1、第三章直流電機，引言3.1直流電機的工作原理和基本結(jié)構(gòu)，3.2無負載和負載時直流電機的磁場，3.3直流電機的感應電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩，3.4直流電機的基本方程式，3.5直流電機的運行特性，直流電機是電機的主要類型之一。 直流電動機自身有顯著的優(yōu)點，但與交流電動機相比，自身有缺點。 近年來，與電力電子設備組合的具有直流電動機性能的電動機陸續(xù)出現(xiàn)，直流電動機有被置換的傾向。 但是，直流電動機有一定的原理，關于意義和實用價值本章的主要內(nèi)容有： 1、直流電動機的工作原理和基本結(jié)構(gòu)；2、說明電動機的磁動勢和磁場；4、分析直流電動機的穩(wěn)態(tài)運轉(zhuǎn)性能；3、導出電動機的電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩公式；3.1直流電動機的工作原

2、理和基本結(jié)構(gòu)1 .直流電機的結(jié)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)部分(轉(zhuǎn)子):電樞鐵心電刷、電樞繞組ax(1線圈)、整流子。 定子和轉(zhuǎn)子之間是氣隙。 2、直流發(fā)電機的工作原理、發(fā)電機：線圈AX電動勢為交流電動勢，但由于整流子的整流作用，電刷之間的輸出電動勢為直流電動勢。 (圖3-2 a、圖3-2b )、3、直流電動機的動作原理、電動機：在直流電動機中，施加的電壓不是直接施加給線圈，而是通過電刷和整流子施加給線圈，同時改變其方向，從而電磁轉(zhuǎn)矩的方向總是向上，因此導體中的電流4、脈動減少，電刷上的電動勢(圖33 )。 電樞繞組由多個線圈串聯(lián)而成，實現(xiàn)方法：二、直流電動機的基本結(jié)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)電機、定子、轉(zhuǎn)子、氣隙、1、主磁極、主

3、極鐵心和鐵心中組裝的2、機臺、結(jié)構(gòu)：將厚鋼板彎成筒形焊接或鑄造鋼制作。 作用：創(chuàng)建主磁場。 作用： 1、主磁路的一部分，2、電機的結(jié)構(gòu)框架。 3、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：齒部厚度0.5，切槽沖壓dr 530，4，4，電樞繞組，作用：直流電機的電路部分。 用絕緣的圓形或矩形截面的導線卷繞，使上下、層及線圈與電樞鐵心之間適當絕緣，用楔子按壓。 或?qū)R510的硅鋼板重疊夾緊。 5、換向器、作用：整流(發(fā)電機)或變頻器(電動機)。 很多鴿形尾轉(zhuǎn)流片排列在一個圓筒片之間，用v形云母絕緣，兩端再用兩個形環(huán)夾緊，6、刷裝置，作用：電子電路的引出(或引入)裝置。

4、 構(gòu)成刷子、刷子外殼、刷子桿、接線等。構(gòu)成。 三、勵磁方式、勵磁線圈的供電方式稱為勵磁方式。 直流電機可以用勵磁方式分開：他勵、自激、7、換流極、構(gòu)成：由鐵芯和繞組組成。 作用：改善轉(zhuǎn)向。 復勵式(圖3-5a ) :安裝兩個勵磁線圈，一個是and，一個是他勵式(圖3-5a )，該勵磁線圈由其他電源供電，勵磁線圈不與電子線圈連接。 2、自激式、發(fā)電機：利用自身產(chǎn)生的電流進行勵磁，電動機：勵磁線圈和電樞線圈由同一電源供電。 并聯(lián)勵磁式(圖3-5b ) :勵磁線圈和電樞線圈并聯(lián)連接，直勵式(圖3-5c ) :勵磁線圈和電樞線圈串聯(lián)連接，軸并聯(lián)的并聯(lián)線圈，2個是與電樞串聯(lián)連接的串聯(lián)線圈。 4、直流電機

5、的額定值、(1)額定功率：電機在銘牌規(guī)定的額定狀態(tài)下運行時、(2)額定電壓：指額定狀態(tài)下電樞線端的電壓，用v表示。 (3)額定電流：指電機運行時電機的線電流，用a表示。 (4)額定轉(zhuǎn)速：指額定運行時轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，用r/min表示。 (5)額定勵磁電壓(僅限其他勵磁電機)。 相對于向馬達輸出的機械功率發(fā)電機，輸出的電力。直流電機的額定功率用：電機的輸出功率、kW表示。 3.2空載和負載時直流電機的磁場，一、空載時直流電機的磁場(圖3-6 )。 主磁極在無負載時的磁通：a )主磁通：通過氣隙，形成氣隙磁場。 b )主極漏磁通、極矩：二、負載時的電樞磁勢和電樞反應(介紹)、電樞反應：負載時的電樞磁勢對

