1、附錄一DC汽車，1。DC電機(jī)的結(jié)構(gòu)。DC電機(jī)的基本工作原理。并聯(lián)電機(jī)的起動(dòng)和換向。DC電機(jī)的機(jī)械特性，5。分流(單獨(dú)勵(lì)磁)電機(jī)的速度調(diào)節(jié)，1。DC電機(jī)的結(jié)構(gòu)。雖然DC電機(jī)的結(jié)構(gòu)比三相交流異步電機(jī)復(fù)雜，但維修不便。然而，由于其較好的調(diào)速性能和較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，很難發(fā)揮DC電機(jī)的優(yōu)勢(shì)：(1)調(diào)速性能好，調(diào)速范圍寬，易于平穩(wěn)調(diào)節(jié)。(2)起動(dòng)和制動(dòng)力矩大，容易快速起動(dòng)和停止。(3)易于控制。軋機(jī)、電力機(jī)車、大中型刨煤機(jī)、礦井提升機(jī)和提升設(shè)備等。1.1由定子(磁極)、轉(zhuǎn)子(電樞)和框架等組成的DC電機(jī)的DC電機(jī)、極掌、極心、勵(lì)磁繞組、框架、轉(zhuǎn)子、磁極和磁路的結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)子(電樞)由鐵芯、繞組(線圈)和換向器組

2、成。1。磁極，激勵(lì)：磁極上的線圈被DC激勵(lì)產(chǎn)生磁通量，這被稱為激勵(lì)。用于在電機(jī)中產(chǎn)生磁場(chǎng)。獨(dú)立勵(lì)磁電機(jī)的勵(lì)磁繞組和電樞繞組分別由兩個(gè)DC電源供電。1.2電機(jī)、DC電機(jī)的分類根據(jù)勵(lì)磁方式可分為單獨(dú)勵(lì)磁電機(jī)、并聯(lián)勵(lì)磁電機(jī)、串聯(lián)勵(lì)磁電機(jī)和復(fù)合勵(lì)磁電機(jī)。并聯(lián)勵(lì)磁電機(jī)的勵(lì)磁繞組和電樞繞組并聯(lián)，由DC電源供電。4.復(fù)合勵(lì)磁電機(jī)的勵(lì)磁線圈與轉(zhuǎn)子的電樞串聯(lián)和并聯(lián)，并與同一個(gè)電源相連。串聯(lián)勵(lì)磁電機(jī)的勵(lì)磁線圈和轉(zhuǎn)子電樞串聯(lián)在同一電源上。2 DC電機(jī)的基本工作原理，2 DC電機(jī)的基本工作原理，DC電流從兩個(gè)電刷之間引入電樞繞組，電樞電流方向如圖所示。由于換向器片與電源固定連接，無論線圈如何轉(zhuǎn)動(dòng)，S極有效側(cè)的電流方向

3、總是向內(nèi)，N極有效側(cè)的電流方向總是向外。電機(jī)電樞繞組通電后，它將在中等力的作用下順時(shí)針旋轉(zhuǎn)(左手定則)。電刷、換向器和換向器的作用：將外部直流電轉(zhuǎn)換成內(nèi)部交流電，以保持轉(zhuǎn)矩方向不變。當(dāng)線圈在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)時(shí)，線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。根據(jù)右手定則，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向與電流的方向相反。1。電樞感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，E=EK n，從圖中可以看出，電樞感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E總是與電樞電流或施加的電壓相反，因此稱為反電動(dòng)勢(shì)。其中：u施加電壓Ra繞組電阻，2。電樞電路電壓平衡公式，3。電磁轉(zhuǎn)矩，單位：(韋伯)，Ia(安培)，t(牛頓米)，DC電機(jī)電樞繞組中的電流(電樞電流Ia)與磁通量相互作用產(chǎn)生電磁力和電磁轉(zhuǎn)矩，DC電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)

4、矩公式為，4。轉(zhuǎn)矩平衡關(guān)系，電機(jī)當(dāng)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩必須與機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩和空載損耗轉(zhuǎn)矩相平衡，即T=KT Ia。當(dāng)電機(jī)軸上的機(jī)械負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩會(huì)通過電機(jī)轉(zhuǎn)速、電動(dòng)勢(shì)和電樞電流的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)，以適應(yīng)負(fù)載變化，保持新的平衡。例如，轉(zhuǎn)矩平衡過程，讓施加的電樞電壓u保持不變，T=T2(平衡)，此時(shí)，如果T2突然增加，調(diào)整過程將達(dá)到一個(gè)新的平衡點(diǎn)(Ia，p in)。DC電機(jī)T2、n、ia、t、e、3在正常運(yùn)行時(shí)的運(yùn)行特性，雖然電源電壓u和勵(lì)磁電阻保持不變，但不同勵(lì)磁方式下的轉(zhuǎn)矩、速度和機(jī)械特性有很大差異。1.并聯(lián)勵(lì)磁電機(jī)1。扭矩特性可以從圖表中獲得。從以上分析可以看出，當(dāng)電源電壓U和激勵(lì)電路的

