第7章 直流电机的磁路和电枢绕组
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电机学知识点讲义汇总第一章 基本电磁定律和磁路电机的基本工作原理是建立在电磁感应定律、全电流定律、电路定律、磁路定律和电磁力定律等定律的基础上的,掌握这些基本定律,是研究电机基本理论的基础。
▲ 全电流定律全电流定律 ∑⎰=I Hdl l式中,当电流方向与积分路径方向符合右手螺旋关系时,电流取正号。
在电机和变压器的磁路计算中,上式可简化为∑∑=Ni Hl▲电磁感应定律 ①电磁感应定律 e=-dtd N dt d Φ-=ψ 式中,感应电动势方向与磁通方向应符合右手螺旋关系。
②变压器电动势磁场与导体间无相对运动,由于磁通的变化而感应的电势称为变压器电动势。
电机中的磁通Φ通常是随时间按正弦规律变化的,线圈中感应电动势的有效值为m fN E φ44.4=③运动电动势e=Blv④自感电动势 dtdiL e L -= ⑤互感电动势 e M1=-dt di 2 e M2 =-dtdi1 ▲电磁力定律f=Bli▲磁路基本定律 ① 磁路欧姆定律 Φ=A l Ni μ=mR F =Λm F 式中,F=Ni ——磁动势,单位为A ;R m =Alμ——磁阻,单位为H -1; Λm =lA R m μ=1——磁导,单位为H 。
② 磁路的基尔霍夫第一定律0=⎰sBds上式表明,穿入(或穿出)任一封闭面的磁通等于零。
③ 磁路的基尔霍夫第二定律∑∑∑==mRHl F φ上式表明,在磁路中,沿任何闭合磁路,磁动势的代数和等于次压降的代数和。
磁路和电路的比较第二章 直流电动机一、直流电机的磁路、电枢绕组和电枢反应 ▲磁场是电机中机电能量转换的媒介。
穿过气隙而同时与定、转子绕组交链的磁通为主磁通;仅交链一侧绕组的磁通为漏磁通。
直流电机空载时的气隙磁场是由励磁磁动势建立的。
空载时,主磁通Φ0与励磁磁动势F 0的关系曲线Φ0=f (F 0)为电机的磁化曲线。
从磁化曲线可以看出电机的饱和程度,饱和程度对电机的性能有很大的影响。
▲ 电机的磁化曲线仅和电机的几何尺寸及所用的材料有关,而与电机的励磁方式无关。
direct current motor,DC motor中文名称:直流电动机英文名称:direct current motor,DC motor定义:将直流电能转换为机械能的转动装置。
电动机定子提供磁场,直流电源向转子的绕组提供电流,换向器使转子电流与磁场产生的转矩保持方向不变。
直流电机中的励磁绕组跟电枢绕组的作用分别是什么?电动机的作用是将电能转换为机械能。
电动机分为交流电动机和直流电动机两大类.(一)交流电动机及其控制交流电动机分为异步电动机和同步电动机两类。
异步电动机按照定子相数的不同分为单项异步电动机、两相异步电动机和三相异步电动机。
三相异步电动机结构简单,运行可靠,成本低廉等优点,广泛应用于工农业生产中。
1. 三相异步电动机的基本结构三相异步电动机的构造也分为两部分:定子与转子.(1)定子:定子是电动机固定部分,作用是用来产生旋转磁场。
它主要由定子铁心、定子绕组和机座组成。
(2)转子:转子是重点掌握的部分,转子有两种,鼠笼式与绕线式。
掌握他们各自的特点与区别。
鼠笼式用于中小功率(100k以下)的电动机,他的结构简单,工作可靠,使用维护方便。
绕线式可以改善启动性能和调节转速,定子与转子之间的气隙大小,会影响电动机的性能,一般气隙厚度为0.2—1。
5mm之间。
掌握定子绕组的接线方法。
