《他励式直流电动机》PPT课件

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《他励式直流电动机》课件

未来发展景
展望他励式直流电动机未来的发展趋势，如更高效能和更智能化的控制系统。
《他励式直流电动机》 PPT课件
我们将一起探索他励式直流电动机的定义、原理、特点、分类，以及构造、工作原理、能效与控制，应用领域及未来发展趋势。
简介
定义和原理
解释他励式直流电动机的概念和工作原理，包括电流方向和电磁力。
特点
介绍他励式直流电动机的优点和特性，如高转速、可调速和高起动力矩。
分类
应用领域
工业自动化
探索他励式直流电动机在工业自动化中的应用，如生产线和机械设备。
交通运输
介绍他励式直流电动机在交通运输领域的应用，如电动车和火车。
家庭电器
解释他励式直流电动机在家庭电器中的使用，如洗衣机和电风扇。
发展趋势
科技进步对他励式直流电动机的影响
讨论先进技术如人工智能和物联网对他励式直流电动机的影响。
讨论不同类型的他励式直流电动机，如兴磁系数和励磁方式。
构造和工作原理ຫໍສະໝຸດ 构造描述他励式直流电动机的组成部分，如定子、转子和碳刷。
工作原理
解释电流在电动机中的流动和电磁力如何驱动转子旋转。
能效与控制
能效说明
讨论他励式直流电动机的能效，包括效率和能量损耗。
电机控制
介绍如何控制他励式直流电动机的转速和运行状态，如电流和电压调整。

实验二：他励直流电动机试运转及直流发电机的运行特性ppt课件

〔1〕确认可调直流稳压电源、励磁电源开关处于断开位置；可调直流稳压电源输出调理旋钮处于最小值位置；
;
发电机外特性—步骤
〔2〕按照电路图衔接实物；〔R2=900//900+900//900〕
A1
-
Rf1
-
U1
V1 M
E1
U2
+
R1
+
A2
R2
;
S
V2 MG
IL
A3
E2 Rf2
If A4
发电机外特性—步骤
〔5〕先闭合直流励磁电压源开关，再闭合直流稳压电源及加载箱电源，调理直流稳压电源输出旋钮，使输出电压到达220V左右，减小R1至0，增大Rf1使转速到达额定转速；〔6〕调理Rf2，使空载电压到达1.2UN，微调直流稳压电源，坚持转速在nN=1600rpm不变的条件下，从1.2UN开场，一方向调理励磁串联电阻Rf2，每次记录发电机空载电压U0、和励磁电流If，直至励磁电流减小到0；〔记录8组〕
发电机空载特性实验—原理
发电机由外部可测的量有三个：端电压、负载电流和励磁电流。当发电机正常稳定运转时，三个物理量有一个坚持不变，另外两个物理量之间的函数关系曲线，可以表征发电机的性能，称之为发电机的运转特性。
当转速n=常数，负载电流I=0时，发电机的开路端电压U0随励磁电流If变化的关系，即U0=f(If)曲线，称为开路特性。
;
发电机外特性—步骤
〔7〕在坚持 n nN 和 I f I fN 不变的前提下，逐渐添加R2至最大值，即，使发电机的负载电流从额定负载运转到空载运转〔空载即断开开关S〕，过程中，记录8组发电机电压U和负载电流。
U（V） IL （ A ）

他励式直流电动机课件

例：串励的单相手电钻，利用励磁电流和电枢电流两者的方向同时改变时而转向不变的原理，采用特别的串励电动机，使手电钻用单相交流电源或直流电源供电均可。
励磁式：磁极上绕线圈，然后在线圈中通过直流电，形成电磁铁。
励磁的定义：磁极上的线圈通以直流电产生磁通，称为励磁。
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。
要选软特性电机拖动。如：电气机车等。
8.6 直流电动机的调速
与异步电动机相比，直流电动机结构复杂，价
格高，维护不方便，但它的最大优点是调速性能好。
直流电动机调速的主要优点是：（1）调速均匀平滑，可以无级调速。（注：异步机改变极对数调速的方法叫有级调速）。（2）调速范围大，调速比可达200 以上（调速比等于最大转速和最小转速之比），因此机械变速所用的齿轮箱可大大简化。下面以他励电动机为例说明直流电动机的调速方法。
If Uf
Ia
M U U 他励
If
M
U
M
U
M
并励
串励
复励
8.3 电枢电动势及电压平衡关系
8.3.1 电枢中的感应电动势
电枢通入电流后，产生电磁转矩，使电机在磁场中转动起来。通电线圈在磁场中转动，又会在线圈中产生感应电动势（用E表示）。
电刷
+ U –
换向片
N
F E I E F
I
S
电刷
+ U
–
换向片

