《Electric Machinery 电机学 英汉双语 教学课件 ppt 作者 刘慧娟 中文课件第1章 直流电机》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Electric Machinery 电机学 英汉双语 教学课件 ppt 作者 刘慧娟 中文课件第1章 直流电机（123页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一章 直流电机 第一节 直流电机的工作原理和基本结构 第二节 直流电枢绕组 第三节 直流电机的磁场 第四节 直流电机的感应电动势和电磁转矩 第五节 直流电机的等效电路 第六节 直流电机的损耗与功率流程 第七节 直流发电机的运行特性 第八节 直流电动机的运行特性 第九节 并励直流电动机的转速调节 第十节 直流电动机的起动 第十一节 直流电动机的制动 第十二节 直流电机的换向,第一节 直流电机的工作原理和基本结构,工作原理(principles) 结构(construction) 额定值 励磁方式,直流电机结构图,直流电机工作示意图,一、直流电机的工作原理 电机中存在着磁路和电路，电和磁的联系可
2、通过 电磁感应定律来分析。 (rotor) N b f2 a A、B为电刷 A(正) c (brusher) f1 B(负) d S,1、直流电动机的工作原理： 在电机的两电刷端加上直流电压， 由于电刷和换向器的作用将电能引入电枢线圈中， 并保证了同一极下线圈边中的电流始终 是一个方向，继而保证了该极下线圈边所受的 电磁力方向恒定，使电动机能连续地旋转， 实现了将电能转换成机械能，拖动生产机械， 这就是直流电动机的工作原理。 注意： 每个线圈边中的电流方向是交变的。,2、直流发电机的工作原理： 当用原动机拖动电枢以恒定方向旋转，线圈边将切割磁力线感应出电势，电势方向据右手定则确定。由于电枢连续
3、旋转，线圈边将交替地切割N极、S极下的磁力线，每个线圈边和整个线圈中的感应电势的方向是交变的，但由于电刷和换向器的作用，使流过负载的电流是单方向的（脉动）的直流电流。这就是直流发电机的工作原理。 在前图中，电刷A所引出的电势始终是切割 N极磁力线的线圈边中的电势，它始终具有正极 性；电刷B始终具有负极性。,3、电机理论的可逆性原理： 从基本电磁过程看，一台直流电机既可作 为电动机运行，也可作为发电机运行，只是外 界条件不同而已。 当外加直流电压，可作为拖动生产机械的 电动机运行，将电能变换为机械能。 若用原动机拖动电枢旋转，可输出电能， 为发电机运行，将机械能变换为电能。,二、直流电机的结构(
4、construction)： 旋转电机具备静止和旋转两大部分。 静止(stationary)和旋转(rotation)部分之间有一定 大小的间隙，称为气隙(air gap)。 静止的部分称为定子(stator)，作用是产生磁场 和作为电机的机械支撑。包括主磁极、换向极、 机座、端盖、轴承、电刷装置等。 旋转部分称为转子或电枢(rotor or armature)， 作用是感应电势实现能量转换。包括电枢铁心， 电枢绕组，换向器、轴和风扇等。,直流电机各部件图,直流电机径向剖面图,（一）、定子部分： 1、主磁极(pole)： 也称为主极。作用是产生气隙磁场。 2、换向极(interpole)： 也
5、称为附加极或间极。作用是改善换向。 装在主极之间。 3、机座(yoke)： 由铸钢或厚钢板焊成。是电机的机械支撑。 4、电刷装置(brush)： 将直流电压、电流引入或引出的装置。 其组数与主极极数相等。,（二）、转动部分(rotor)：（转子或电枢） 1、电枢铁心(armature core)： 主磁路的主要部分及嵌放电枢绕组， 由硅钢片迭压而成。 2、电枢绕组(armature winding)： 由许多按一定规律联接的线圈组成。 用来感应电势和通过电流， 是电路的主要部分。 3、换向器(commutator)： 由许多彼此绝缘的换向片构成。,(三)、气隙不均匀。,三、直流电机按励磁方式分
6、类： 据励磁电路与电枢电路的联接关系分类(types) 。 1、他励直流电机：励磁回路的电流由外电源供给， 与电枢回路没有电的联系。 2、并励直流电机：励磁回路与电枢回路并联。 励磁回路两端的电压就是电枢回路两端的电压。 3、串励直流电机：励磁回路与电枢回路串联。 励磁回路的电流与电枢回路的电流相等。 4、复励直流电机：主极有两个励磁绕组，其一与电 枢绕组并联，另一个和电枢绕组串联。, 他励 + _ 并励 + _ 串励 复励,电动机, 他励 并励 串励 复励,发电机,1、额定功率： 瓦，千瓦。 电动机指轴上输出的机械功率： 发电机指电枢出线端电功率： 2、额定电流： 安 3、额定电压： 伏 4