6、主極磁場的影響。 1、交軸電樞電動勢和交軸電樞反應，影響：1)，引起氣隙磁場畸變，使電樞表面磁密等2 )，在不飽和的情況下，交軸電樞反應沒有增磁和減磁的校正和飽和時，交軸電樞的反應具有一定的減磁，零的位置(物理中性線)偏離幾何中性線的雙曲馀弦值。 2、直軸電樞磁力和直軸電樞反應，發(fā)電機：電刷正向電樞旋轉(zhuǎn)方向移動，電樞反應減磁，電刷反向電樞旋轉(zhuǎn)方向移動，電樞反應增磁。 馬達：與發(fā)電機的情況相反。 3.3直流電機的感應電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩，如氣隙磁場的分布(圖37 )所示，、根導體的感應電動勢，一、電樞繞組的感應電動勢，式中，導體所處的氣隙磁密，導體的有效長度，導體相對于氣隙磁場的速度。 電樞繞組的電

7、動勢應該是一條分支路徑的各串聯(lián)導體，如果設為平均氣隙磁密，則上式改寫為、代入上式作為電動勢的代數(shù)和，則電動勢式：式中、各極的總磁通量、電動機常數(shù)、電動勢式。 二、直流電機電磁轉(zhuǎn)矩電樞表面任意點上通電導體上的電磁轉(zhuǎn)矩在公式中，這一點上的氣隙是磁性密集的。 一個極下通電導體上的電磁轉(zhuǎn)矩在式中應為氣隙平均磁密。 在整個電樞中的電磁轉(zhuǎn)矩為、直流電動機得到的轉(zhuǎn)矩式為、一、電壓式基本方程式2、轉(zhuǎn)矩方程式。 一、電壓方程式1、他勵直流電機直流電機的穩(wěn)態(tài)電路圖(發(fā)電機、電機)發(fā)電機：有電機：有。 3.4直流電動機的基本方程式是因為在其他勵磁時，從其他電源單獨供給勵磁電流。 2、并聯(lián)勵磁直流電動機、電子電路的電

8、壓方程式與其他勵磁時相同，但勵磁、3、串聯(lián)勵磁直流電動機、電子電路的電壓方程式也與其他勵磁時相同，但勵磁、另外，電壓方程式應該加上串聯(lián)勵磁繞組的電阻電壓降。 電壓為電樞端子電壓，即發(fā)電機：電動機：磁線圈和電樞線圈串聯(lián)連接。 二、扭矩方程式、是電磁扭矩。 1、發(fā)電機的情況下，電機自身的機械電阻扭矩原動機的驅(qū)動扭矩，電磁扭矩是制動扭矩，是電機軸上的負載扭矩。 式中，2、電動機的情況下，電磁轉(zhuǎn)矩為驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，有、三、電磁功率，發(fā)電機：機械能轉(zhuǎn)換為電能電動機：電能轉(zhuǎn)換為機械能。 表示、電磁功率，代入上式，四、直流電動機的可逆性、電動機的可逆性：原理上，任何電動機都可以作為發(fā)電機運轉(zhuǎn)，電動機工作。 也可以

9、作為發(fā)電機、電機運轉(zhuǎn)。 3.5直流電動機的運行特性、直流電動機的運行特性主要有兩種，一種是指工作、一、并勵電動機的運行特性、一、工作特性、時。 特性，另一個是轉(zhuǎn)矩特性(也稱為機械特性)。 從(1)、轉(zhuǎn)速特性、轉(zhuǎn)速式得到轉(zhuǎn)速特性曲線，轉(zhuǎn)速調(diào)整率：注意：殘奧電動機在運轉(zhuǎn)中，勵磁線圈絕對不會斷開。 (2)、轉(zhuǎn)矩特性、轉(zhuǎn)矩方程式、(3)、效率特性、并勵電動機的效率特性與其他電動機類似。 求出扭矩特性曲線。 2、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速特性是指勵磁電路的電阻常數(shù)時。轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的關系式是得到的特性曲線(圖311 )、結(jié)論：硬特性、二、直流電動機的運轉(zhuǎn)特性、一、工作特性、特征：時或(圖312 )，式中是串聯(lián)繞組的電阻。 輕負載時、常數(shù)值、負載增加、磁路飽和、常數(shù)值、注意：直流電動機不允許空載運行。、(與殘奧直線電動機的轉(zhuǎn)速調(diào)整率定義的相對比)。 2、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速特性是指時間。 由電壓方程式可知，其轉(zhuǎn)速調(diào)整率定義為、式中。 電磁轉(zhuǎn)矩為、(圖3-13 )，結(jié)論：隨著轉(zhuǎn)矩的增加，直接連接電動機的轉(zhuǎn)速快、低，是軟特性。 三、復勵電機的特點、復勵電機通常與積復勵連接，其特性介紹了并勵和、復勵電機的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速特性(圖3-14 )。 串聯(lián)電動機之間。 結(jié)構(gòu)復雜的直流電動機由于