第8章-直流电动机

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1、 电工与电子技术基础 第6章 三相异步电动机 电工与电子技术基础 华南理工大学电子与信息学院 第8章 直流电动机8.2 直流电动机的工作原理8.3 他励电动机的机械特性8.4 他励电动机的使用8.1 直流电动机的结构 电工与电子技术基础 第8章 直流电动机电动机交流电动机直流电动机笼式绕线式异步机同步机（他励、并励、串励、复励）本章主要介绍直流电动机的基本结构、工作原理、机械特性及其使用。 返回 8.1 直流电动机的结构 电工与电子技术基础 第8章 直流电动机直流电动机返回 电工与电子技术基础 第8章 直流电动机电枢（转子）返回定子（主磁极）换向器直流电动机主要是由定子、电枢（转子）和换向器组

2、成。 电工与电子技术基础 第8章 直流电动机机座磁极励磁绕组转子励磁式直流电动机的结构1. 转子（电枢）2. 由铁芯、绕组、换向器组成。换向器（整流子）：是直流电机的一种特殊装置，是直流电机的结构特征。它利用电刷，使转动的电枢得以和外电路联接起来。返回 电工与电子技术基础 第8章 直流电动机励磁：磁极上的线圈通以直流电产生磁通，称为励磁。 磁极励磁绕组2. 定子（磁极和绕组）永磁式：由永久磁铁做成。励磁式：磁极上绕线圈，然后在线圈中通过直流电，形成电磁铁。返回 电工与电子技术基础 第8章 直流电动机返回根据励磁绕组和转子绕组的联接关系，励磁式的直流电动机分为四类：1. 他励电动机：励磁绕组与转

3、子电枢的电源分开。2.并励电动机：励磁绕组与转子电枢并联到同一电源上。3.串励电动机：励磁绕组与转子电枢串联接到同一电源上。4.复励电动机：励磁绕组与转子电枢的联接有串有并，接在 同一电源上。M他励UfIfIaUM并励UIfM串励UM复励U 电工与电子技术基础 第8章 直流电动机返回 8.2 直流电动机的工作原理U+NS电刷换向片直流电源电刷换向器线圈II电流方向：上半边向里，下半边向外，如图所示。一、工作原理 电工与电子技术基础 第8章 直流电动机返回换向片的作用：保证电枢电流及时改变方向（电刷压在换向片上），线圈无论怎样转动，总是上半边的电流向里，下半边的电流向外，使电机按一个方向旋转。

4、由左手定则可知，通电线圈在磁场的作用下，使线圈逆时针旋转。FFU+NS电刷换向片II 电工与电子技术基础 第8章 直流电动机返回 电枢通入电流后，产生电磁转矩，使电动机在磁场中转动起来。通电线圈在磁场中转动，又会在线圈中产生感应电动势（用E表示）。二、电枢电动势FFU+NS电刷换向片IIEE 电工与电子技术基础 第8章 直流电动机 由右手定则可知，E的方向和通入的电流方向相反，称为反电势，其大小为：KE：与电机结构有关的常数n：电动机的转速 ：磁通单位： （韦伯），n（转/每分），E（伏）FFU+NSIIEE返回 电工与电子技术基础 第8章 直流电动机三、电磁转矩KT : 与线圈的结构有关的常

5、数 （与线圈大小，磁极的对数等有关） ：线圈所处位置的磁通Ia：电枢绕组中的电流电磁转矩公式单位： （韦伯），Ia（安培），T（牛顿.米）由转矩公式可知：(1)产生转矩的条件：必须有励磁磁通和电枢电流。(2)改变电动机旋转方向：改变电枢电流的方向或者 改变磁通的方向。返回 电工与电子技术基础 第8章 直流电动机 8.3 他励电动机的机械特性 机械特性是指电动机的电磁转矩和转速间的关系。串励MUM复励U返回 电工与电子技术基础 第8章 直流电动机他励电动机的机械特性：当 不变时，If 、也不变， 即 =常数，则电动机转矩和电枢电流成正比，即 他励电动机的 为常数，其转矩和电枢电流成正比。返回 电

