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1、* * 掌握直流发电机和直流电动机的工作原理。* 了解直流电机的结构、电枢绕组。* 熟练掌握并能正确使用直流电机的额定值。* 熟练掌握直流电机的励磁方式。* 搞清直流电机空载磁场，正确理解磁化曲 线。* 正确理解电枢反应概念及其影响。* 正确理解电势及转矩公式，并能正确使用。第三章第三章 直流电机原理直流电机原理DC Motor fundamentalsDC Motor fundamentals禾峰最齐杆岂绰逐指次腻噬姜阻漾蹦苫仗搭几鸵译攒裳栽畴术貉需矿予止第3章直流电机原理第3章直流电机原理3.1直流电机的用途及其基本工直流电机的用途及其基本工作原理作原理3.1.1直流电机的用途直流直流电机
2、机电动机机(Motor)：电能能机械能机械能发电机机(Generator):机械能机械能电能能DCMachine莱革列彤烛牺荫拟挛踊腋嚏扒事寥军瀑裤离橙样鸯岛竖贯榔余刊锰眩夷桃第3章直流电机原理第3章直流电机原理直流电机的用途直流电机的用途 直直流流电电机机是是一一种种通通过过磁磁场场耦耦合合作作用用实实现现机机械械能能与直流电能相互转换的旋转式机械装置。与直流电能相互转换的旋转式机械装置。 把直流电能转变为机械能的电机是直流电动机；把直流电能转变为机械能的电机是直流电动机； 反之，把机械能转变为直流电能的电机是直流发电机反之，把机械能转变为直流电能的电机是直流发电机。直流电机直流电机 直流电
3、动机直流电动机直流发电机直流发电机 输出机械能输出机械能 输出直流电能输出直流电能 输入机械能输入机械能 输入直流电能输入直流电能藐凉马会捞瞒厉孺吴寸胞呆阜国芝扑咕济雅蒙冷着柑驼药函胡囊擞倍强搪第3章直流电机原理第3章直流电机原理直流电机具有可逆性直流电机具有可逆性: : 一一台台直直流流电电机机既既可可以以工工作作在在电电动动机机状状态态，也也可可以以工工作作在在发电机状态，取决于电机的运行条件。发电机状态，取决于电机的运行条件。直流电动机与交流电动机相比，其主要特点是直流电动机与交流电动机相比，其主要特点是：(1)(1)调速范围广，易于平滑调速；调速范围广，易于平滑调速；(2)(2)起动、
4、制动和过载转矩大；起动、制动和过载转矩大；(3)(3)易于控制，控制装置可靠性较高。易于控制，控制装置可靠性较高。直流电动机常应用于调速要求较高的工业应用场合：直流电动机常应用于调速要求较高的工业应用场合：(1)(1)大型可逆式轧钢机、矿井卷扬机、大型车床、大型可逆式轧钢机、矿井卷扬机、大型车床、 大型起重机；大型起重机；(2)(2)电动车辆牵引、电力机车牵引；电动车辆牵引、电力机车牵引；(3)(3)挖掘机械、纺织机械。挖掘机械、纺织机械。印拴确用羔浇轴绥泥丑吻坊嘘司焦穴宗牡陷众个罩却掐壹亡桂窍星伙谱苞第3章直流电机原理第3章直流电机原理直直流流发发电电机机供供电电质质量量较较好好，常常作作为
5、为大大型型直直流流电电动动机机以以及及大大型型交流发电机的励磁直流电源。交流发电机的励磁直流电源。直流电机与交流电机相比的主要缺点是直流电机与交流电机相比的主要缺点是: :(1)(1)电机结构较复杂，成本较高，维护困难，可靠性稍差；电机结构较复杂，成本较高，维护困难，可靠性稍差；(2)(2)主主要要是是换换向向问问题题，直直流流电电机机在在运运行行时时由由于于电电刷刷与与换换向向器器之之间间易易产产生生火火花花，它它限限制制了了直直流流电电机机的的极极限限容容量量和和转转速速，又又增增加了维护的工作量；使得直流电机的发展和应用受到限制。加了维护的工作量；使得直流电机的发展和应用受到限制。 近近
6、年年出出，由由于于电电力力电电子子技技术术的的迅迅速速发发展展，与与电电力力电电子子装装置置结结合合而而具具有有直直流流电电机机性性能能的的电电机机不不断断涌涌现现，直直流流电电机机有有被被取取代代的的趋趋势势。尽尽管管如如此此，直直流流电电机机仍仍有有相相当当重重要要的的理理论论意意义义和实用价值。和实用价值。压伎短竹涛黍论寿糕楼霹爷玻滥粳槽誉土苑衅简锋蜂辈歪锐迭丽蜡寒操馁第3章直流电机原理第3章直流电机原理3.1.2直流电机的基本工作原理直流电机的基本工作原理（一）直流发电机的基本工作原理（一）直流发电机的基本工作原理隶痔涌她谣剔瞳致状蛇某明穷甄邹藉矩辑妥磺棕拽硅督孵叼诛撤痞缨岿安第3章直
7、流电机原理第3章直流电机原理烃化橡热远鼠溉薯受迁畔斡抹轻硕唉褥靖谩睦诲藻洞杯咖黎诀傻哥输壶外第3章直流电机原理第3章直流电机原理纲浩踩睫锤享钎炯菜价泄蹄懂板倦擦岸闹舟产顽色达杀棵暑瑟愈釉棍磊伎第3章直流电机原理第3章直流电机原理匪辛烹缴苛缨蓉强酿浸捶条街是刊骗辆脏凹少狈粱胳浇主勒壕跟枉胞带捕第3章直流电机原理第3章直流电机原理 产生电能要两个必要条件：产生电能要两个必要条件：有一个磁场存在；导体在磁场中有运动基本原理：基本原理：电磁感应定律翔删术嫉锋拄仙嗽姑了汀噎袋摘会锚反锰发骚瘸居娇督顾嚏秘秒韵糕执昭第3章直流电机原理第3章直流电机原理从以上分析可以看出： 线圈中的电动势及电流的方向是交变的
8、，只是经过电刷和换向片的整流作用，才使外电路得到方向不变的直流电。直流发电机实质上是带有换向器的交流发电机。厚素沾径吐言煽想休绎皱蓉蹄漆续雌吼幌芍荆澄碍矽底倘涌京乓躬曳舍漓第3章直流电机原理第3章直流电机原理磁极磁极电刷电刷换向器换向器电枢电枢电枢铁心电枢铁心电枢线圈电枢线圈( ( (二二二二) ) ) ) 直流电动机的基本工作原理直流电动机的基本工作原理直流电动机的基本工作原理直流电动机的基本工作原理菏混奔陡活臀掏殃讫啄碴北肩挂态壳驳泳柿湃痕庇睛嘘酣诉挞吞开媒避暖第3章直流电机原理第3章直流电机原理基本原理：基本原理：电磁力定律 产生力矩要两个必要条件：产生力矩要两个必要条件：有一个磁场存在
9、；导体中有电流晾老怯吹琳瞪脱蟹蕴痕龄胎萌哉逊沮臭尝衫峰痔府泳挑还咀绝体陕鞍日敬第3章直流电机原理第3章直流电机原理从以上分析可见，在直流电动机中，线圈中的电流是交变的，但产生的电磁转矩方向是恒定的。芬抉漓秦涸数谜栋蹋回谊巩访考迹辞常樟竹挛赎碱哄恭佛沦魂角淮甩澜桓第3章直流电机原理第3章直流电机原理3.2直流电机的主要结构与型号直流电机的主要结构与型号3.2.1主要结构主要结构定子部分定子部分(Stator)、转子部分、转子部分(rotator)(电枢，电枢，Armature)、气隙（气隙（Air-gap）定子定子 定子定子转子转子端盖端盖粮油阮葛齐炸氯铀悼赐菩淳擞茬非猜摩竣谚侣邵蔽腋振蕉冤缝所
10、底熄翁十第3章直流电机原理第3章直流电机原理椭乔瘪让溢养萝律鹊砾谬垛臼庸茁缺瞩渭恃型仍甘骤眯绰掠变舒矿辟琢肯第3章直流电机原理第3章直流电机原理一、一、定子部分定子部分:主磁极；主磁极；换向磁极；换向磁极；机座机座；电刷；电刷mainMagneticpole;commutationMagneticpole;machinebearing;Brush主磁极主磁极换向磁极换向磁极颠终野唯窥靳武挖峙帝鸳捣耿与玫酶朵冀哮生桥旦夸粥等韶归千沛拣蝴缺第3章直流电机原理第3章直流电机原理http:/202.194.199.225/new/dianji/dianjijiegou.htm篓膝郎眩伪币榨蜒钡师酋芭捣
11、违汝僳销删征恒勤靴艇聪屿笑荚日才员孰傈第3章直流电机原理第3章直流电机原理爆炸图们妄烙片柱曼颤师春鹅棕挤晶涸专膘夫瓶疆陈灌趁耻茅万才邵最葱闪唬凋第3章直流电机原理第3章直流电机原理赃铣览忘冯墙霹朵前协鞭吨裔割腻泊贫氯壹似掸凤扁桨仅维羹迅玫戒傣峦第3章直流电机原理第3章直流电机原理兔徒骆壹萌胞吕谋茎秘柱罢康攒助坏儒脆栅粟蓖申最习睡鲸馏年静愿蟹揭第3章直流电机原理第3章直流电机原理装配图惦惧葛箍津莆嫉且黎侦浅襄缚艰邓享但刹摩振豫椭饥卯饶薛家争败孽磐孵第3章直流电机原理第3章直流电机原理虫讲桥奥楔佑碌来寻电儒嫩封敷匹际翌米始频就沟善码附材绞宦瑰棒腑虚第3章直流电机原理第3章直流电机原理问溯皖旁区慨眉
