1、第一部分直流電機(jī)的基本工作原理一、直流電機(jī)的用途直流電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：1調(diào)速范圍廣，易于平滑調(diào)節(jié)2過(guò)載、啟動(dòng)、制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大3易于控制，可靠性高4調(diào)速時(shí)的能量損耗較小缺點(diǎn)：換向困難，維修比較麻煩，制造成本高（與相 同功率的交流異步電機(jī)比較。應(yīng)用：機(jī)床方面的應(yīng)用：龍門刨床、導(dǎo)軌磨床、龍門銃床等設(shè)備的工作驅(qū)動(dòng)電機(jī)，導(dǎo)軌磨床、像床、銃床等設(shè)備的主軸電機(jī)；軋鋼機(jī)、電車、電氣鐵道牽引、造紙、紡織拖動(dòng)；直流發(fā)電機(jī)：用作電解、電鍍、電冶煉、充電、交流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁等的直流電源。二、直流電機(jī)的工作原理原理：任何電機(jī)的工作原理都是建立在電磁感應(yīng)和電磁力這個(gè)基礎(chǔ)上。1、直流電機(jī)的工作原理工作原理：導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中會(huì)

2、感應(yīng)出電勢(shì)e; e=B xixv;B:磁密L:導(dǎo)體長(zhǎng)度；V:導(dǎo)體與磁場(chǎng)的相對(duì)速度。正方向：用右手定則判斷。電勢(shì) e正方向表示電位升高的方向，與 U相反。如果同一元件 上e和U正方向相同時(shí)，e= -U 。理解：電磁感應(yīng)原理的變形（變化的磁通產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)）理解：電磁感應(yīng)原理的變形（變化的磁通產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)）3、直流電動(dòng)機(jī)的工作原理圖 。（1 ）構(gòu)成：磁場(chǎng)：圖中N和S是一對(duì)靜止的磁極，用以產(chǎn)生磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度沿圓周為正弦分布。勵(lì)磁繞組一一 容量較小的發(fā)電機(jī)是用永久磁鐵做磁極的。 容量較大的發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)是 由直流電流通過(guò)繞在磁極鐵心上的繞組產(chǎn)生的。 用來(lái)形成N極和S極的繞組稱為勵(lì)磁繞組, 勵(lì)磁繞組

3、中的電流稱為勵(lì)磁電流 If。電樞繞組：在N極和S極之間，有一個(gè)能繞軸旋轉(zhuǎn)的圓柱形鐵心，其上緊繞著一個(gè)線圈稱 為電樞繞組（圖中只畫出一匝線圈），電樞繞組中的電流稱為電樞電流Ia o換向器：電樞繞組兩端分別接在兩個(gè)相互絕緣而和繞組同軸旋轉(zhuǎn)的半圓形銅片一一換向片 上，組成一個(gè)換向器。換向器上壓著固定不動(dòng)的炭質(zhì)電刷。電樞：鐵心、電樞繞組和換向器所組成的旋轉(zhuǎn)部分稱為電樞。電動(dòng)機(jī)向負(fù)載輸出機(jī)械功率的同時(shí)，卻向電動(dòng)機(jī)輸入電功率， 電動(dòng)機(jī)起著將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的作用。能量轉(zhuǎn)換：電能- 電磁轉(zhuǎn)矩- 負(fù)載（機(jī)械能）3、電機(jī)的結(jié)構(gòu)要求：1電磁要求：產(chǎn)生磁場(chǎng)，感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)，通過(guò)電流，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩2機(jī)械要求：傳遞轉(zhuǎn)矩，

4、保持堅(jiān)固穩(wěn)定，冷卻的要求，檢修，運(yùn)行可靠。圖1-4直流電機(jī)結(jié)構(gòu)圖1風(fēng)扇2機(jī)座3電樞4 一主磁極5-刷架6換向器7 接線板8出線盒9一換向磁極 10一端蓋一、定子定子的作用是產(chǎn)生磁場(chǎng)和作為電機(jī)機(jī)械支撐。它由主磁極、換向磁極、電刷、機(jī)座、端蓋和軸承等組成二、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子又稱電樞，是電機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分。它由電樞鐵心、繞組、換向器等組成。三、銘牌和額定值為了使電機(jī)安全而有效地運(yùn)行，制造廠對(duì)電機(jī)的工作條件都加以技術(shù)規(guī)定。按照規(guī)定的工作條件進(jìn)行運(yùn)行的狀態(tài)叫做額定工作狀態(tài)。電機(jī)在額定工作時(shí)的各種技術(shù)數(shù)據(jù)叫做額定 值，一般加下標(biāo) e表示。這些額定值都列在電機(jī)的銘牌上，使用電機(jī)前，應(yīng)熟悉銘牌。使 用中的實(shí)際值，一般不應(yīng)

5、超過(guò)銘牌所規(guī)定的額定值。（一）型號(hào)：它表示電機(jī)的類別。例如： Z2-12Z:直流；2:設(shè)計(jì)序號(hào)；1:鐵心長(zhǎng)度；2:機(jī)座號(hào)（二）額定電流Ie :指電源輸入到電動(dòng)機(jī)的允許電流。（三）額定電壓Ue ：指輸入到電動(dòng)機(jī)上的允許電壓。（四）額定轉(zhuǎn)速ne ：這是指電機(jī)在額定工作狀態(tài)時(shí)，應(yīng)達(dá)到的轉(zhuǎn)速。（五）額定功率（額定容量）Pe ：指在額定電壓、額定電流和額定轉(zhuǎn)速下，電動(dòng)機(jī)軸 上輸出的機(jī)械功率 Pe=Ue x Ie x刀e（六）額定效率y e：額定功率與輸入功率之比，稱為電機(jī)的額定效率，即 y e=（額 定功率/輸入功率）x 100 %直流 電機(jī) 的 勵(lì)磁方 式按勵(lì)磁方式不同，電機(jī)可分為他勵(lì)直流電機(jī)電樞和勵(lì)