2. 三相异步电动机的工作原理掌握公式n1=60f/P、S=(n1—n)/n1、n=(1-S)60f/P,同时明白它们的意义(很重要),要能够灵活运用这些公式,进行计算.同时记住:通常电动机在额定负载下的转差率SN约为0。
01—0.06。
书上的例题要重点掌握。
3. 三相异步电动机铭牌上的数据(1)型号:掌握书上的例子.(2)额定值:一般了解,掌握额定频率和额定转速,我国的频率为50赫兹。
(3)连接方法:有Y型和角型。
(4)绝缘等级和温升:掌握允许温升的定义。
(5)工作方式:一般了解。
4。
三相异步电动机的机械特性掌握额定转矩、最大转矩与启动转矩的关系。
1.1.1直流电机的主要结构:直流电机由静止的部分定子和旋转的部分转子两大部分构成:1、定子部分:定子包括机座、主磁极、换向极和电刷装置等。
1)主磁极:在大多数直流电机中,主磁极是电磁铁,为了尽可能的减小涡流和磁滞损耗,主磁极铁心用1~1.2mm厚的低碳钢板叠压而成。
整个磁极用螺钉固定在机座上。
主极的作用是在定转子之间的气隙中建立磁场,使电枢绕组在此磁场的作用下感应电动势和产生电磁转矩.2)、换向极:换向极又称附加极或间极,其作用是用以改善换向。
换向极装在相邻两主极之间,它也是由铁心和绕组构成。
3)、机座:一是作为电机磁路系统中的一部分,二是用来固定主磁极、换向极及端盖等,起机械支承的作用。
因此要求机座有好的导磁性能及足够的机械强度与刚度。
机座通常用铸钢或厚钢板焊成。
4)电刷装置:电刷的作用是把转动的电枢绕组与静止的外电路相连接,并与换向器相配合,起到整流或逆变器的作用。
2、转子部分:转子又称为电枢,包括电枢铁心、电枢绕组、换向器、风扇、轴和轴承等。
1)电枢铁心:示电机主磁路的一部分,用来嵌放电枢绕组的,为了减少电枢旋转时电枢铁心中因磁通变化而引起的磁滞及涡流损耗,电枢铁心通常用0.5mm厚的两面涂有绝缘漆的硅钢片叠压而成。
2)电刷装置:电刷的作用是把转动的电枢绕组与静止的外电路相连接,并与换向器相配合,起到整流或逆变器的作用。
2、转子部分:转子又称为电枢,包括电枢铁心、电枢绕组、换向器、风扇、轴和轴承等。
1)电枢铁心:示电机主磁路的一部分,用来嵌放电枢绕组的,为了减少电枢旋转时电枢铁心中因磁通变化而引起的磁滞及涡流损耗,电枢铁心通常用0.5mm厚的两面涂有绝缘漆的硅钢片叠压而成。
2)电枢绕组:电枢绕组是由许多按一定规律联接的线圈组成,它是直流电机的主要电路部分,也是通过电流和感应电动势,从而实现机电能量转换的关键性部件。
1.1.2 直流电机的工作原理:1、直流发电机的工作原理:如图所示:从以上分析可以看出,线圈中的电动势及电流的方向是交变的,只是经过电刷和换向片的整流作用,才使外电路得到方向不变的直流电。
7.2.2直流电动机工作原理与结构图7-4直流电动机模型图7-4是一个最简单的直流电动机模型。
在一对静止的磁极N和S之间,装设一个可以绕Z-Z'轴而转动的圆柱形铁芯,在它上面装有矩形的线圈abcd。
这个转动的部分通常叫做电枢。
线圈的两端a和d分别接到叫做换向片的两个半圆形铜环1和2上。
换向片1和2之间是彼此绝缘的,它们和电枢装在同一根轴上,可随电枢一起转动。
A和B是两个固定不动的碳质电刷,它们和换向片之间是滑动接触的。
来自直流电源的电流就是通过电刷和换向片流到电枢的线圈里。
图7-5换向器在直流电机中的作用当电刷A和B分别与直流电源的正极和负极接通时,电流从电刷人流入,而从电刷B流出。
这时线圈中的电流方向是从a流向b,再从c流向d。