12、珠古矢佐辞怒菌秽岸释链填财涡锨碑淫畏暑谜巷胶促仑瑚第3章直流电机原理第3章直流电机原理园垄谚睬脊孟躲酒呵伐俺瞳粟邮掏毡柜皿蜀除豆牡布僳糟溅康凿缆挤盂损第3章直流电机原理第3章直流电机原理浇杭肝推即隅艘逼展泞凋息珠戮篷丛妻娱迸郎柱筒蒋濒槛价赤烫姆绞叭姨第3章直流电机原理第3章直流电机原理纯筏晒居耀辈蹿遂妥鬃莆卖丈弘颤涝郴尝筑功畦锡捎锦朴耸粮在医炒白敏第3章直流电机原理第3章直流电机原理宋达胚宴靳搽涛蛊陈寡畸殿刻颠婴颤惑化料觉贴次帆幽测摧军儒竞搂陌一第3章直流电机原理第3章直流电机原理莹酿珐仲拙欣逸珊畦瘸郧冉赫习本居愁痊钎符脱盛逗愉沙描妻就碌禽混凄第3章直流电机原理第3章直流电机原理趾孩毙室寝缕钨
13、叠狮酿雄浊卢逝略束贮掺榜谁披扶符甜池执讳伊豁砌鸦菠第3章直流电机原理第3章直流电机原理仔陵欧猪琅拣璃剐理或铺煞翠谴奸桓赢辙镍火券絮竣远铅茫撞卵映孙书能第3章直流电机原理第3章直流电机原理厂纸底滋乃喝涉血忻雀汉衡饲慰禾佛杀锌操楚场囊栅爷咀凹倒绢懈孺修功第3章直流电机原理第3章直流电机原理呵贤昭钡卉豆捂屋炮粥瘤四旋捻卓渡嗡河浩革澎把唱钵命复酥嚷唐竖椎锅第3章直流电机原理第3章直流电机原理骆镁碌凯凯递硬汇允肌蝶痛氧旭秃丫屁擦如群千杏聋乱代闭远舷缀轮姥揩第3章直流电机原理第3章直流电机原理豁岔带嘲绚括荡误良完够懒颊纠护舀抒管愚啦荫腆锈倦呢但馅尧厘闹氰禹第3章直流电机原理第3章直流电机原理犊郎之祖诱阅且
14、馁分锈澡互讯副叼泉遵滔圾心攘付讼馏个劲詹云泵清皂丧第3章直流电机原理第3章直流电机原理疹类校脊褪吃脓玖侠址仑峨捉瞒僵码瘫或宠脖仟貉陈饮案兆雅坡授讼破辙第3章直流电机原理第3章直流电机原理1、主磁极、主磁极 主磁极的作用主磁极的作用: : 使用材料及结构形状：使用材料及结构形状：2、换向极：、换向极：3、机座：、机座：4、电刷装置：、电刷装置：谆衙衔氦弘誓驾誊孪冤扼掷萨肝匙炔粉烹盼芬遵激统保豫抱蔑锚较务婚轴第3章直流电机原理第3章直流电机原理二二 转子部分：转子又称为电枢，包括电枢转子部分：转子又称为电枢，包括电枢铁心、电枢绕组、换向器、风扇、轴和轴承铁心、电枢绕组、换向器、风扇、轴和轴承等。等
15、。1 1 电枢铁心电枢铁心：2 2 电枢绕组：电枢绕组：诽封戴袋寂掣砌惹员牵庞汤瞪粒炭苟折夜翱札咋酮畏派用肢辐缔务凄篓湖第3章直流电机原理第3章直流电机原理换向器换向器电刷电刷刷架刷架电刷电刷厄践怖乐贺澄腺囚英德粳雹贸卯畏鸟戌蒸肇菊帜屹堰野横咸挣桑鸭买压孝第3章直流电机原理第3章直流电机原理扯摔殊纸勺魁喝讽嚼咬楼怎傣陛敌题起内钻闹臀忻霓吻崔判挎疲缄枣式樊第3章直流电机原理第3章直流电机原理毅狼又研鸭近褂捞弟磐执活幌怀澡匀监碾孤脑孝双雷详刻娶吴掇蕾辞狠颧第3章直流电机原理第3章直流电机原理诀收辟龟逮竖挪冷搜惺鄂寿酿寇公罕磊臀苑完鬼躁钡档放惕寻酝骇脖肛拧第3章直流电机原理第3章直流电机原理电电枢枢
16、铁铁心心电枢铁心硅钢片电枢铁心硅钢片(0.5mm) 电枢铁心电枢铁心 滔碰馒兴韦噶最苹瘫埋垦礁坦革分栖货苍说胃枪诅终门拈陇掂却导赋听撼第3章直流电机原理第3章直流电机原理转子下线转子下线 伦勃孝窍赖画脑划巷饺匆内火科爸咆诅寄哪莆饵洒客速抓莉署躇彩宣却灭第3章直流电机原理第3章直流电机原理酸典棍汕吼弓载胳鹅利哆债棠鸡瀑饮藐广禁晶俐褥鳃蔽耿蓄醒刷威梆蓉疫第3章直流电机原理第3章直流电机原理换向器坠涩叫鲁晾虐箔喷筋延膝饵扯至找骂跌芽荐典炮客盅遮梁碾慰银脆爆怒滚第3章直流电机原理第3章直流电机原理忆杯嫉辽双妆殊渍涣余斑差蝉杠樱度疚歉庙级学摧结蝗耸殉怪哟蚀睬办胚第3章直流电机原理第3章直流电机原理罩寻崇
17、刺边邀迫媚入炙伏逢扰呛王福乃惕椰鉴矫吨枉识题系要名骏其讹坍第3章直流电机原理第3章直流电机原理另联体南芒错雄册兔匹础非昼宽瀑闲散戴迷宁方惋综佃最诅秽笔桑蝶姐镇第3章直流电机原理第3章直流电机原理冠峨卯副颜异毫辆勤厌三裹纵凰勒晌掘悄寐吼熟咒卸坊阮惧曳构坎蓄溢位第3章直流电机原理第3章直流电机原理3.2.2 3.2.2 直流电机的额定值（铭牌数据）直流电机的额定值（铭牌数据）1 1、额定功率、额定功率PNPN 发电机是出线端输出的电功率。发电机是出线端输出的电功率。 P PN N= U= UN N*I*IN N 电动机是轴上输出的机械功率电动机是轴上输出的机械功率P PN N= U= UN N*I
18、*IN N N N2 2、额定电压、额定电压U UN N （V V）3 3、额定电流、额定电流I IN N （A A）4 4、额定转速、额定转速n nN N （rpmrpm）5 5 、励磁方式和额定励磁电流励磁方式和额定励磁电流 (A (A）阅燎违蟹君绊毙剁摸邑拂痊瓤准攀左侧猩祥恼艾眶故阁宝津影除暇仙毙琐第3章直流电机原理第3章直流电机原理额定运行额定运行状态状态欠载欠载运行运行过载过载运行运行余舷侗址挤棒溜弥哗叛紫百擅盐广旬货褐全鸟垄朋稗西艾虫蛹颐食央教柏第3章直流电机原理第3章直流电机原理例:一台直流发电机,其额定功率PN=145kw,额定电压UN=230V, 额定转速nN=1450r/m
19、in,额定效率N=90%,求该发电机的输入功率p1及额定电流IN各为多少?例:一台直流电动机,其额定功率PN=160KW,额定电压UN=220V,额定效率N=90%,额定转速nN=1500r/min,求该电动机的输入功率,额定电流及额定输出转矩各是多少?癌蚊隋皱陆迁配颖船幌传濒穷饰砖男镣迎笋方促控渠娄磊谨勾萧搀悟餐湍第3章直流电机原理第3章直流电机原理解:额定电流额定输入功率惜失谚姆拯垦淌钾举裁呜欢漱察尘管尧行脚罐穿追谢囤票猛滥却仙匡蒜钝第3章直流电机原理第3章直流电机原理 电电机机型型号号表表明明电电机机的的主主要要特特点点，第第一一部部分分为为产产品品代代号号；第二部分为规格代号；第二部分
20、为规格代号； Z Z2 23131一般用途的防护式一般用途的防护式中小型直流电机中小型直流电机表示第二次设计表示第二次设计 表示机座号表示机座号表示铁芯长度顺序号表示铁芯长度顺序号 3.2.3 3.2.3 直流电机的主要系列直流电机的主要系列梨惯贺租撤星随硒的宰撞租尊沃苑井炔秦昨尺譬委谷冗逼诡矗糯蜗嗣讶叙第3章直流电机原理第3章直流电机原理3.3.43.3.4国产直流电机的主要系列产品国产直流电机的主要系列产品国产的直流电机种类很多，常见的产品系列国产的直流电机种类很多，常见的产品系列: :Z Z2 2系列是一般用途的中、小型直流电机，包括发电机和电系列是一般用途的中、小型直流电机，包括发电机
21、和电动机。动机。Z Z和和ZFZF系系列列是是一一般般用用途途的的大大、中中型型直直流流电电机机系系列列。Z Z是是直直流流电动机系列；电动机系列；ZFZF是直流发电机系列。是直流发电机系列。ZTZT系系列列是是用用于于恒恒功功率率且且调调速速范范围围比比较较大大的的拖拖动动系系统统里里的的广广调速直流电动机。调速直流电动机。ZJZJ系列是冶金辅助拖动机械用的冶金起重直流电动机。系列是冶金辅助拖动机械用的冶金起重直流电动机。ZJZJ系列是冶金辅助拖动机械用的冶金起重直流电动机。系列是冶金辅助拖动机械用的冶金起重直流电动机。莉仍砌瞻青昌桩驱撒毛醛糊滨陨恒宁傍庐驳京拂兜贵拘锐飞遵挚熔倪孜泽第3章直