7、、额定转速： 转/分 5、额定励磁电流： 安 6、额定励磁电压： 伏 7、励磁方式。 8、极对数：,四、 直流电机的铭牌数据(Nameplate ratings),第二节 直流电机的电枢绕组 (Armature Winding),直流绕组的基本特点 绕组的基本型式（叠绕组、波绕组） 直流绕组连接规律小结,绕组是电机的主要电路，是电机实现机电能量变换的枢纽。 设计绕组时要求： 能通过规定的电流和产生足够大的电势。 尽可能节省有色金属和绝缘材料。 保证换向良好。 一、直流电机绕组的特点： 单匝 多匝 单匝 多匝 叠绕组 波绕组,基本术语： 元件：两端分别与两片换向片连接的单匝或多匝线圈。 元件边：
8、每一元件在槽内能切割磁场、感应电势的边， 也称为有效边。 端接：元件在槽外的部分。 一般为了工艺要求，元件的一元件边放某一槽的上层， 另一元件边放另一槽的下层。 直流电机的绕组是由结构、形状相同的绕组元件构成的。 其常用参数有： 槽数：Z， 元件数：S， 换向片数：K，第一节距：y1， 第二节距：y2，合成节距：y，换向器节距：yk 短距（） y1 整距（0） y2 长距（） y 极距,1、第一节距：y1，每一元件的两个元件边在电枢表面所跨 的距离，用槽数来表示。例：上元件边在1槽，下元件边在 5槽，则y1=514 。 为了使绕组感应电势最大，应使y1接近于极距。 （极距即相邻两主极间的距离，
9、用槽数表示。） 2、第二节距：y2，在由同一片换向片串联起来的两个元件 中，前一元件的下边与后一元件的上边之间的距离，用槽 数来表示。迭绕组的y2为负，波绕组的y2为正。 3、合成节距：y，相串联的两个元件的对应边之间的距离。 yy1y2（叠绕组） yy1y2 （波绕组） 。 4、换向器节距：yk，同一元件的两端所接的两换向片之间 的距离，以换向片数表示。y=yk 。,二、绕组的基本型式: ( 叠绕组，波绕组) 1、单叠绕组： 元件的两个出线端连接于相邻的两个换向片上； 相邻元件依次串联，后一元件的首端与前一元件的 尾端连在一起，并接到同一个换向片上，最后一个 元件的尾端与第一个元件的首端连在
10、一起， 形成一个闭合回路。紧相串联的两个元件的端接部分 紧“叠”在一起。 举例说明联接特点和支路组成情况：,例一 极对数p=2，槽数Z16， 元件数SK16，y1=4， yk=1， 绘制一单叠绕组展开图。,绘制步骤： （一）、节距计算 单叠：y1=yk=1，整距：y1=16/4=4， y2= y1 y=41=3。 （二）、绕组连接表,上层元件边所在槽数： 1+y 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1+y1 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 2 3 4 下层元件边所在槽数： （带箭头线表示元件本身的连接，红线表示通过
11、 换向片的 连接）,（三）、绕组连接图：,1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16,1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16,极距,极距,极距,极距,（四）、安放主极和电刷： 主极均匀放置。 为获得最大电势，当元件是几何对称时， 电刷轴线与主极轴线重合。 当元件不对称时，电刷放置在元件几何轴线 与主极轴线重合的元件所接的两换向片的 分界线上。电刷的中心线与该分界线重合。,N,1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16,N,S,S,A1,B1,A2,B2,+,极距,极距,极距,极距,（五）、
12、单叠绕组的瞬间电路图：,A1,A2,B1,B2,2 3 4,8 7 6,10 11 12,16 15 14,13,5,9,1,+,（六）、绕组的并联支路数： 单叠绕组的并联支路数等于电机极数。 并联支路对数等于极对数，即：a=p 。 电刷数目支路数极数 练习：绘制一整距单叠绕组展开图， 2p=4，ZSK24， 计算各绕组节距y1，y2，y，yk， 安放主极和电刷，求并联支路对数。,2、单波绕组： 每元件的两端所接两换向片相隔较远，yk y1，元件 串联后形成波浪形。 y1应接近于极距，yk 满足下式： 绕行一周后，比出发时的换向片前进（，右行或退后 （，左行）一个换向片。,例2、绘制一左行短距单波绕组展开图，2p=4，ZSK15。 绘制步骤： （一）、节距计算： 左行： , 短距：,（