他励直流电动机的调速PPT学习教案

第8页/共62页
9
他励直流电动机的调速
3、调速的平滑性：
在一定的调速范围内，调速的级数越多，调
速越平滑。相邻两n级i 转速之比，为平滑系数：
ni 1
越接近1，平滑性越好，当时 1，称为无
级调速，即转速可以连续调节。调速不连续
时，级数有限，称为有级调速。
4、调速的经济性主要指调速的投资、运行效：
缺点：机械特性的斜率变大，特性变软；
转速的升高受到电动机换向能力和机械强度的限制，升速范围不可能很大，一般
D≤2；
为了扩大调速范围，通常把降压和弱磁两种调速方法结合起来，在额定转速以上，采用弱磁调速，在额定转速以下采用降压调速。
第15页/共62页
16
恒转矩调速方式
电机长期运行时，电枢电流应小于额定
第32页/共62页
33
①具有良好的静特性(接近理想的“挖土机特性 ”)。
②具有较好的动态特性，起动时间短(动态响应快)
③系统抗扰动能力强，电流环能较好地克服电网电压波动的影响，而速度环能抑制被它包围的各个环
④由两个调节器分别调节电流和转速。这样，可以分别进行设计，分别调整(先调好电流环，再调速度环)，调整方便。
解：如果要满足D=20，Sn<5%的要求，则其在额定条件下的转速降为：
n nes 1000 0.05 2.63% D(1 s) 20(1 0.05)
而由已知条件并设系统电流连续，则其额定转速下的转速降为：
n I N R 305 0.18 274.5r / min
Ce N
0.2
第21页/共62页
2）调速前后的机械特性的斜率不变，硬度较高，负载变化时稳定性好。

2024年直流电动机ppt

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的关系为转速特性。
根据转速公式，可得
n0：理想空载转速
转速下降不多，考虑电枢发应，有可能升高。
Ia
Mem
并励（他励）电动机转矩特性
根据转矩公式：
或者
考虑去磁，曲线有所下降。
并励（他励）电动机效率特性
当U＝UN， If＝IfN时，
的关系叫效率特性。
其中，
为不变损耗
为可变损耗
并励（他励）电动机效率特性
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他励直流电动机的机械特性74页PPT

41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育；而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
他励直流电动机的机械特性
26、机遇对于有准备的头脑有特别的亲和力。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力量泉源之一，也是成功的利器之一。没有它，天才也会在矛盾无定的迷径中，徒劳无功。- -查士德斐尔爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯潘。
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联