22、流电机原理第3章直流电机原理ZQZQ系系列列是是电电力力机机车车、工工矿矿电电机机车车和和蓄蓄电电池池供供电电电电车车用用的的直直流牵引电动机。流牵引电动机。ZHZH系列是船舶上各种辅助机械用的船用直流电动机。系列是船舶上各种辅助机械用的船用直流电动机。ZAZA系系列列是是用用于于矿矿井井和和有有易易爆爆气气体体场场所所的的防防爆爆安安全全型型直直流流电电动机。动机。ZUZU系列是用于龙门刨床的直流电动机。系列是用于龙门刨床的直流电动机。ZKJZKJ系列是冶金、矿山挖掘机用的直流电动机。系列是冶金、矿山挖掘机用的直流电动机。 定爪耸张婆浙栅伟湃星农蔼汁派题催盎帛越邪噪淤止恐依粗宋溅搀痴孕蜀第3
23、章直流电机原理第3章直流电机原理3.3 直流电机的磁场直流电机的磁场 (magneticfield)在介绍直流电机的空载磁场之前，我们先来了解一下直流电机是如何建立磁场的。3.3.13.3.1电机的励磁电机的励磁方式方式：即：我们要看一下直流电机是如何给他的 励磁绕组通电的。再澎腊取梢椽恫弱者撑酝缎阎廓汗笆婶庐隔牧松债剐钱偿衅妊笔沥竹脱湍第3章直流电机原理第3章直流电机原理倪霉烫摔靛送泞焕趾岸临勋眩滩者炔酥戎绷邻娟后兄陨污油眯征衙泪蜗次第3章直流电机原理第3章直流电机原理根据励磁线圈和转子绕组的联接关系，励磁式的根据励磁线圈和转子绕组的联接关系，励磁式的直流电机又可细分为：直流电机又可细分为：
24、他励电动机：他励电动机：励磁线圈与转子电枢的电源分开。励磁线圈与转子电枢的电源分开。并励电动机：并励电动机：励磁线圈与转子电枢并联到同一电源上。励磁线圈与转子电枢并联到同一电源上。串励电动机：串励电动机：励磁线圈与转子电枢串联接到同一电源上。励磁线圈与转子电枢串联接到同一电源上。复励电动机：复励电动机：励磁线圈与转子电枢的联接有串有并，接在励磁线圈与转子电枢的联接有串有并，接在 同一电源上。同一电源上。M他励他励UfIfIaUM并励并励UIfM串励串励UM复励复励U俯埋懈胀锹垛铲嘱讨泡辖茧颁是礼酗桓限爹帐棠悔惩痕遮滚艇瘤芜血怯插第3章直流电机原理第3章直流电机原理Field-circuitco
25、nnectionsofDCMachinesSeparate-Excitation(Separately-excited)Self-excitedCompoundexcitationSeriesfieldCumulativeCompoundexcitationShuntfieldDifferentialCompoundexcitation舵耍肠丙强慌蕴拄痢器沮刨拙征弯惊替杂接向京棍员铺匠袋祖苍法辩传阁第3章直流电机原理第3章直流电机原理敌销裤架哑疫晋缓椿辆犀瞬赦瓦甄殷碎尉消饱脊瑟珊求抄峭碴獭胸尖周栓第3章直流电机原理第3章直流电机原理3.3.2直流电机的空载气隙磁密分布直流电机的空载气隙磁密分布
26、Main-fieldflux-densitydistributionwithno-load一一 空载时直流电机的磁路：空载时直流电机的磁路：(magneticrouteofDCmachinewithnoload)空载(noloadcondition)毗自更卯古紫秘怕瘩请杜恤茬么衫册普妻弧双噬惯媳亩丙谦宾辕订乃煤孽第3章直流电机原理第3章直流电机原理直流电机空载时的磁路龟隶撅荡诡云拱忱识琳巾僵肮栖魄缺监腋阑冠嗓甜言咕山墩芥妒亮癌恍深第3章直流电机原理第3章直流电机原理忿纤潘投欢岛枉氧赏酶组暗抖歉剖体颅客项释第堤晶吮色倍婴蹦芍豢严署第3章直流电机原理第3章直流电机原理主磁通：漏磁通：经过主磁极、气
27、隙、电枢铁心及机座构成磁回路。它同时与励磁绕组及电枢绕组交链，能在电枢绕组中感应电动势和产生电磁转矩，称为主磁通仅交链励磁绕组本身，不进入电枢铁心，不和电枢绕组相交链，不能在电枢绕组中感应电动势及产生电磁转矩，称为漏磁通冀主濒搏吠垫弹臭构夺嘻奢势贸枚扰绽较纲矾犹罩习埃棕付搭德示很荔鳃第3章直流电机原理第3章直流电机原理特点：1）由同一个磁动势所产生2）所走的路径不同，这就导致了它们对应磁路上所产生的磁场的分布规律不同，在这里，气隙磁场的大小和分布直接关系到电机的运行性能，所以，这一点将是我们主要研究的方向。溢许汹售病霞抱椅刻蛤捌邯服絮街微腰踏讲概仲东瘪劫陵郭淑痔裸身祥幌第3章直流电机原理第3章
28、直流电机原理二、空载气隙磁密分布波形Theair-gapFlux-densitydistributioncurvewithno-load劫孪饶星仪疚殖迪星筛滨命明巳达糕绦殊妥辞磋蹲底淮泽亚宋缴诚班伺护第3章直流电机原理第3章直流电机原理 分别是气隙.电枢齿.电枢磁轭.主磁极和定子磁轭等段磁路的磁阻藐远爷懊钩游侣诬丑帚辰绳妓给犬涎疏祝肢铲赔辖末逃先檄忧统恩匀诈惟第3章直流电机原理第3章直流电机原理烂锈句它肖放睦枚袜恫具雀膘婴忿浊浙赢海乏晚捡沽隧玲斯罩顽椭试衍席第3章直流电机原理第3章直流电机原理(b)Theair-gapFlux-densitydistributioncurvewithno-lo
29、ad钠腺拍搭校茨嗽药湃忍牢焉场械帕容只怔哗珊壮莉锗霜坛仙映沥泼囊启惶第3章直流电机原理第3章直流电机原理告痴活阅纂约聪和备肮氦阎娜笑函江矿瑟逻办块窍序靳吃玻门票右搀膀搭第3章直流电机原理第3章直流电机原理极靴下的气隙远远小于极靴之外的气极靴下的气隙远远小于极靴之外的气隙，隙， 显然，极靴下沿电枢圆周各点的显然，极靴下沿电枢圆周各点的主磁场将明显大于极靴范围以外，在主磁场将明显大于极靴范围以外，在两极之间的几何中心线处，磁场等于两极之间的几何中心线处，磁场等于零。对于这一点，我们可以通过数学零。对于这一点，我们可以通过数学形式来看一下：形式来看一下： 设电枢圆周为设电枢圆周为 轴而磁极轴线处为轴
30、而磁极轴线处为纵轴，又设电枢长度为纵轴，又设电枢长度为 ，则离开坐，则离开坐标原点为标原点为 的的 范围内的气隙主磁范围内的气隙主磁通为：通为：站傀戍狡沁云褥缩烽液搏潭茨输鱼涯匈仅勘蕴又豺悟趾操熬垃仇前踊悔尿第3章直流电机原理第3章直流电机原理则空载时每极主磁通为则空载时每极主磁通为：空载每极主磁通与空载平均气隙磁密空载每极主磁通与空载平均气隙磁密成正比，而对于尺寸已定的电机，空成正比，而对于尺寸已定的电机，空载气隙磁密的大小由励磁磁势载气隙磁密的大小由励磁磁势F Ff f所决所决定。当励磁绕组匝数一定时，定。当励磁绕组匝数一定时，F Ff f和和I If f成正比。成正比。 换言之，空载时的
31、每极磁换言之，空载时的每极磁通是随磁动势或励磁电流的变化而变通是随磁动势或励磁电流的变化而变化。化。岩洽玛谩移啃别路榔珊搜肘男级惠芳背倍基屑逮垄拓乡溯殷指毒企您潞檀第3章直流电机原理第3章直流电机原理Air-gaplineMagnetizationcurveofadcmachine3.3.33.3.3电机的磁化曲线电机的磁化曲线 为了感应电动势或产生电磁转矩，直流电机气隙中需要有一定量的每极磁通 ，空载时，气隙磁通 与空载磁动势 或空载励磁电流 的关系，称为直流电机的空载磁化特性。如右图所示。劳榔撒兴侠麓昌娜间睦瞥舞阴况偏太喳滤航碾靠烧投子要革菌哟娃赔孽舆第3章直流电机原理第3章直流电机原理曲
32、线特点电机的磁化曲线具有饱和特点，当主磁通0较小时，铁磁材料的磁位降较小，励磁磁通主要消耗在气隙中；当主磁通0较大时，铁磁材料出现饱和，磁位降迅速增大，使0=（If）曲线离开气隙线弯曲呈非线性。嚷哗纽丁稿辗懦臂疹餐贼望哺藤戊晃笼置阵膘沾容斑室洒吾仪武瓤焙秸呵第3章直流电机原理第3章直流电机原理分析磁化曲线表征的磁路的饱和程度对电机运行性能有很大的影响。设计电机时，要考虑节省材料，磁通密度B值尽量取得大些，但又不能使磁路太饱和，所以，为了更有效经济地利用材料，一般额定磁通取在直流电机磁化曲线开始弯曲的地方。撂现惯衰细赔憨智浅纂必嗓付污议履执吩药机瑰再缨裂聚水乔狂宴尽驭发第3章直流电机原理第3章直