5、電阻Rf恒定時(shí)，激勵(lì)電流If和磁通量是恒定的，即=恒定。然后，T=KT Ia=KT Ia，也就是說，分流電機(jī)的磁通是恒定的，轉(zhuǎn)矩與電樞電流成比例。，n，0，T，Ia，2。轉(zhuǎn)速特性，3 DC電機(jī)的運(yùn)行特性，通過以下公式得到，其中：3 DC電機(jī)的機(jī)械特性，得到，3機(jī)械特性，其中：n=f，nN很小，約3%8%，3。DC電機(jī)的運(yùn)行特性。串聯(lián)勵(lì)磁電機(jī)，1。轉(zhuǎn)矩特性，當(dāng)Ia小時(shí)，鐵芯是不飽和的，特性：當(dāng)Ia大時(shí)，鐵芯是飽和的，類似于并聯(lián)勵(lì)磁，2。速度特性，當(dāng)Ia較小時(shí)，可用，根據(jù)，當(dāng)Ia較大時(shí)，內(nèi)核飽和。電機(jī)將被損壞，因此串聯(lián)勵(lì)磁電機(jī)不允許在輕負(fù)載下運(yùn)行。一般情況下，最小負(fù)載不小于額定負(fù)載的30%。3.獲

6、得了DC電機(jī)的機(jī)械特性。3.機(jī)械特性。當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，串聯(lián)勵(lì)磁電機(jī)的轉(zhuǎn)速N變化很大，這是一種軟機(jī)械特性(自然特性)。適用于頻繁啟動(dòng)和負(fù)載變化大的負(fù)載。當(dāng)負(fù)荷增加時(shí)，轉(zhuǎn)速迅速下降，當(dāng)負(fù)荷減少時(shí)，轉(zhuǎn)速迅速上升，這不僅可以保證安全，而且可以提高生產(chǎn)效率。3.DC電機(jī)的運(yùn)行特性；3.復(fù)合勵(lì)磁電機(jī)，其工作特性介于并聯(lián)勵(lì)磁和串聯(lián)勵(lì)磁之間。如果并聯(lián)繞組的磁動(dòng)勢(shì)起主要作用，它的工作特性就接近于并聯(lián)電動(dòng)機(jī)的工作特性。如果串聯(lián)勵(lì)磁繞組的磁動(dòng)勢(shì)起主要作用，則其工作特性接近串聯(lián)勵(lì)磁電機(jī)。然而，由于并聯(lián)繞組磁動(dòng)勢(shì)的存在，磁通不會(huì)趨近于零，所以它在空載或輕載下仍能正常運(yùn)行。示例：有一個(gè)共激電機(jī)，其額定數(shù)據(jù)如下：p=22kw

7、，un=110v，nn=1000r/min，n=0.84，已知Rf=27.5，Ra=0.04。嘗試找出： (1)額定電流I、額定電樞電流Ia和額定勵(lì)磁電流If；(2)功率損失、功率損失和功率損失；(3)額定扭矩t；(4)反電動(dòng)勢(shì)e .解：(1) P2是輸出功率，額定輸入功率是額定電流，額定勵(lì)磁電流，額定電樞電流，(2)電樞電路銅損耗，勵(lì)磁電路銅損耗，總損耗功率，空載損耗功率，(3)額定轉(zhuǎn)矩，(4)反電動(dòng)勢(shì)，4并聯(lián)電機(jī)的人工機(jī)械特性，1 .電樞電路串聯(lián)電阻R，根據(jù)，2如果Iast太大，換向器會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的火花并燒壞換向器；開始時(shí)，n=0，1。起動(dòng)問題：(1)起動(dòng)電流大，(2)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起動(dòng)時(shí)起動(dòng)

8、轉(zhuǎn)矩為(1020)TN，造成機(jī)械沖擊，損壞傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。一般來說，最后一個(gè)限制為(1.52.5)英寸。2。起動(dòng)方法，(1)電樞串電阻起動(dòng)方法，在全磁下將Rst設(shè)置為最大，并逐漸減小Rst以增加n、n0、T、電阻增加、TL、T2、T1、這種起動(dòng)方法起動(dòng)設(shè)備簡單，操作方便，但起動(dòng)能耗高。注意事項(xiàng)(2)降壓起動(dòng)方法：起動(dòng)和工作時(shí)，DC電機(jī)的勵(lì)磁電路必須接通，不能斷開，起動(dòng)時(shí)應(yīng)充分勵(lì)磁。否則，磁路中只有一點(diǎn)剩磁，這可能導(dǎo)致事故。目前，晶閘管整流電源基本上用作調(diào)壓電源。該啟動(dòng)方法具有啟動(dòng)電流小、啟動(dòng)穩(wěn)定、啟動(dòng)能耗低的優(yōu)點(diǎn)。(1)如果電機(jī)靜止不動(dòng)，由于轉(zhuǎn)矩太小(T=KT Ia)，電機(jī)不會(huì)啟動(dòng)，那么反電動(dòng)勢(shì)為零