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第8章直流电动机
8.1 概述 8.2 工作原理 8.3 电枢电动势及电压平衡关系 8.4 电磁转矩 8.5 机械特性 8.6 直流电动机的调速 8.7 直流电动机的使用和额定值
8.1 概述
与异步电动机相比，直流电动机的结构复杂，使用和维护不如异步机方便，而且要使用直流电源。
直流电机的优点：
（1）调速性能好:调速范围广，易于平滑调节。（2）起动、制动转矩大，易于快速起动、停车。（3）易于控制。
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。
If
Ia
If
Uf
MU U
MU
MU
M
他励
并励
串励
复励
8.3 电枢电动势及电压平衡关系
8.3.1 电枢中的感应电动势
电枢通入电流后，产生电磁转矩，使电机在磁场中转动起来。通电线圈在磁场中转动，又会在线圈中产生感应电动势（用E表示）。
直流电动机调速的主要优点是：
（1）调速均匀平滑，可以无级调速。（注：异步机改变极对数调速的方法叫有级调速）。
（2）调速范围大，调速比可达200 以上（调速比等于最大转速和最小转速之比），因此机械变速所用的齿轮箱可大大简化。
U E Ia Ra
U：外加电压 Ra:绕组电阻
Ra +
Ia U
–
+
ME
–
以上两公式反映的概念：
(1)电枢反电动势的大小和磁通、转速成正比，若想
改变E，只能改变或 n。
U E K Φn (2)若忽略绕组中的电阻Ra，则
，
可见，当外加电压一定时，电机转速和磁通成反
E
比，通过改变可调速。
8.4 电磁转矩
改变磁通的方向。
8.4.2 转矩平衡关系
电磁转矩T为驱动转矩，在电机运行时，必须和外加负载和空载损耗的阻转矩相平衡，即
T TL T0
TL：负载转矩 T0 ：空载转矩
转矩平衡过程：当负载转矩（TL）发生变化时，通过电机转速、电动势、电枢电流的变化，电磁
转矩自动调整，以实现新的平衡。
例：设外加电枢电压 U 一定，T=TL(平衡)，这时，若TL突然增加，则调整过程为：
8.4.1 电磁转矩 T KTΦI a
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)改变电机旋转的方向：改变电枢电流的方向或者
由左手定则，通电线圈在磁场的作用下，使线圈逆时针旋转。
电刷
N +
U
– S
换向片
FEห้องสมุดไป่ตู้
IE F
I
由右手定则，线圈在磁场中旋转，将在线圈中产生感应电动势，感应电动势的方向与电流的方向相反。
8.2.2 直流电机的构成
直流电机由定子、转子和机座等部分构成。
励磁绕组
机座
磁极
转子
励磁式直流电动机结构
1. 转子（又称电枢）由铁芯、绕组（线圈）、换向器组成。
2. 定子定子的分类：
永磁式：由永久磁铁做成。励磁式：磁极上绕线圈，然后在线圈中
通过直流电，形成电磁铁。
励磁的定义：磁极上的线圈通以直流电产生磁通，称为励磁。
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。
(2) 通风机械负载，机械负载 TL 和转速 n 的平方成正比。这类机械也要选硬特性的电动机拖动。
(3) 恒功率负载（P 一定时，T 和 n 成反比），要选软特性电机拖动。如：电气机车等。
8.6 直流电动机的调速
与异步电动机相比，直流电动机结构复杂，价格高，维护不方便，但它的最大优点是调速性能好。
串励特性：
(1) T=0时，在理想情况下，n。但实际上负载转矩不会为 0，不会工作在 T=0 的状态，但空载时 T 很小，n 很高的串励不允许空载运行，以防转速过高。
(2) 随转矩的增大，n 下降得很快，这种特性属软机械特性。
直流电动机特性类型的选择:
(1) 恒转矩的生产机械(TL一定，和转速无关）要选硬特性的电动机，如：金属加工、起重机械等。
电刷
N +
U
– S
换向片
FE
IE F
I
电刷
N +
U
– S
换向片
FE
I
E
F I
根据右手定则知，E和原通入的电流方向相反，其大小为：
E
K
Φn
E
KE：与电机结构有关的常数 n：电动机转速
：磁通
单位：（韦伯），n（转/每分），E（伏）
8.3.2 电枢绕组中电压的平衡关系：
因为E与通入的电流方向相反，所以叫反电势。
应用：
（1）轧钢机、电气机车、中大型龙门刨床等调速范围大的大型设备。
（2）用蓄电池做电源的地方，如汽车、拖拉机等。
8.2 工作原理
8.2.1 工作原理
电刷
+
U
N I
I
– S
换向片
直流电源
电刷
线圈
换向器
电流方向：上半边向里，下半边向外。如图所示。
电刷
+
U
F N
I
F I
– S
换向片
注意：换向片和电源固定联接，线圈无论怎样转动，总是上半边的电流向里，下半边的电流向外。电刷压在换向片上。
Ra
KT
K
Φ
E
2
T
即：
n n0 n
其中
n0
U
K
Φ
E
，n
Ra
KT
K
Φ2
E
T
n n0 n
其中
n0
U
K
Φ
E
，n
Ra
KT
K
Φ2
E
T
n0：理想空载转速,即T=0时的转速。（实际工作时,由于有空载损耗，电机的 T不会为0。）
n
根据 n-T 公式
n0
画出特性曲线
nN
n
T TN
当 T时n ，但由于他励电动机的电枢电阻Ra很小，所以在负载变化时，转速 n 的变化不大，属硬机械特性。
8.5.2 串励电动机的机械特性
串励的特点：励磁线圈的电流和电枢线圈的电流相同。
设磁通和电流成正比，即 =K Ia ,则
E
K
Φn
E
KE
KΦ I a n
T KTΦI a KT KΦI a 2 n
U E Ia Ra
n KT U Ra
T
K E KΦT K E KΦ
据此公式做出 T-n 曲线
TL
n
E
T
Ia
最后达到新的平衡点。
与原平衡点相比，新的平衡点：Ia 、 P入
8.5 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。
8.5.1 他励电动机的机械特性
他励电动机和并励电动机的特性一样。
U E Ia Ra
E
K
Φn
E
T KTΦI a
n
U
K
Φ
E