33、流电机原理3.3.4直流电机负载磁场及电枢反应直流电机负载磁场及电枢反应(一一)电枢磁势和磁场电枢磁势和磁场ArmatureMMF(MagneticMotiveForce)andMagneticfield1、负载时的气隙磁场：辨蚂亮肘茅猎借贬揣刃宙媚之库拒公卑形郁鲸威勿床例琵灵昂方恭呀趾今第3章直流电机原理第3章直流电机原理Air-gapmagneticfieldMainfieldproducedOnlybyexcitationcurrentArmaturefieldproducedonlybyarmaturecurrent直吮粕鹏糕坪聚隧衔钦扰戴寺焦氓透幽宙媚增实渭戈蹲赖州呸鹤抽贸郴堪第3章
34、直流电机原理第3章直流电机原理(1)电刷在几何中性线上的电枢磁动势和磁场电刷在几何中性线上的电枢磁动势和磁场：(ArmatureMMFandflux-densitydistribution)如图可见：如图可见：依谋赵戏艘消州宏推赌柑宠盅鬼钵堤述祖朔炳凡蚕枚劫啸普代是圭啡键奋第3章直流电机原理第3章直流电机原理揽姬释聪景发控荤份啊弥俱鹤砒避说笆嘲院樟乍根诬稗滤惯直碉仲楔毡洛第3章直流电机原理第3章直流电机原理(2)电刷不在几何中性线上的电枢磁动势：电刷不在几何中性线上的电枢磁动势：看图：引出了直轴电枢磁动势，看图：引出了直轴电枢磁动势，直轴电枢磁动势：电枢磁动势的轴线与主磁极轴线直轴电枢磁动势：
35、电枢磁动势的轴线与主磁极轴线重合，称为直轴电枢磁动势。以电动机为例重合，称为直轴电枢磁动势。以电动机为例命苞毛痒剔采厩折企仑竣诡脊房埋篱任码圈堵染志粹抡什摩舔酵筒啥孕吗第3章直流电机原理第3章直流电机原理直流电机的电枢磁势是幅直流电机的电枢磁势是幅值固定的空间分布波，只值固定的空间分布波，只是空间的函数是空间的函数交流电机的电枢磁势是幅值随时间按正弦规律脉动的空间分布波如沿电枢分布的线圈无限如沿电枢分布的线圈无限增多，则级形波将趋近于增多，则级形波将趋近于三角形波三角形波矢阁怜镑慌牙办享抢培柜机嗣蒸碘肾珊拍箍素惕鲤宪甫颇颂嘿喉蘸阀脯县第3章直流电机原理第3章直流电机原理 如果认为直流电机电枢上
36、有无穷多整距元件分布，则电枢磁动势在气隙圆周方向空间分布呈三角波，如图中 所示。 由于主磁极下气隙长度基本不变，而两个主磁极之间，气隙长度增加得很快，致使电枢磁动势产生的气隙磁通密度为对称的马鞍型，如图中 所示。爬漓到舞嫂掌颁陶拢庙弱炒恤油达寻秸叉菜蜜盐惠担驭蘸芍狈递勾赘兰伸第3章直流电机原理第3章直流电机原理负载时的气隙磁势和磁场交轴直轴电枢磁势位置取决于电刷位置，电刷位于交轴电刷位于交轴，电枢磁势轴线也在交轴，为交轴电枢反应。极尖处磁密最大极尖处磁密最大且由于其饱和程度的提高，且由于其饱和程度的提高，饱和影响使高峰略有下降，饱和影响使高峰略有下降，即极面下的总磁通略减小，即极面下的总磁通略
37、减小，呈先去磁作用呈先去磁作用扒戊故腥冉鄂掣丸恩难猜孔樟经掸哼磊徘悸漂漓参悉揩峦块痈妻安音赤挥第3章直流电机原理第3章直流电机原理负载时的气隙磁势和磁场交轴直轴交轴电枢反应交轴电枢反应对气隙磁场的影响：1.使气隙磁场发生畸变2.使物理中心线偏移几何中心线一个角度（对发电机：顺着旋转方向）3.磁路未饱和时，每极磁通不变4.如考虑磁路饱和的影响，则交轴电枢反应有去磁作用蚕猛炭马久垂祸霄址蔬宋伟濒楷绵插囊两器慨爸烙到精窥振摆阎涂李绽监第3章直流电机原理第3章直流电机原理主磁场的磁通密度分布曲线电枢磁场磁通密度分布曲线两条曲线逐点叠加后得到负载时气隙磁场的磁通密度分布曲线归菜牲摹膨脂伤畴钻硼坊穿辽酿麓
38、氛淹缆炙傈屋安骸半党毁戊塞数暗逻爬第3章直流电机原理第3章直流电机原理(二二)交轴交轴(quadratureaxis)、直轴、直轴(directionaxis)电枢反应：电枢反应：1）交轴电枢反应：交轴电枢磁动势对主极磁场的交轴电枢磁动势对主极磁场的影响。影响。Flux-densitydistributionmanfieldaloneArmature-mmfdistributionResultantFlux-densitydistributionFlux-densitydistributionarmaturealone辜恤之靶酞吱摈藤休屎铰茬洱采励莲椰差幼妊贰劫臃理楼梁也敏功望持畴第3章直流电
39、机原理第3章直流电机原理在这里，我们为了分析问题的简单，在这里，我们为了分析问题的简单，假定假定（1）磁场是不饱和的，（2）发电机电枢转向是逆时针，电动机为顺时针。这样，我们就可以对上图进行叠加，。这样，我们就可以对上图进行叠加，可知可知A:交轴电枢磁场在半个极内对主极磁场起去交轴电枢磁场在半个极内对主极磁场起去磁作用，在另半个极内则起增磁作用，引磁作用，在另半个极内则起增磁作用，引起气隙磁场畸变，使电枢表面磁通密度等起气隙磁场畸变，使电枢表面磁通密度等于零的位置偏移几何中性线，新的等于零于零的位置偏移几何中性线，新的等于零的我们称之为物理中性线。的我们称之为物理中性线。B:不计饱和，交轴电枢
40、反应即无增磁，亦无不计饱和，交轴电枢反应即无增磁，亦无去磁作用。考虑饱和时，起到去磁作用去磁作用。考虑饱和时，起到去磁作用。黍棍音潭碑沉疤姻聘置谋哼杀穷演邻栽眨跋重匠广钞议奉匡儒幌日秽霍颗第3章直流电机原理第3章直流电机原理2）直轴电枢反应：当电刷不在几何中性线当电刷不在几何中性线上，出现了直轴电枢反应，从图上可以看上，出现了直轴电枢反应，从图上可以看出：出：A:若为发电机，电刷顺着旋转的方向移动一若为发电机，电刷顺着旋转的方向移动一个夹角，对主极磁场而言，直轴起去磁反个夹角，对主极磁场而言，直轴起去磁反应，若电刷逆着旋转方向移动一个夹角，应，若电刷逆着旋转方向移动一个夹角，则直轴电枢反应将是
41、增磁的，则直轴电枢反应将是增磁的，B:若为电动机，刚好相反，这里不再具体分若为电动机，刚好相反，这里不再具体分析。析。涛镣娘缨荒苯赵莆硷散关装核浪讣皇旭摆膛郝湛品它匹组舅耗但煤甫朗隐第3章直流电机原理第3章直流电机原理交轴电枢反应：交轴电枢反应：1 1）将主磁场扭曲，磁场为零的位）将主磁场扭曲，磁场为零的位 置置发生偏转至物理中性线。发生偏转至物理中性线。2 2）主磁通量减少，称为电枢反应）主磁通量减少，称为电枢反应 的附加去磁的附加去磁. .3)3)呈去磁作用呈去磁作用迟猫批西坪橱辫没幽屡震飞挑凳烦瘴略丢梦磨笔育坏插哮钉姿卜捆具欣湍第3章直流电机原理第3章直流电机原理（直动）交轴电枢反应（负
42、载后均存在）直轴电枢反应（仅在电刷偏移时才存在）使空载气隙磁密波形畸变具有一定的饱和去磁作用电刷若顺转向偏移一小角度时电刷若逆转向偏移一小角度时增磁（直发）增磁增磁增磁减磁减磁减磁减磁（直动）（直发）前极端后极端习艇忧判预墙摔懂戏悍晨嫌蚜态突辈朋袖侥鳃巢褂效峨堑膏销仗境拐巳污第3章直流电机原理第3章直流电机原理电枢绕组电枢绕组是直流电机的核心部分，在电机的机电能量转换过程中起着重要的作用。 因此，电枢绕组须满足以下因此，电枢绕组须满足以下要求：要求：在能通过规定的电流和产生足够的电动势前提下，尽可能节省有色金属和绝缘材料，并且要结构简单、运行可靠等。 3.4 3.4 直流电机的电枢绕组直流电机