9、，電樞電流很大，電樞繞組有燒毀的危險(xiǎn)。(2)當(dāng)電機(jī)帶負(fù)載運(yùn)行時(shí)，如果勵(lì)磁電路斷開，反電動(dòng)勢(shì)立即減小，電樞電流增加。同時(shí)，由于產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩不滿足負(fù)載的需要，電機(jī)將減速并停止運(yùn)行，這將進(jìn)一步促進(jìn)電樞電流的增加，甚至燒壞電樞繞組和換向器。(3)如果電機(jī)空載運(yùn)行，可能會(huì)導(dǎo)致失控，這可能會(huì)對(duì)電機(jī)造成嚴(yán)重的機(jī)械損壞，并由于電樞電流過大而燒壞繞組。2。反向旋轉(zhuǎn)，電磁轉(zhuǎn)矩：T=KT Ia，(1)改變勵(lì)磁電流的方向。(2)改變電樞電流的方向。注意：改變旋轉(zhuǎn)方向時(shí)，勵(lì)磁電流和電樞電流的方向不能同時(shí)改變。有兩種方法可以改變DC汽車的轉(zhuǎn)向。分流(單獨(dú)勵(lì)磁)電機(jī)的速度調(diào)節(jié)。與異步電動(dòng)機(jī)相比，并聯(lián)(分勵(lì))電動(dòng)機(jī)雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜

10、、價(jià)格昂貴、維護(hù)不便，但在調(diào)速性能上有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。1.調(diào)速平穩(wěn)，可無級(jí)調(diào)速。調(diào)速范圍大，調(diào)速比可達(dá)D=810 3以上。調(diào)速靜態(tài)誤差率小。主要優(yōu)點(diǎn)：根據(jù)速度公式：可以看出DC電機(jī)有三種調(diào)速方式。6.1弱磁調(diào)速，保持電樞電壓u不變，并減小勵(lì)磁電流If(調(diào)節(jié)Rf)以減小磁通量。通過公式、t1、T、n、O，調(diào)速過程：直到T=TC達(dá)到新的平衡。在高于n的速度下運(yùn)行，當(dāng)磁場(chǎng)較弱時(shí)，它減小，但I(xiàn)a保持不變，因此轉(zhuǎn)矩隨著速度調(diào)節(jié)的增加而減小，并且輸出功率被允許是恒定的。因此，它屬于恒功率調(diào)速，速度n只能提高。(1)調(diào)速平穩(wěn)，可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速；但它只能向上提升。由于機(jī)器本身的強(qiáng)度，n不能太高。(2)調(diào)速設(shè)備簡單

11、、經(jīng)濟(jì)、低電流、易于控制。(3)力學(xué)性能硬，穩(wěn)定性好。(4)對(duì)于專門生產(chǎn)的磁電機(jī)，其D可以達(dá)到，一般D=2，這降低了調(diào)速特性：6.2降速調(diào)速。根據(jù)速度公式，調(diào)節(jié)電壓U和n0發(fā)生變化，但斜率不變，所以調(diào)速特性是一組平行曲線。特性曲線，改變電壓調(diào)速：的特性，(1)運(yùn)行時(shí)電壓不允許超過正，所以只能向下調(diào)節(jié)。(2)機(jī)械性能堅(jiān)硬，降低電壓后硬度不變，穩(wěn)定性好。(4)通過均勻調(diào)節(jié)電樞電壓，可以實(shí)現(xiàn)平滑無級(jí)調(diào)速。(5)調(diào)速范圍較大。一般來說，D=810，調(diào)速過程為：如果保持額定，電樞電壓降低。變電壓調(diào)速需要電壓可調(diào)的專用設(shè)備，投資成本高。近年來，晶閘管整流電源已被廣泛用于調(diào)節(jié)電機(jī)的電壓和磁場(chǎng)來改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速

12、。(3)屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。6.3電樞電路串聯(lián)電阻調(diào)速，電樞電路串聯(lián)電阻調(diào)速，Ia保持不變，因此屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，允許輸出功率隨速度下降。且轉(zhuǎn)速n只能降低。特點(diǎn)：(1)設(shè)備簡單，操作方便。(2)機(jī)械特性軟，穩(wěn)定性差。(4)能量損失大，僅用于小型DC機(jī)器。t1、(3)調(diào)速范圍小，一般D=22.5，1。額定功率是從PN:電機(jī)軸輸出的機(jī)械功率。2。額定電壓UN :額定工作條件下施加在電樞上的DC電壓。(示例：110伏、220伏、440伏)，3。在額定電壓IN :下軸上輸出額定功率時(shí)的電流(并聯(lián)勵(lì)磁包括勵(lì)磁和電樞電流)。三者之間的關(guān)系：PN=UNIN(效率)；4.額定速度nN:在PN、UN、IN時(shí)的速度。DC電機(jī)的轉(zhuǎn)速一般在500轉(zhuǎn)/分以上。特殊的DC電機(jī)速度可以非常低(例如每分鐘幾轉(zhuǎn))或非常高(每分鐘超過3000轉(zhuǎn))。注意：調(diào)速為無調(diào)速要求的電機(jī)，最大轉(zhuǎn)速不能超過1.2nN。DC電機(jī)的額定值，(3)恒定功率負(fù)載(當(dāng)p恒定時(shí)，t和n