第2章 直流电机的基本理论
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第二章直流电机内容提要一、直流电机的工作原理1、皮—萨电磁定律f=其方向用左手定则确定。
Bil2、直流电机电枢绕组内电流是交变的,直流电机具有可逆性。
二、直流电机的绕组1、绕组的基本形式:单迭绕组和单波绕组。
2、单迭绕组的特点a=a为支路对数,p为磁极对数。
p3、单波绕组的特点=a a为支路对数,即单波绕组的支路对数与磁极对数无关,总等于1。
1三、直流电机的励磁方式1、直流电机的励磁方式:分为他励、并励、串励和复励。
2、他励直流电机他励直流电机是一种励磁绕组与电枢绕组无联结关系,而由其它直流电源对励磁绕组供电的直流电机,励磁电流与电枢电流无关。
3、串励直流电机串励直流电机的励磁绕组与电枢绕组串联,电机的电枢电流与励磁电流相等。
4、并励直流电机并励直流电机的励磁绕组与电枢绕组并联,励磁绕组上所加的电压就是电枢两端的电压。
5、复励直流电机复励直流电机的主磁极上装有两个励磁绕组,一个与电枢电路并联(称为并励绕组),然后再和另一个励磁绕组串联(称为串励绕组)。
也可以一个励磁绕组与电枢绕组串联后,再和另一个励磁绕组并联。
四、直流电机的磁场和电枢反应1、直流电机的主磁路分为五段:定子、转子之间的气隙;电枢齿;电枢磁轭;主磁路和定子磁轭。
2、直流电机的空载磁场空载时,气隙磁场仅由主磁极上的励磁磁动势建立。
电机磁路中磁通数值不大时,磁动势随磁通成正比例地增加;当磁通达到一定数值后,磁动势的增加比磁通增加得快,磁化曲线呈饱和特性。
3、直流电机负载时的磁场及电枢反应(1)负载时气隙磁场发生了畸变;(2)呈去磁作用;五、并励直流电动机的基本方程感应电动势 n C E e a ϕ=电磁转矩 a T em I C T ϕ=转矩方程 02T T T em +=电动势平衡方程 a a a R I E U +=功率平衡方程 N N N N I U P η= n T T I E p em em a a em 602π=Ω== N Fe c m ec Cuf Cua P p p p p p P +++++=1六、直流电动机的工作特性1、并励直流电动机的工作特性(1)转速特性 当fN f N I I U U ==,时,()a I f n =的关系曲线。
第二章直流电机2.1直流电机的基本工作原理及结构一、基本工作原理(一)直流电机的构成(1)定子:主磁极、换向磁极、机座、端盖、电刷装置;(2)转子:电枢铁心、电枢绕组、换向装置、风扇、转轴(3)气隙**注意:同步电机—旋转磁极式;直流电机—旋转电枢式。
1.直流发电机的工作原理:实质上是一台装有换向装置的交流发电机;(1)原理:导体切割磁力线产生感应电动势(2)特点:e=BLV;a、电枢绕组中电动势是交流电动势b、由于换向器的整流作用,电刷间输出电动势为直流(脉振)电动势c、电枢电动势——原动势;电磁转矩——阻转矩(与T、n反向)2.直流电动机的工作原理:实质上是一台装有换向装置的交流电动机;(1)原理:带电导体在磁场中受到电磁力的作用并形成电磁转矩,推动转子转动起来(2)特点:f=BiLa、外加电压并非直接加于线圈,而是通过电刷和换向器再加到线圈b、电枢导体中的电流随其所处磁极极性的改变方向,从而使电磁转矩的方向不变。
c、电枢电动势——反电势(与I反向);电磁转矩——驱动转矩(与n同向)**说明:直流电机是可逆的,它们实质上是具有换向装置的交流电机。
3、脉动的减小——电枢绕组由许多线圈串联组成(二)直流电机的基本结构1、主磁极——建立主磁场(N、S交替排列)a、主极铁心——磁路,由1.0~1.5mm厚钢板构成b、励磁绕组——电路、由电磁线绕制2、机座——磁路的一部分(支承)框架,钢板焊接或铸刚3.电枢铁心——磁路,0.5mm厚硅钢片叠压而成(外圆冲槽)4.电枢绕组——电路。
电磁线绕制(闭合回路,由电刷分成若干支路)换向器——换向片间相互绝缘(用云母或塑料)电刷装置a、电刷——石墨或金属石墨b、刷握、刷杆、连线(铜丝辨)5.换向极——改善换向,由铁心、绕组构成(放置于主极之间或绕组与电枢绕组串联)(三)励磁方式1.定义:主磁极的激磁绕组所取得直流电源的方式;2.分类:以直流发电机为例分为:他励式和自励式(包括并励式、串励式和复励式)他励:激磁电流较稳定;并励:激磁电流随电枢端电压而变;串励:激磁电流随负载而变,由于激磁电流大,激磁绕组的匝数少而导线截面积较大;复励:以并激绕组为主,以串激绕组为辅。