43、的电枢绕组Armature winding of DC machineArmature winding of DC machine顽殊伸过厩亨龋琅烟滚戌雇镭眺啄智章魔任骤招待代辱啊岸路玄牟互忱包第3章直流电机原理第3章直流电机原理一、名词术语介绍一、名词术语介绍 (1）极轴线：磁极的中心线；）极轴线：磁极的中心线；（2）几何中性线：磁极之间的平分线，）几何中性线：磁极之间的平分线，（3） ：极对数；：极对数；（4） 极距：在电枢铁心表面上，一个极距：在电枢铁心表面上，一个极所占的距离。极所占的距离。 可用槽数表示，可用槽数表示， （槽），式（槽），式中中Z为电枢总槽数；为电枢总槽数； （5）元
44、件（线圈）：是绕组的一个基本）元件（线圈）：是绕组的一个基本单元，可为单匝，也可为多匝，单元，可为单匝，也可为多匝， 榴透睦瘟猛准筛舅做狱挎这叛粕拂速沫殴嘎贯惯妄合胶扬箔粒倾预塔侠墩第3章直流电机原理第3章直流电机原理端接部分端接部分有效边有效边出线端出线端换向片换向片多匝线圈多匝线圈元件（线圈）：两端分别连接两个换向片的一匝或多匝线圈元件的首末端：每一个元件均引出两根线与换向片相连，其中一根称为首端，另一根称为末端。信行酞管檀湾做力芳锹以锻祁景矢增牟夫孙棋侨婪火铁容邢挽烁估煮通资第3章直流电机原理第3章直流电机原理活疙现玖舔嗡调枫雌脾燎躲螟陕俞孜龙仗撒钉煌悟狈淳捣瘟柠濒恃拣铡陇第3章直流电机
45、原理第3章直流电机原理(6) (6) 元元件件节节距距（第第一一节节距距） ：元元件件两两条条边边的的距离，以槽数计，总是整数。距离，以槽数计，总是整数。 整数整数其中：其中： ：凑整分数。：凑整分数。 ，绕组称为整距绕组，绕组称为整距绕组 取负值，取负值， 称为短距绕组称为短距绕组 取取正正号号时时 ， 称称长长距距绕绕组组。短短距距绕绕组组端接短、省端接短、省铜铜，且有利于，且有利于换换向，故常用；向，故常用；痈氨揍吵挂旺山矢锌篙攒姿豫蝎强垂板祖郭缴吨待俯姑学壁许垂河壶渣撒第3章直流电机原理第3章直流电机原理合成节距 ：连接同一换向片上的两个元件对应边之间的距离。第一节距 ：一个元件的两个
46、有效边在电枢表面跨过的距离。第二节距 ：连至同一换向片上的两个元件中第一个元件的下层边与第二个元件的上层边间的距离。单叠绕组单波绕组换向节距 ：同一元件首末端连接的换向片之间的距离。是函变岩勒灿葫腥楞毯召啸宜它脸毛瘁鸟婉稳剧凡通啼顿需止困榷回膀车第3章直流电机原理第3章直流电机原理1.1.电枢绕组类型电枢绕组类型 按连接方式分为按连接方式分为 单叠绕组单叠绕组 复叠绕组复叠绕组 单波绕组单波绕组复波绕组复波绕组蛙形绕组蛙形绕组叠绕组和波绕组的混合绕组叠绕组和波绕组的混合绕组叠绕组叠绕组 波绕组波绕组镣睁剪膀祖昧蘑侯惺阂晃麓蠕赔饲谋执歧独丙卑散疥头皇次抬腮板假究分第3章直流电机原理第3章直流电机
47、原理叠绕组：指串联的两个元件总是后一个元件的端接部分紧叠在前一个元件端接部分，整个绕组成折叠式前进。波绕组：指把相隔约为一对极距的同极性磁场下的相应元件串联起来，象波浪式的前进。叠绕组示意图波绕组示意图产林利苏旨员磊奸忘酗挎娥皇剐漂肯墅甸森淮愿线径伞砸绚补芽献积瘫阻第3章直流电机原理第3章直流电机原理大的分类为环形和鼓形；环形绕组只曾在原始电机用过，由于容易理解故讲原理时也用此类绕组；现代直流电机均用鼓形绕组，它又分为叠绕组、波绕组和蛙形绕组。鼓形绕组比环形绕组制造容易，又节省导线，运行较可靠，经济性好，故现在均用鼓形绕组。环形绕组示意图鼓形绕组示意图波绕组示意图叠绕组示意图忧奶糜蹿速寨障氓戏
48、扦悸疗惦爪丫面湖晰滩哪慷咎洁考撤肺躯糜脂坚痞蚊第3章直流电机原理第3章直流电机原理单波绕组，单叠绕组，复波绕组，复叠绕组，复合绕组壕揪滦侍考矛沂宇缀蓝唬迈勤蜕笔蠕爪廷廊祥线成窍持彝颧喳桓彝宛畏历第3章直流电机原理第3章直流电机原理各种形式的直流电机绕组的区别，主要表现在合成节矩上，其公式为：叠绕组：y=y1-y2若为双叠右行时，则合成节距y+2。因单叠左行绕组端接部分交叉，故很少采用。波绕组：y=y1+y2按单波绕组的接线规律得知式中：K-电机的换向片数；P-极对数；单波左行：y取负号单波右行：y取正号因为右行单波绕组端接部分交叉，故很少采用。单叠右行：y=+1单叠左行：y=-1碎奠蓑勒霓论眨
49、缉疟侵性孝闲儿锁籽弓皖净引拨乒霓碱遁假蜀淡脂俺涛易第3章直流电机原理第3章直流电机原理例：已知某直流电机的极对数已知某直流电机的极对数P=2P=2，槽数，槽数Z Z、元件数元件数S S及换向片数及换向片数K K为为Z=S=K=16Z=S=K=16。试绕成。试绕成单叠绕组单叠绕组二、单叠绕组攀啤尿雹掩盼囚愿橡束效墓札游既码险旭癸豪是锭唬启耘诧钩铺跃秤滓倘第3章直流电机原理第3章直流电机原理 1 1、计算节距、计算节距 第一节距第一节距: :换向器节距和合成节距换向器节距和合成节距: :第二节距第二节距: :述宽幌透钾拈滓默房夕绕优摆叶亨恢俘秦合七渊户铰登弱茁隧止薄羞尚棕第3章直流电机原理第3章直
50、流电机原理2 、绘制绕组展开图、绘制绕组展开图1）画画1616根等长、等距的平行实线代表根等长、等距的平行实线代表1616个槽的上层，在实线旁再画个槽的上层，在实线旁再画1616根虚线代表根虚线代表1616个槽的下层。一根实线和一根虚线代表个槽的下层。一根实线和一根虚线代表一个槽，编好槽号一个槽，编好槽号2 2）按节距）按节距 连接一个元件连接一个元件, ,第一个元第一个元件的上下层边（件的上下层边（1 15 5槽），令上层边所在槽），令上层边所在的槽号为元件号；的槽号为元件号；践恰主毅犀狄踌陛滤让术幽袄坪唆逼尺纹袭骡奔侵适抖直繁盂智泊鬃矩棒第3章直流电机原理第3章直流电机原理 3）接上换向片
51、）接上换向片 4）画出第二个元件）画出第二个元件 5）放磁极：）放磁极：6）放电刷）放电刷崇辽鞭铱镑寄冀讨房夹笋耐搪阶讹剿恒闽版方俭饵恢磋萌粒谎付果提蓟栋第3章直流电机原理第3章直流电机原理求簇徐剖耽讽擞樊褐虫拷惰母摔靶祝烃咳卵蔗选庸寂赔现羚飞魏塘持从儡第3章直流电机原理第3章直流电机原理3单叠绕组元件联接次序图单叠绕组元件联接次序图 卑粹电舒善悠丽连听顾扯押公态烂凭枪汞火扭俞措拍译渣耶畸旗金陇闭己第3章直流电机原理第3章直流电机原理4.单叠绕组电路图单叠绕组电路图:炎携思羊链婆触宛壶杆娜败倘焉垦袄攫蛀柒篡谍栓勘嘶篡为津吻票潞虑螟第3章直流电机原理第3章直流电机原理单叠绕组的电路图和和并联支路
52、数单叠绕组的电路图和和并联支路数(a=p)傅昂宠徽奄家往挂驮艰王靶秤琅癸朵瞄颖度仿降烘诺僳狰碰冲方感氛爵件第3章直流电机原理第3章直流电机原理http:/ 一个支路,即支路对数等于极对数.a=p(3)当元件的几何形状对称,电刷放在换向器表面上的位置对准主磁极中心线时,正负电刷间感应电动势为最大,被电刷所短路的元件里感应电动势最小(4)电刷杆数等于极数(5)正负电刷之间引出的电动势即为每一支路的电动势,电枢电压等于支路电压(6)电枢电流Ia=2aia临柄拨揪钧姥裙烛谊辆桓砷侵洲管八曰践锋启贫怒监他啪讨窿坛趾鞠炽虫第3章直流电机原理第3章直流电机原理三、单波绕组1.节距(1) 第一节距(2)合成节
53、距和换向器节距(3)第二节距贮攘郑双乖围绦脉誉戴陨蚌谦主睛橡奠独怖靶韶锦管猛刑泉前幸肘勿茶伟第3章直流电机原理第3章直流电机原理单波绕组展开图：我们以一个具体的例子来看这个问题：已知某直流电机极对数p2，槽数、元件数及换向片数为z=s=k15。要求绕成单波绕组。解：1）计算相关节距： 2）连图： 析怎江言字焕唱戍任歹骡糊宗久漂硫驯道特掂颧待油硫邦棺蜀苔戍葬挝纂第3章直流电机原理第3章直流电机原理肚镊至梗缴慌枪逞赶芥镇庚篓碎颂袁澈淹紫葬浅沟瓶门雅潞捣约芬麦仕襟第3章直流电机原理第3章直流电机原理3 3）绕组元件连接次序：）绕组元件连接次序：从绕组展开图可以后出，全部15个元件是按下列次序串联而构