6、磁繞組由兩個(gè)獨(dú)立的直流電源供電。（二）并勵(lì)直流電機(jī)電樞和勵(lì)磁繞組并聯(lián)后由一個(gè)獨(dú)立的直流電源供電O串勵(lì)直流電機(jī)（四）復(fù)勵(lì)直流電機(jī)電樞和勵(lì)磁繞組串聯(lián)后由一個(gè)獨(dú)立的直流電源供電復(fù)勵(lì)電機(jī)有兩個(gè)繞組，一個(gè)并勵(lì)繞組，一個(gè)串勵(lì)繞組，并勵(lì)繞組和電樞并聯(lián)，和串勵(lì)繞組串聯(lián)后由 一個(gè)獨(dú)立的直流電源供電。直流電機(jī)調(diào)速特性、直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速公式:步：電機(jī)磁通量，與勵(lì)磁電流有關(guān);電樞回路電阻;電機(jī)的扭矩;電樞電壓;問(wèn)題：直流電機(jī)調(diào)速的方式有幾種?、直流電機(jī)的機(jī)械特性降低電樞電壓時(shí)的人為特性T機(jī)械特性變軟。n 外GG步n2、直流電機(jī)的機(jī)械特性降低電樞電壓時(shí)的人為特性T機(jī)械特性變軟。n 外GG步n2二1一如|但da不變 一機(jī)械

7、特性的硬度不變.o(3)減小局磁電流時(shí)的人為特性“L固有特性=/()kJ九熊AN點(diǎn)：額定狀態(tài)。/點(diǎn)：臨界狀態(tài)。2.人為特性(1)增加電樞電路電陛時(shí)的人為特性凡+紋CeE-aJ即機(jī)械特性變軟.”巧_ 一（凡 + & T目前我們使用的直流調(diào)速器主要通過(guò)上述哪些方式進(jìn)行調(diào)速?你所知道的哪些設(shè)備是采用這種方式進(jìn)行啟動(dòng)的？為什么要采用這種啟動(dòng)方式？有什么好 處？2.電樞串聯(lián)電阻起動(dòng)串聯(lián)(紋日+冬融起動(dòng)：=凡+凡口 +凡也起動(dòng)轉(zhuǎn)矩(電流)：。6)= (1.52.0)/(7)切除Rm: &二凡.十紋也切換轉(zhuǎn)矩(電流)：r2 (72) = (1,1 1.2) Tl &)三、他勵(lì)直流電機(jī)的能耗制動(dòng)：目的：快速停

8、車、勻速下放重物等。 制動(dòng)方法：機(jī)械制動(dòng)、電氣制動(dòng).1.能耗制動(dòng)電動(dòng)狀態(tài)制動(dòng)狀態(tài)能耗制動(dòng)時(shí);動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能，被電阻消耗掉.直流調(diào)速器基本原理功能、直流電機(jī)調(diào)速器的工作原理;C98043-A7007;C98043-A700711 L II 31Ca8043-A7007A X ACol嚴(yán)耳通過(guò)對(duì)大功率晶閘管的導(dǎo)通角的控制，將交流電整流為所需的直流電，提供給直流電動(dòng)機(jī)使用；上圖為三相全橋整流，4Q（4象限運(yùn)行）動(dòng)力部分基本原理圖；可實(shí)現(xiàn)回饋制動(dòng)功能；（單相供電主要應(yīng)用單相交流電源供電原理與上圖基本相同，上圖中減少一對(duì)晶閘管即可; 于小功率驅(qū)動(dòng)器）（單相供電主要應(yīng)用1Q系列三相交流電源電樞回路控制框圖

9、: W1 1V1 1W10XUXi 4X3 3X3-211h-*U卜卜h卜Cg8043 A7011C98043-A7011XH-1X1%2X12-2XIM X83 W1 1V1 1W10XUXi 4X3 3X3-211h-*U卜卜h卜Cg8043 A7011C98043-A7011XH-1X1%2X12-2XIM X83Xl&l 尸 r Xlfr2 XlSlF3 卜X1i2 上圖為三相全橋整流，1Q（1）象限運(yùn)行）動(dòng)力部分基本原理圖；（與4Q相比較J減少使用6只 晶閘管）；沒有回饋制動(dòng)功能;3U1 3W1勵(lì)磁回路控制原理圖，通過(guò)控制兩只晶閘管的導(dǎo)通角，可以控制輸出的直流電壓;直流調(diào)速器從控制核心的角度分為：模擬控制和數(shù)字控制；模擬式直流調(diào)速器的特點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單，價(jià)格較為便宜，性價(jià)比較好，但參數(shù)可調(diào)整的較少，調(diào)整參數(shù)不直觀，更多的憑經(jīng)驗(yàn)辦事，且無(wú)法直觀了解調(diào)速器的運(yùn)行狀態(tài)；數(shù)字式直流調(diào)速器的特點(diǎn)：功能強(qiáng)大，價(jià)格較同規(guī)格的模擬式產(chǎn)品貴，參數(shù)調(diào)整較為方便、故障診斷功能強(qiáng)大；調(diào)速穩(wěn)定性好，不會(huì)因?yàn)闀r(shí)間長(zhǎng)而發(fā)生信號(hào)漂移的問(wèn)題；直流調(diào)速器主要以調(diào)節(jié)上述兩個(gè)指標(biāo)為整個(gè)控制目標(biāo)，（在選