我们知道,载流导体在磁场中要受到电磁力,其方向由左手定则来决定。
当电枢在图7-5(a)所示的位置时,线圈ab 边的电流从a流向b,用于表示,cd边的电流从c流向d,用。
表示。
根据左手定则可以判断出,ab边受力的方向是从右向左,而cd边受力的方向是从左向右。
这样,在电枢上就产生了反时针方向的转矩,因此电枢就将沿着反时针方向转动起来。
当电枢转到使线圈的ab边从N极下面进入$极,而cd边从S极下面进入N极时,与线圈a端联接的换向片1跟电刷B接触,而与线圈d端联接的换向片2跟电刷A接触,如图7-5 (b)所示。
这样,线圈内的电流方向变为从d流向c,再从b流向a,从而保持在N极下面的导体中的电流方向不变。
因此转矩的方向也不改变,电枢仍然按照原来的反时针方向继续旋转。
由此可以看出,换向片和电刷在直流电机中起着改换电枢线圈中电流方向的作用。
直流电机工作原理和结构一、直流电机工作原理直流发电机的工作原理直流电动机的工作原理电机的可逆运行原理两个定理与两个定则1、电磁感应定理在磁场中运动的导体将会感应电势,若磁场、体和导体的运动方向三者互相垂直,则作用导体中感应的电势大小为: e = B・l・v电势的方向用右手定则2.电磁力定律载流导体在磁场中将会受到力的作用,若磁场与载流导体互相垂直(见下图),作用在导体上的电磁力大小为:f = B」・i力的方向用左手定则(一)直流发电机的工作原理1.直流发电机的原理模型time01.1. A亘樵发电机工作原理电刷引击电势无书感题也势如LE 直流发电机工作原理2.发电机工作原理a、直流电势产生用电动机拖动电枢使之逆时针方向恒速转动,线圈边a b和c d分别切割不同极性磁极下的磁力线,感应产生电动势直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应产生的交变电动势,靠换向器配合电刷的换向作用,使之从电刷端引出时变为直流电动势因为电刷A通过换向片所引出的电动势始终是切割N极磁力线的线圈边中的电动势。
直流电机电枢绕组原理
直流电机的电枢绕组是电机的核心组成部分之一,它起着关键的作用。
电枢绕组由一根导线或多根绕组线组成,绕制在电机的铁芯上。
当通电时,电枢绕组中产生的电流会在磁场的作用下产生电磁力,并与磁场相互作用,从而使电机转动。
电枢绕组的原理基于安培力和洛伦兹力的相互作用。
根据安培力的规律,通过电流的导线会产生磁场,而洛伦兹力则描述了导体在磁场中受到的力。
在直流电机中,电枢绕组通电后会形成一个磁场,而磁场的方向由右手定则决定。
同时,电枢绕组中的电流会受到磁场的作用而受到力的作用。
根据洛伦兹力的规律,电流与磁场垂直时会受到最大力的作用,从而产生转矩,推动电机转动。
为了增加电机的转动力矩和效率,电枢绕组的设计非常重要。
常见的电枢绕组采用多层绕组的形式,绕制在铁芯上。
绕组的导线一般是由导电性良好的铜线制成,以保证电流的通畅。
此外,绕组的绕制方式也影响着电机的性能。
对于大功率的直流电机,采用脱带绕组可以减少电流的损耗,提高电机的效率。
另外,电枢绕组的绕制方式也会影响电机的特性。
采用平绕方式绕制的电机具有较高的转矩和力矩平衡性,适用于需要大转矩的场合。
而采用波绕方式绕制的电机则具有较高的转速和功率密度,适用于高速场合。
因此,在电机设计中,需要根据具体的应用要求来选择适合的电枢绕组方式。
总之,直流电机的电枢绕组是电机中至关重要的部分,它的设
计和绕制方式会直接影响电机的性能和特性。
通过合理的设计和优化,可以实现电机的高效运转和满足特定应用要求。