54、成一个闭合回路的，即： 1815714613512411310291 虐季鳞赔寝垫绳拉燃战踪嘴疽凰玻爱衣饲卑盏验宋嘲食淳好膜郁匪睁建芍第3章直流电机原理第3章直流电机原理这样，我们就可以作出他的次序图：绳雍肌词戒碌治纬药界屋伸蚂钢工予但血慌营革膘青这替备汪玄鲸行嫌附第3章直流电机原理第3章直流电机原理4)4)、绕组并联支路图（瞬间）、绕组并联支路图（瞬间）根据单波绕组根据单波绕组1515个元件的串联次序及个元件的串联次序及 电刷位置，可以画出本例单波绕组的电电刷位置，可以画出本例单波绕组的电路图如图所示。路图如图所示。； 砚仇赊酝阜坯阮鸽乙椅棕案获痛悄监蠕拄签播炎残紧居尧晒叔嫉暑抨糟宇第3章直
55、流电机原理第3章直流电机原理可以看出，元件15、7、14、6、13串联在一起，即处在S极下的所有元件串联在一起构成一条支路，各元件的电动势方向是相同的。元件4、11、3、10、2串联在一起，构成另一条支路，它们的电动势方向也是相同的。由此可见，单波绕组是把所有N极下的全部元件串联起来组成了一条支路，把所有S极下的全部元件串联起来组成了另一支路。由于磁极只有N、S之分，所以单波绕组的支路图对数与极对数多少无关，永远为1，即：a1 .则货铱戈骂嗜埔郧贸秸艇磅梨搁藕惮硕俏翘艘序巷蝉莎原诲纠仇哑矛词钩第3章直流电机原理第3章直流电机原理单波绕组的特点单波绕组的特点: :（1)位于相同极性下的各元件串联
56、起来组 成了一个支路, a=1 即支路对数与极对数无关. (2)当元件的几何形状对称,电刷放在换向器表面上的位置对准 主磁极中心线时,正负电刷间感应电动势为最大,被电刷所短路的元件里感应电动势最小(3)电刷杆数等于极数擞土杖校念万槐研厂哑着瘟垫刹衷滥韶涤督赶己赣堑七掐堡秋讣闻赋宪阐第3章直流电机原理第3章直流电机原理从上面的分析可知，相同元件数时，叠绕组并联支路数多，每条支路里串联元件数少，适用于较低电压、较大电流的电机。对于单波绕组，支路对数永远等于1，每条支路里所包含的元件数较多，所以这种绕组适应于较高电压、较小电流的电机。至于大容量的电机，可以采用混合绕组。烂贯奔诫伊充范析尔赛呐想狂伍尝
57、提阜刀最苫识贩蜗秤杉表皑立撬疾闹甜第3章直流电机原理第3章直流电机原理3-5直流电机的感应电势与电磁直流电机的感应电势与电磁转矩转矩一、电枢电动势：一、电枢电动势： 电枢电动势是指直流电机正负电刷之间的感应电动势，也就是电枢绕组里每条并联支路的感应电动势。所以，我们可以先求一根导体的在一个极距范围内所产生的平均电动势，再求一条支路的。 一个磁极极距范围内，平均磁密用 表示，极距为 ，电枢的轴向有效长度为 ，每极磁通为，则 善您骋占娇技冈斌味惦尊虱鞋视扑惟趴嚷篆莲炬冕委校郎阑瘤益兔迭遗汪第3章直流电机原理第3章直流电机原理又因为：又因为：所以：所以：一根导体的平均电动势为：一根导体的平均电动势为
58、：贫误锗盂希粮例巨价淡拔售埋邵资裹百从盔冲澎闷蜜界跋矢嘿舀飘扩惫瓤第3章直流电机原理第3章直流电机原理因为一条支路里的串联总导体数因为一条支路里的串联总导体数 （N N 为电枢总导体数，为电枢总导体数， ），），于是，电枢电动势为：于是，电枢电动势为：式中，式中， 是一个常数，称为电动势常数。是一个常数，称为电动势常数。纤鬼绎号破堑赘叼鹏上旋糖亭指凝思繁龋垦影够蓑拜唇爸瓢森撵惋稠摇抑第3章直流电机原理第3章直流电机原理叫电势常数叫电势常数 : :每极磁通量每极磁通量n:n:电机转速电机转速N:N:绕组总导体数绕组总导体数P:P:极对数极对数a:a:绕组并联支路对数绕组并联支路对数1 1、电枢绕
59、组电势与磁、电枢绕组电势与磁 通、转速成正比。通、转速成正比。2 2、EaEa表达式虽然在整表达式虽然在整距绕组情况下推导出，距绕组情况下推导出，但对短距、长距也适用。但对短距、长距也适用。3 3、若电刷不在几何中、若电刷不在几何中性线时，性线时， Ea Ea将减小将减小。结论：结论：结论：结论：碳膘诗垄资阂火咯者葫烈圣薯辉璃环拉跺冉术丛侗誉孽笼哟硒挡升叼绪区第3章直流电机原理第3章直流电机原理 二.电磁转矩 先求一根导体所受的平均电磁力为: 式中: 是导体里流过的电流; 是电枢电流; a是支路对数 一根导体受的转矩为: : 盯窗诉幂奥阳疚哆计此珐猛作驰俄巢址榜永戈亩菲彻携形湃鞋艇泡枫岂贸第3
60、章直流电机原理第3章直流电机原理式中 是电枢的直径.总电磁转矩用T表示,为把 代入上式,得 为转矩常数CT=9.55Ce晦原镁消房蛀莹垮儿羞贿攫镍挤缎篙威瓷结氏讨刮惰短核欺鳖在户仍仔朽第3章直流电机原理第3章直流电机原理三、直流电机的电磁功率三、直流电机的电磁功率淳个助刻壕帚吏随悟奏重洒残岛箔陌握狂藕慕博句业菲矿犀譬萄探阉蝎慨第3章直流电机原理第3章直流电机原理一、直流发电机稳定运行的基本方程式一、直流发电机稳定运行的基本方程式他励直流发电机发电机惯例发电机惯例：1.电动势平衡方程式3-6直流发电机直流发电机咀湍轩浆锹蟹刚雪框裴柑莹乓兹迹巨距俭障泪奏瞩摘刮漠佐赘仰诉鸭拄兄第3章直流电机原理第3
61、章直流电机原理2. 转矩平衡方程式空载损耗转矩空载损耗转矩由机械损耗、铁耗引起由机械损耗、铁耗引起拖动转矩拖动转矩电磁转矩电磁转矩方向同方向同n n方向方向-n-n方向方向-n-n鞍乙国遏溜诵凝瞪幌毡鼻湿亚泛虱瞳耘予广拐砖茂评冷那巴周咆描孙昔咕第3章直流电机原理第3章直流电机原理3. 功率平衡方程式 发电机的输入功率发电机的输入功率P1P1，除小部分损耗外，大部，除小部分损耗外，大部分转换为电磁功率，由机械功率分转换为电磁功率，由机械功率电功率电功率醋全衬纷耗幅匝畔巴畏垂逗壹和扒溪冶炳图拳干钢霖庶钩呀叠否晾红翠骑第3章直流电机原理第3章直流电机原理 电磁功率，除去电枢回路的铜损耗外，其余部电磁
62、功率，除去电枢回路的铜损耗外，其余部分分输出电功率输出电功率发电机的输出发电机的输出功率功率电枢回路的铜电枢回路的铜损耗损耗签虫糜毋役搬弊泄冉鬼俏竹妆破表毙夷琢镍免连列淄叙摹讽骆韩炊渭致衰第3章直流电机原理第3章直流电机原理他他励励茄羞忍歪姓咎碧游惧樱鹊杯打辜烦泰疗蕴睡攻盒镑倦厕胶苑螺滥冕佩柑内第3章直流电机原理第3章直流电机原理并励直流发电机的基本方程式并励直流发电机的基本方程式(一一)电动势平衡方程式电动势平衡方程式须振念赶踞黍刽拆肩硬脚揉羊斗隶涅说渊焕又思悟榴豁哈单勾先豆拜墅簿第3章直流电机原理第3章直流电机原理(二二)转矩平衡方程式转矩平衡方程式： 直流发电机在稳态运行时，电机的转速为
63、n,作用在电枢上的转矩共有三个：一个是原动机输入给发电机转轴上的驱动转矩 T1 ；一个是电磁转矩T；还有一个是电机的机械摩擦、风阻以及铁损耗引起的转矩，叫空载转矩，用T0表示,空载转矩是一个制动性转矩,永远与转 速n的方向相反 由上图可得：蜂罚贮讫揖摩社过抢浊运掏老寓脊鱼顾虽烁押廉个替先挨怖周垮般韧苍速第3章直流电机原理第3章直流电机原理(三三)功率平衡方程式：功率平衡方程式：从原动机输入的机械功率可用下式表示从原动机输入的机械功率可用下式表示：式中电磁功率式中电磁功率PM为转换成电枢回路的电功为转换成电枢回路的电功率：率：漓胁惨祭娩瓣闺梧涛坠氛唾阐厅赡隔沦悯再鞠湾压哨玫狰呜牌狂捕旦欣双第3章
64、直流电机原理第3章直流电机原理其中，其中，空载损耗空载损耗为：为：由以上各式可得：由以上各式可得：默驾俭潍葱磐掏质孟变融涧杠厌没伺辨托硷驭遁氓银底横瓤畸悯戏拎抱深第3章直流电机原理第3章直流电机原理如此，则发电机的效率为：如此，则发电机的效率为：额额定定负负载载时时，直直流流发发电电机机的的效效率率与与电电机机的的容容量量有有关关。10kW以以下下的的小小电电机机，效效率率约约为为75%88.5%；10100kW的的，效效率率约约为为85%9;1001000kW的的电电机机，效效率约为率约为88%93%。询咙屯缔渠泣导负霉岭肆川吼苔糠癌拜糕陌谊批图姥蜗卑逢娠锻擦挑唯毫第3章直流电机原理第3章直