6、工与电子技术基础 第8章 直流电动机即：其中，由返回 电工与电子技术基础 第8章 直流电动机n0： 理想空载转速,即T=0时的转速。（实际工作时,由于有空载损耗，电机的T不会为0。）根据 n-T 公式画出特性曲线如图:其中，返回 电工与电子技术基础 第8章 直流电动机特性曲线分析：当 T时n ，但由于他励电动机的电枢电阻Ra很小，所以在负载变化时， 转速 n 的变化不大，属硬机械特性。自适应过程：返回 电工与电子技术基础 第8章 直流电动机串励的特点：励磁线圈的电流和电枢线圈的电流相同。串励电动机的机械特性设磁通和电流成正比，即 =K Ia ,则据此公式做出 T-n 曲线nT串励MU返回 电工

7、与电子技术基础 第8章 直流电动机(1) T=0时，在理想情况下，n。但实际上负载转矩不会为 0，电动机不会工作在 T=0 的状态，但空载时 T 很小。串励特性分析：(2) 随转矩的增大，n 下降得很快，这种特性属于软机械特性。 转速越低、转矩越大，适合汽车发动机启动的需要。nT注意：n 很高的串励不允许空载运行，以防转速过高。返回 电工与电子技术基础 第8章 直流电动机8.4 他励电动机的使用8.4.1 启动启动时，先接通励磁电源，然后接通电枢电源。在接通电枢电源的瞬间，电枢的启动电流很大，即启动电流超过额定电流的10倍以上，使启动转矩也超过额定转矩的10倍以上，使电机和所驱动的生产机械遭受

8、很大的机械冲击。返回 电工与电子技术基础 第8章 直流电动机他励电动机的启动方法：电枢串电阻返回 电工与电子技术基础 第8章 直流电动机【例8.1】解：1. 是额定电流的2.返回 电工与电子技术基础 第8章 直流电动机8.4.2 反转方法1：磁通的方向不变，改变电枢电流的方向。方法2：电枢电流的方向不变，改变磁通的方向。对调电枢绕组接电源的两根线即可。对调励磁绕组接电源的两根线即可。返回 电工与电子技术基础 第8章 直流电动机8.4.3 调速改变电枢绕组、磁通或电压就可以进行调速。调速方法：1.改变电枢绕组调速电枢串电阻返回 电工与电子技术基础 第8章 直流电动机调速条件：电枢电压U和磁通 不

9、变。优点：方法简单，容易实现。缺点：特性变软，调速电阻损耗大。返回 电工与电子技术基础 第8章 直流电动机2.改变磁通调速调速条件：电枢电压U和励磁电压Uf不变。优点：特性较硬， 控制方便。返回 电工与电子技术基础 第8章 直流电动机【例8.】返回 电工与电子技术基础 第8章 直流电动机转速提高了217转/分。返回 电工与电子技术基础 第8章 直流电动机3.改变电枢电压调速条件：励磁电压Uf和磁通不变。优点：机械特性硬，控制方便。返回 电工与电子技术基础 第8章 直流电动机【例8.3】返回 电工与电子技术基础 第8章 直流电动机调速时励磁回路不能断电，否则励磁电流为零，反电动势为零，电枢电流剧增，导致转速剧增，易发生飞车事故。他励电动机调速时需要注意的是：返回 电工与电子技术基础 第8章 直流电动机8.4.4 制动制动方法：能耗制动和反接制动能耗制动：开关S打到位置1，电动机正常工作；开关S打到位置2，电枢接电阻，产生反方向的电流和力矩，使电动机很快停止。返回 电工与电子技术基础 第6章 三相异步电动机 电工与电子技术基础 华南理工大学电子与信息学院 第8章 结 束