电枢齿、一个电枢轭、 两个主磁极铁心和一个 主磁极轭等五段。 由磁路中的欧姆定律： wf If = ΣФRm wf —— 一个主磁极上激磁绕组的匝数； If —— 激磁绕组中的激磁电流； Rm —— 该段的磁组； Ф—— 磁通量 1 说明:当I较小时磁路的磁阻为气隙 Φ 磁阻且为常数,故If与Φ是线性的 If较大时铁心饱和,磁阻加大Φ增 加变慢If与Φ为非线性关系. 电机的饱和程度对电机的性能有很 大的影响.
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本课程的性质、任务及学习方法 1、性质：在工业电气自动化专业中，《电机原理 及拖动》是一门十分重要的专业基础课或称技术 基础课。 2、任务：我们所从事的专业决定了我们是从使用 的角度来研究电机的。因此，我们着重分析各种 电机的工作原理和运行特性，而对电机设计和制 造工艺涉及得不多。但对电机的结构还要有一定 深度的了解。 3、学习方法：要注意它既有基础理论的学习，又 有结合工程实际综合应用的性质。要逐渐地培养 学员的工程观点，掌握工程问题的处理方法。
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三、直流电机的基本工作原理 1.直流发电机的基本工作原理 为了说明方便,作下列规定: (1)N导体和S导体:在N极下的导体称为N导体;在S极下的 导体称为S导体. (2)符号 和符号 :导体中电势(电流)的方向进入纸 面时用 表示;导体中电势(电流)的方向由纸面出来时 用 表示. S S
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目
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章
录
第七章
第八章 第九章
直流电机原理 电力拖动系统的动力学基础 直流电动机的电力拖动 变压器 三相异步电动机原理 三相异步电动机的电力拖动 同步电动机 控制电机 电力拖动系统中电动机的选择
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(3)换向器:其作用是使电枢绕组的绕组元件中的电流 进行 方向的交换,起着电流换向作用.电枢绕组元件 的引线就焊在换向片上. 3.气隙 在极掌和电枢之间有一空气隙.气隙是电机的重要 组成部分,它的大小和形状对电机 性能有很大的影响. 4.其他部分 (1)转轴和轴承:转子必须有转轴,以便电机 和生产机械 或原动机进行联接传递转矩和功率.中小型电机 一 般采用滚动轴承,大容量电机 ,采用支架式滑动轴承. (2).通风装置:作用是冷却电机.
0
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2.直流电动机的基本工作原理
n
S a
b N
a、b导体中电流方向如左所示， 由左手定则可知S导体和N 导体受力均为逆时针方向, 因而使电枢逆时针方向旋 转.
通过换向器的作用，使与电 源负极相接的电刷仅能接 通S导体，故S导体中的电 流方向恒为流出纸面，而 与电源正极相接电刷仅能 接通N导体，电流流入纸 面。故电机恒逆转。