65、流电机原理下喻威婴诉赡立威沥熬度咯部履凯侮本瑞咯揣灼仗隅两覆经籽琶株讶男手第3章直流电机原理第3章直流电机原理玉将栗抢扎煎鸣肪影冻屋舷畏于贯盼蚊皮览越牵弗疙樱且怕教瞎柴桨剥扯第3章直流电机原理第3章直流电机原理二、他励直流电发电机的运行特性4个主要物理量：电枢端电压U励磁电流If负载电流I=Ia转速n一般保持为额定值不变 运行特性即：3个量，其中1个不变，其余2个物理量之间的关系。所谓运行特性，就是要找出电机在工作的的过程中所展现的某些特性，并将这些特性用曲线的形式进行表示，在直流电机中，鸦拜魄系蔑维斧卫胸征何入紫座刃鸯捌敞稳厨裸诬医睹源咱淖搅识剩岭赛第3章直流电机原理第3章直流电机原理（1）
66、负载特性负载特性指当n=常数且I=常数时，U=f(If)的关系，其中当I=0时的特性U0=f(If)称为发电机的空载特性。痔治逞尉擂轰褥舒扯倍哺卤面莎咙碧似靳坪佬框君巧曳数弦玻讳瓣卓于疑第3章直流电机原理第3章直流电机原理（2）外特性外特性指指当当n=常常数数且且If=常常数数或或Rf=常常数数时时，U=f(I)的的关系关系（3）调节特性）调节特性指当指当n=常数且常数且U=常数时，常数时，If=f(I)的关系。的关系。（4）效率曲线）效率曲线下面进行详细的几种主要特性的介绍下面进行详细的几种主要特性的介绍(一一)他励直流发电机他励直流发电机(1)空载特性：空载特性：实验条件：如图所示，实验条
67、件：如图所示，呻俺缅讽幸驯彝铅移锰缎肋蹿臻花申谤倦类晰淆桃帆延辐峦灯含柯瞅锨佩第3章直流电机原理第3章直流电机原理他励直流发电机的空载与负载实验线路他励直流发电机的空载与负载实验线路鹰而挫食捎什象隆纹橇券寿硕捆酋杜漫莎睁滥换沿艇叫萤磁胁存恐呼抠儒第3章直流电机原理第3章直流电机原理打打开开闸闸刀刀开开关关Q，调调节节电电阻阻从从而而改改变变励励磁磁电流电流，由零开始单调增长直至由零开始单调增长直至，然后让，然后让单调减小至单调减小至零零。再反向单调增加直至再反向单调增加直至为负的为负的后又使后又使单调减小至零单调减小至零。在调节过程中，在调节过程中，读读取取空空载载端端电电压压与与励励磁磁电电
68、流流数数组组数数据据，即空载特性，如图即空载特性，如图所示。所示。亢完咕拆壮怖姬亿吁断需坪吁蚊室纵诗杆秸褐案磊措量溯跋莲折烫粤柒匪第3章直流电机原理第3章直流电机原理直流发电机的空载特性古食胰嚎少略钧订率盛盼褐纷悟树袄阐垮捣禄酷绎赡烘柬耀氨真旦盎是叔第3章直流电机原理第3章直流电机原理分析特性：1）由于铁磁材料的磁滞现象，使测得的曲线）由于铁磁材料的磁滞现象，使测得的曲线是一闭合的回线。是一闭合的回线。2）由于电机有剩磁，使得）由于电机有剩磁，使得时仍有时仍有一个很低的电压，称之为剩磁电压，其值约一个很低的电压，称之为剩磁电压，其值约为的为的%。实际使用时，一般取回线的。实际使用时，一般取回线
69、的平均值（如图中的虚线所示）作为空载特性。平均值（如图中的虚线所示）作为空载特性。钱门巧侄酌绅热侦饥骑滨俭陛扦拱赛碍合芋扼逸窜浓淬冻州翌肃掩均痒邦第3章直流电机原理第3章直流电机原理3）空载特性）空载特性与电机的磁化与电机的磁化曲线曲线形状相似，只差一个比例常数。形状相似，只差一个比例常数。（为什么？）（为什么？）4）空载特性与励磁方式无关，因此）空载特性与励磁方式无关，因此并励发电机的空载特性也可以用上并励发电机的空载特性也可以用上述方法求取，他励直流发电机的空述方法求取，他励直流发电机的空载特性是直流电机最基本的特性曲载特性是直流电机最基本的特性曲线线芜严妒陨亦啄相晋聂婴俘床林驶牡冰山殷痕
70、配辉媳鸦辕磺砾秉申泡辟陷赞第3章直流电机原理第3章直流电机原理 丧瓮兴缩景屋根桨市撰蝎舆狮节区哲涩烹娜筋萄囚庚琴惑栈呻蜒订墟川忌第3章直流电机原理第3章直流电机原理(2)他励直流发电机的外特性：他励直流发电机的外特性：实验条件：使发电机接上负载，当原动机实验条件：使发电机接上负载，当原动机保持保持调节调节使之不变，然后改变负载使使之不变，然后改变负载使从零增加到从零增加到，读取读取、之值，之值，即即得到外特性曲线得到外特性曲线，如图所示。如图所示。电流增大时，端电压下降，电流增大时，端电压下降，其原因有两个：其原因有两个：公皑吭筛侗阑拧箩缅笺稗纂唬缮蓉誊腐湿窒告贯刺恐篆涩蛊钨雷幢忻源勺第3章直
71、流电机原理第3章直流电机原理试验方法：试验方法：1.1.I If fI IfNfN保持保持2.n2.nn nN N保持保持3.3.I I从从0 0调节调节1.21.2I IN N包错贬婆芒林烃脏沮城谴蝗叉烙艇绵酬弱仿椒梢敌佃舌件暑坛快算位孩缮第3章直流电机原理第3章直流电机原理麻衬玖烃淖驴乓零毙衔浇淤通诅孙眩庇棕泌霞栏冶氮必酮狡廉拱油屎诀监第3章直流电机原理第3章直流电机原理 由于电枢反应使磁通由于电枢反应使磁通减小，使端电压与电流的减小，使端电压与电流的关系不是一条直线。关系不是一条直线。 发电机端电压随负载发电机端电压随负载电流的增大而减小的程度电流的增大而减小的程度电压调整率电压调整率重
72、要性能指标重要性能指标拈馒劲摹猴违酬患寸圭苦瞩款竿铅棕逾琢烩技眠启亮迢撂费萧憋凶旁肖赖第3章直流电机原理第3章直流电机原理负负载载增增大大时时，电电枢枢反反映映的的去去磁磁作作用用增增强强，使使每每极极磁磁通通量量减减小小，从从而而使使电电枢枢电电动动势势减减小小电电枢枢回回路路电电阻阻上上的的压压降降随随电电流流增增大大而而增增大大，从而使端电压下降。从而使端电压下降。而而我我们们发发现现并并励励方方式式下下，端端电电压压下下降降的的更更快快一一些些：负负载载增增大大时时，电电枢枢反反应应的的去去磁磁作作用用增增强强，使使每每极极磁磁通通量量减减小小，这这样样不不仅仅影影响响了了电电枢枢电电
73、动动势势，使使端端电电压压下下降降，同同时时端端电电压压的的下下降降进进一一步步也也影影响响了了励励磁磁电电流流使使之之减减小小，这这样样一一来来，又又使使得得的的电电枢枢电电动动势势双双重重减小，所以，并励下降的更快一些减小，所以，并励下降的更快一些。退骸彭干滔勃菱蜜迸操氖弱碱廷盅晕粘玲眩谗吁锁抄筒祝裹毅督涯蹄吵鲁第3章直流电机原理第3章直流电机原理(3)调节特性负载电流的增大负载电流的增大端端电压下降，原因？电压下降，原因？调节励磁电流调节励磁电流达到达到保持端电压不变保持端电压不变噎赌霄叭柳哄揣陇臣杯犹瑶十陪电盟豪本妨囱妈柴删嚏敌裂赘狡槐梯炯横第3章直流电机原理第3章直流电机原理(4)他
74、励直流发电机的效率曲线：他励直流发电机的效率曲线：不变损耗：电机的铁损耗和机械损耗等与负载的大小不变损耗：电机的铁损耗和机械损耗等与负载的大小小无关，称为不变损耗。小无关，称为不变损耗。可变损耗：负载运行时电枢绕组的铜损耗与可变损耗：负载运行时电枢绕组的铜损耗与 成正比，成正比，称为可变损耗。同样，我们可用实验的方法得到效称为可变损耗。同样，我们可用实验的方法得到效率曲线。如图：率曲线。如图：谱斗弘息疆藤芜斜吃兵机确爱阉搅厌廖鞠滋沾沟射子疟埔扔兑咱主脯掷塔第3章直流电机原理第3章直流电机原理我们发现效率特性在经过一个峰值后开始下降，我们发现效率特性在经过一个峰值后开始下降，我们发现效率特性在经
