電機(jī)學(xué)第3-1講直流電機(jī)概論

介紹內(nèi)容1.直流電機(jī)的用途2.直流電機(jī)的基本工作原理3.直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)1-1.直流電機(jī)的用途

1直流電機(jī)交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁機(jī)直流發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)方便地調(diào)速鋼鐵企業(yè):軋機(jī)礦山:卷揚(yáng)機(jī)機(jī)車:電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)缺點(diǎn):生產(chǎn)成本高,消耗有色金屬1-1.直流電機(jī)的用途

2用途：（1）直流電動(dòng)機(jī)的用途：由于直流電動(dòng)機(jī)具有良好的起動(dòng)性和調(diào)速性能，常用于對(duì)起動(dòng)和調(diào)速性能要求的場(chǎng)合。（2）直流發(fā)電機(jī)的用途：主要用于要求直流電源的化工，冶金等方面。1-2.直流電動(dòng)機(jī)的基本工作原理

3交流發(fā)電機(jī)的工作原理磁極電樞鐵心電樞繞組感應(yīng)電勢(shì)ex=Blxv氣隙轉(zhuǎn)速n輸出交流電壓1-2.直流電動(dòng)機(jī)的基本工作原理

5直流發(fā)電機(jī)的工作原理磁極電樞鐵心電樞繞組感應(yīng)電勢(shì)ex=Blxv氣隙轉(zhuǎn)速n導(dǎo)線兩端換向片電刷輸出直流電壓1-2.直流電動(dòng)機(jī)的基本工作原理

6直流發(fā)電機(jī)的工作原理磁極電樞鐵心電樞繞組感應(yīng)電勢(shì)ex=Blxv氣隙轉(zhuǎn)速n導(dǎo)線兩端換向片電刷輸出直流電壓1-2.直流電動(dòng)機(jī)的基本工作原理

7直流電動(dòng)機(jī)的工作原理磁極電樞鐵心電樞繞組電流轉(zhuǎn)速n導(dǎo)線兩端換向片電刷輸入直流電壓感應(yīng)電勢(shì)ex=Blxv電磁轉(zhuǎn)矩Tem=FD1-2.直流電動(dòng)機(jī)的基本工作原理

8直流電動(dòng)機(jī)的工作原理磁極電樞鐵心電樞繞組電流轉(zhuǎn)速n導(dǎo)線兩端換向片電刷輸入直流電壓感應(yīng)電勢(shì)ex=Blxv電磁轉(zhuǎn)矩Tem=FD1-2.直流電動(dòng)機(jī)的基本工作原理

9直流電動(dòng)機(jī)的工作原理:

以單線圈簡(jiǎn)化模型為例，進(jìn)行分析。顯然，在電刷間接入直流電源后，在線圈中就有直流電流流過。對(duì)比圖2--圖5可以看出，雖然從外部電路流入電機(jī)的電流的方向是不變的，電樞線圈內(nèi)部電流的方向卻是交替變化的。以藍(lán)色線圈邊為例，在圖2、3所示位置，電流是流入的，而在圖4、5所示位置，電流是流出的?？梢?，直流電機(jī)換向器將外部電路的直流變成了內(nèi)部電路的交流。需要特別注意電刷相對(duì)于磁極的位置。1-2.直流電動(dòng)機(jī)的基本工作原理

10直流電動(dòng)機(jī)的工作原理:

圖中電刷的位置保證了，無論線圈邊處在N極下，還是S極下，線圈電流均產(chǎn)生逆時(shí)針方向的電磁力矩，從而使轉(zhuǎn)子獲得了一個(gè)固定方向的電磁轉(zhuǎn)矩。實(shí)際的直流電機(jī)，都不采用單線圈方案。因?yàn)楫?dāng)這個(gè)單線圈轉(zhuǎn)到水平位置時(shí)，兩個(gè)電刷同時(shí)和兩個(gè)換向片接觸，直流電源就被短路。1-3.直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)

1定子:殼體主磁極換向極端蓋電刷架電刷1-3.直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)

2定子:殼體：作用1、主磁路的一部分；2、電機(jī)的結(jié)構(gòu)框架。 構(gòu)成：用厚鋼板彎成筒形焊成或鑄鋼件制成。主磁極作用：建立主磁場(chǎng)。構(gòu)成：主極鐵心和套裝在鐵心上的勵(lì)磁繞組。換向極作用：改善換向。構(gòu)成：由鐵心和繞組組成。端蓋作用：支撐定子和轉(zhuǎn)子組件。構(gòu)成：由鑄鋼件組成。電刷組件作用：電樞電路的引出（或引入）裝置。構(gòu)成：電刷、刷盒、刷桿和連線等。1-3.直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)

3轉(zhuǎn)子軸換向器轉(zhuǎn)子電樞鐵心轉(zhuǎn)子電樞繞組風(fēng)扇1-3.直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)

4轉(zhuǎn)子

換向器

作用：整流（發(fā)電機(jī)）或逆變（電動(dòng)機(jī)）構(gòu)成：由許多鴿形尾的換向片排列成一個(gè)圓筒片間用V形云母絕緣，兩端再用兩個(gè)形環(huán)夾緊而構(gòu)成。轉(zhuǎn)子電樞鐵心

作用：1、主磁路的一部分；2、電樞繞組的支撐部件。構(gòu)成：一般用厚0.5㎜且沖有齒、槽的DR530或DR510的硅鋼片疊壓夾緊而成。

1-3.直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)

5轉(zhuǎn)子

軸作用：傳遞機(jī)械功率構(gòu)成：由實(shí)心或空心鋼材構(gòu)成。

轉(zhuǎn)子電樞繞組作用：直流電機(jī)的電路部分。構(gòu)成：用絕緣的圓形或矩形截面的導(dǎo)線繞成，上下層以及線圈與電樞鐵心間要妥善地絕緣，并用槽楔壓緊。風(fēng)扇作用：使電機(jī)內(nèi)部空氣溫度保持均勻構(gòu)成：由鋁或鋼材料構(gòu)成，根據(jù)不同的需要加工成不同扇形。1-3.直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)

6定子:轉(zhuǎn)子氣隙主磁極換向極磁軛殼體端蓋電刷架電刷

軸換向器轉(zhuǎn)子電樞鐵心轉(zhuǎn)子電樞繞組風(fēng)扇1-3.直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)

7直流電機(jī)的主要技術(shù)要求：額定電壓UN指額定狀態(tài)下電樞出線端的電壓，以V表示。額定電流IN指電機(jī)運(yùn)行在時(shí)電機(jī)的線電流，以A表示。額定輸出功率PN指電機(jī)在銘牌規(guī)定的額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，電機(jī)的輸出功率，以kW表示。對(duì)電動(dòng)機(jī)，—輸出的機(jī)械功率；對(duì)發(fā)電機(jī)，—輸出的電功率。額定轉(zhuǎn)速nN指額定狀態(tài)運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，以r/min表示。額定轉(zhuǎn)矩TN指額定狀態(tài)運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩，以N表示。電氣時(shí)間常數(shù)tm額定勵(lì)磁電壓UfN（僅對(duì)他勵(lì)電機(jī)）。1-3.直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)

8直流電機(jī)的主要技術(shù)要求：額定轉(zhuǎn)速nN指額定狀態(tài)運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，以r/min或rpm表示。額定轉(zhuǎn)矩TN指額定狀態(tài)運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)矩，以N.m或Kg.m表示。電氣時(shí)間常數(shù)tm額定勵(lì)磁電壓UfN（僅對(duì)他勵(lì)電機(jī)）。1-3.直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)