直流电动机基本理论及结构
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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。
dc电机的工作原理DC电机是一种常见的电动机,其工作原理基于直流电流和磁场相互作用的原理。
本文将详细介绍DC电机的工作原理和相关知识。
第一部分:DC电机的基本结构DC电机由电枢和磁极组成。
电枢是一个线圈,通电时会产生磁场。
磁极则是一个永久磁体或通过电磁激励产生磁场。
电枢通过电刷和电刷槽与电源相连,而磁极则位于电枢的两侧。
当电流流过电枢时,电枢产生的磁场与磁极的磁场相互作用,从而产生力矩使电机转动。
第二部分:DC电机的工作原理1. 动理论:根据电磁感应定律,当电枢电流改变时,会在电枢中产生感应电动势。
这个电动势与电枢的磁场相互作用,从而产生力矩使电机转动。
2. 静理论:根据洛伦兹力定律,当电枢通过电流时,电枢中的电子受到磁场力的作用,从而产生力矩使电机转动。
第三部分:DC电机的工作过程1. 电机启动:当电源接通时,电枢通电,产生磁场。
电枢的磁场与磁极的磁场相互作用,产生力矩使电机转动。
电机开始启动。
2. 电机运行:当电机转动时,电枢中的电流方向不断改变,电枢的磁场也随之改变。
这个变化的磁场与磁极的磁场相互作用,产生力矩推动电机持续转动。
3. 电机停止:当电源断开时,电枢停止通电,磁场消失。
没有磁场的作用,电机停止转动。
第四部分:DC电机的应用DC电机由于其结构简单、工作可靠等特点,在工业生产和日常生活中得到广泛应用。
它可以用于电动车、电动工具、家用电器等领域。
同时,DC电机还可以作为发电机使用,将机械能转化为电能。
总结:DC电机的工作原理基于直流电流和磁场相互作用的原理。
通过电枢和磁极的配合,产生力矩推动电机转动。
电机的启动、运行和停止过程都离不开电枢的通电和磁场的作用。
DC电机由于其结构简单、工作可靠而在各个领域得到广泛应用。
通过对DC电机的工作原理的了解,我们可以更好地理解和应用这种电动机。
电机学知识点总结直流电动机知识点1、直流电动机主要结构是定子和转子;定子主要包括定子铁心、励磁绕组、电刷。
转子主要包括转子铁心、电枢绕组、换向器.2、直流电动机通过电刷与换向器与外电路相连接。
3、直流电动机的工作原理:通过电刷与换向器之间的切换,导体内的电流随着导体所处的磁极性的改变而同时改变其方向,从而使电磁转矩的方向始终不变。
4、通过电刷和换向器将外部通入的直流电变成线圈内的交变电流的过程叫做“逆变”。
5、励磁方式分为他励式和自励式;自励式包括并励式、串励式和复励式。
(只考他励式和并励式,掌握他励式和并励式的图形)6、直流电机的额定值:①额定功率PN对于发电机额定功率指线端输出的电功率;对于电动机额定功率指轴上输出的机械功率。
②额定电压、额定电流均指额定状态下电机的线电压线电流。
7、磁极数=电刷数=支路数(2p=电刷数=2a,p为极对数,a为支路对数)8、空载时电极内的磁场由励磁绕组的磁动势单独作用产生,分为主磁通和漏磁通两部分。
9、电枢反应:负载时电枢磁动势对气隙主磁场的影响。
10、电刷位置是电枢表面电流分布的分界线。
11、交轴电枢反应的影响:①使气隙磁场发生畸变;②物理中线偏离几何中线;③饱和时具有一定的去磁作用。
12、电刷偏离几何中线时,出现直轴。
13、Ea=Cen Te=CTp Ia CT=9.55Ce14、发电机Ea=U+1aRa电动机U=Ea+IaRa15、他励发电机的特性(主要掌握外特性U=f(I) )曲线向下倾斜原因①U=Ea -IaRa;随着负载电流Ⅰ增大,电枢电阻压降IaRa随之增大,所以U 减小。
②交轴电枢反应产生一定的去磁作用;随着负载的增加,气隙磁通·和电枢电动势Ea 将减小,再加上IaRa的增大使电压的下降程度增大16、并励发电机自励条件:①电机的磁路中要有剩磁;②励磁绕组的接法要正确,使剩磁电动势所产生的电流和磁动势,其方向与剩磁方向相同;③励磁回路的总电阻必须小于临界电阻。
作动力用:直流电动机将直流电能转化为机械能直流测速发电机将机械信号转换为电信信号传递-直流伺服电动机将控制电信号转换为机械信号1-1 直流电机工作原理一、原理图(物理模型图)磁极对N、S不动, 线圈(绕组)abcd 旋转, 换向片1、2旋转, 电刷及出线A、B不动二、直流发电机原理(机械能--->直流电能)( Principles of DC Generator)1.原动机拖动电枢以转速n(r/min)旋转;2.电机内部有磁场存在;或定子(不动部件)上的励磁绕组通过直流电流(称为励磁电流I f)时产生恒定磁场(励磁磁场,主磁场) (magnetic field, field pole)3.电枢线圈的导体中将产生感应电势 e = B l v ,但导体电势为交流电,而经过换向器与电刷的作用可以引出直流电势E AB,以便输出直流电能。
(看原理图1,看原理图2)(commutator and brush)1.问题1-1:直流电机电枢单个导体中感应电势的性质?2.问题1-2:直流电机通过电刷引出的感应电势的性质?3.看直流发电机原理动画4.问题1-3:直流发电机如何得到幅值较为恒定的直流电势?5.为了得到稳定的直流电势,直流电机的电枢圆周上一般有多个线圈分布在不同的位置,并通过多个换向片联接成电枢绕组。
以前曾使用环形绕组.6.问题1-4:环形绕组的缺点是什么?三. 直流电动机的原理 ( Principies of DC Motor)1.将直流电源通过电刷和换向器接入电枢绕组,使电枢导体有电流i a通过。
2.电机内部有磁场存在。
3.载流的转子(即电枢)导体将受到电磁力 f 的作用 f = B l i a(左手定则)4.所有导体产生的电磁力作用于转子可产生电磁转矩,以便拖动机械负载以n(r/min)旋转。
5.结论:直流电机的可逆性原理:同一台电机,结构上不作任何改变,可以作发电机运行,也可以作电动机运行。