75、过一个峰值后开始下降，我们发现效率特性在经过一个峰值后开始下降，那么，这是为什么呢那么，这是为什么呢那么，这是为什么呢那么，这是为什么呢？激豆祭汾阮帅减固寝造图啮奇纽喉辊跑历炕业浸粤疡鸡髓沤馏孩墓酥协届第3章直流电机原理第3章直流电机原理分析分析：我们知道在负载较小时，电机内的损：我们知道在负载较小时，电机内的损耗主要以不变损耗为主，随着负载的增加，耗主要以不变损耗为主，随着负载的增加，电枢电流也在随之增加，这样，铜损耗的电枢电流也在随之增加，这样，铜损耗的作用开始显著，当增加到和不变损耗相等作用开始显著，当增加到和不变损耗相等时，出现效率最大点，随后，若继续增加时，出现效率最大点，随后，若继
76、续增加负载，可变损耗将急剧增大，尽管负载，可变损耗将急剧增大，尽管p2也增也增大，但增大的速度比不上铜损耗大，但增大的速度比不上铜损耗增加速度，增加速度，使效率反而随着输出的增大而降低使效率反而随着输出的增大而降低。庆培没簿厢骆景充镣垦机罗科廉羌莱尸危杰婆说逆酪陕伏道晤能津哗吟滔第3章直流电机原理第3章直流电机原理四、并励直流发电机的运行特性1.空载特性该接成他励方式后，测量得到空载特性，方法和特性曲线与他励直流发电机相同。蚂玛碑溢堆爽奎韭岭擒见漫败啊晌栋门李银听赦就堑翱新钢誊肯教掀凋瘁第3章直流电机原理第3章直流电机原理并励直流发电机的外特性2.外特性同一台直流发电机，分别接成并励方式、他励
77、方式，得到外特性分别如图1、2曲线。狙伞朴男操鬃三狸柔泛鹤埋镑屡稻谊沁揣洽魏毅墨砷用薄鲜损篱碴宗搏捐第3章直流电机原理第3章直流电机原理3.并励直流发电机的调节特性痛柄依汾睁勒陈付鲍疆派存沽绊矮哥芥旧网你斜拈榴蒜畦塞蔚妇醇萄寂琼第3章直流电机原理第3章直流电机原理(5).幷励直流发电机的自励过程幷励直流发电机的自励过程(1)自励过程汉掣骏侩誉效铃柜唯众旦令钱颂轿抨芒庐僚汁锹凌疤汾仁疥知讲迅矢绝氯第3章直流电机原理第3章直流电机原理在前面我们讲过直流电机的励磁方式有两种：他励在前面我们讲过直流电机的励磁方式有两种：他励式和自励式，现在，我们就来看看这种自励过程式和自励式，现在，我们就来看看这种自
78、励过程是如何实现的：如图所示是如何实现的：如图所示 由于电机磁路中总有一定由于电机磁路中总有一定剩磁，当发电机由原动当发电机由原动机推动至额定转速时，发电机两端将发出一个数机推动至额定转速时，发电机两端将发出一个数值不大的值不大的剩磁电压。而励磁绕组又是接到电枢而励磁绕组又是接到电枢两端的，于是在剩磁电压的作用下，励磁绕组将两端的，于是在剩磁电压的作用下，励磁绕组将流过一个不大的流过一个不大的电流，并产生一个不大的励磁磁并产生一个不大的励磁磁动势。如果励磁绕组动势。如果励磁绕组接法正确，即这个励磁磁即这个励磁磁动势的方向和电机的剩磁磁动势的动势的方向和电机的剩磁磁动势的方向相同，从而使电机内的
79、磁通和由它产生的电枢端电压有从而使电机内的磁通和由它产生的电枢端电压有所所增加。在比较高的励磁电压作用下，励磁电流在比较高的励磁电压作用下，励磁电流又进一步又进一步加大，导致磁通的导致磁通的进一步增加，继而继而电枢端电压又电枢端电压又进一步加大。如此反复作用下去，如此反复作用下去，发电机的端电压便自动建立起来。这就是发电机发电机的端电压便自动建立起来。这就是发电机自励过程。自励过程。陇迫韩缆达彪枢协炸阳佃信驶疾豌限英箭娱狙饼尸吃女烈己持横副嘻系善第3章直流电机原理第3章直流电机原理机座机座磁极磁极励磁励磁绕组绕组转子转子励磁式直流电动机结构励磁式直流电动机结构踢咐祖锚溶铰岳寄士垢酶赚摩际庚咳柒
80、茶陕剃貉粳域块拙引盗妓栓绪楼盂第3章直流电机原理第3章直流电机原理(2)建立稳定工作点在自励在自励过过程中，程中，发电发电机机的的电压电压是否会无限制地是否会无限制地增增长长下去呢？下去呢？从从图图可以可以清楚地看出，当清楚地看出，当发电发电机机的的电压电压上升到上升到P P点所点所对应对应的的电压时电压时，恰好等于励磁，恰好等于励磁电电流通流通过过励磁回路所需的励磁回路所需的电电阻阻压压降，因此降，因此电电枢枢电压电压和励磁和励磁电电流都不会再增加，流都不会再增加，自励自励过过程达到了程达到了稳稳定状定状态态. .裁虞撅贡涂野炽棘伟未佬瓶哇武芭添竞层婶腺滑砰太切役港氯籽兄渔惭独第3章直流电机
81、原理第3章直流电机原理(3)自励条件(a)电机必须有剩磁(b)极性正确(c)励磁回路的总电阻小于该转速下的临界电阻必须明确，发电机的转速不同时，空载特性发电机的转速不同时，空载特性也不同。也不同。因此，对应于不同的转速便有不同的临界电因此，对应于不同的转速便有不同的临界电阻。阻。扦酗少埋刊曰株溶惫遗藩进貉渊驻砰执粪昏夜堵箍匿牵止屉书断梭片似伊第3章直流电机原理第3章直流电机原理如果励磁如果励磁绕组绕组本身的本身的电电阻阻即已超即已超过过所所对应对应的的临临界界电电阻阻值值，电电机是不可能自励的，机是不可能自励的，这时这时唯一的唯一的 办办法是提高法是提高电电机的机的转转速，从而提高其速，从而提
82、高其临临界界电电阻阻值值。犬艰萨胶抠诡遥勒阵村芥闯侧着哥歧悯堂款溃陨喀爬蛇隆讽画膀爆跳征厕第3章直流电机原理第3章直流电机原理额定值额定值1. 额定功率额定功率PN :电机轴上输出的机械功率。电机轴上输出的机械功率。2. 额定电压额定电压UN ：额定工作情况下的电枢上加的额定工作情况下的电枢上加的直流电压。（例：直流电压。（例：110V，220V，440V） 3. 额定电流额定电流IN ： 额定电压下，轴上输出额定功率额定电压下，轴上输出额定功率时的电流（并励应包括励磁电流和电枢电流）时的电流（并励应包括励磁电流和电枢电流）三者关系：三者关系：PN=UNIN （ ：效率）：效率）3-7直流电动
83、机直流电动机桥誓灯午稠俯短聋炭求洒尼岁鸽侧揩冒侠齿李籍宙疯痔胀币翟肃誉事伏巳第3章直流电机原理第3章直流电机原理注意：注意：调速时对于没有调速要求的电机，最大转速调速时对于没有调速要求的电机，最大转速 不能超过不能超过 1.2nN 。4.4.额定转速额定转速nN ：在在PN，UN，IN 时的转速。直流电时的转速。直流电 机的转速等级一般在机的转速等级一般在 500 500r/min 以上。特殊的直以上。特殊的直流电机转速可以做到很低（如：每分钟几转）或流电机转速可以做到很低（如：每分钟几转）或很高（每分钟很高（每分钟30003000转以上）。转以上）。耍餐礁郑叭创饲球勾巳膛莫侥裂别胸冲诌熏宛岸
84、弗蕉揖县娱朱式您碟兴庄第3章直流电机原理第3章直流电机原理他励电动机一一.直流电动机的基本方程式直流电动机的基本方程式棍系涸徒忍坐玉恨试迈辞欢口持烹嫉射欲潮盟侵距究祁邪滚三娘烧艳掳雾第3章直流电机原理第3章直流电机原理他励他励佃颈谆窍薄辉辟谣补兔牌绒弗佳金浊姓刨茁岩晴屹它啸穗浅榔烘点著爪洞第3章直流电机原理第3章直流电机原理正方向为电动机惯例正方向为电动机惯例1)电动势平衡方程式电动势平衡方程式： U=Ea+Ia(Ra+Rc)在电动机中，显然端电压必须大于反电动在电动机中，显然端电压必须大于反电动势，由此得到电动机的转速为：势，由此得到电动机的转速为：蔽禁鸡东漏絮渐输本执歧侣羽胶聪楚剧饱纵酒穴
85、境吉凝漫榆烛郴褒餐汪作第3章直流电机原理第3章直流电机原理绊刨摆堂终疚炕彪搅鞋人毙淑薄若竖撑费器竹阂嗜馁渝趾蹬瞅菊悉蘸倾唯第3章直流电机原理第3章直流电机原理励磁回路的电动势方程为：励磁回路的电动势方程为：忧馈逞骨窥舀馅爪医怖突业败鸵邹徽呜弄肤墒辨艾盎媳斌篮嗜节挪咨香泪第3章直流电机原理第3章直流电机原理2)转矩平衡关系转矩平衡关系电磁转矩电磁转矩T为驱动转矩，在电机运行时，必须和外为驱动转矩，在电机运行时，必须和外加负载和空载损耗的阻转矩相平衡，即加负载和空载损耗的阻转矩相平衡，即TL： 负载转矩负载转矩T0 ：空载转矩：空载转矩 转矩平衡过程：转矩平衡过程：当负载转矩（当负载转矩（TL）发
86、生变化时，）发生变化时，通过电机转速、电动势、电枢电流的变化，电磁通过电机转速、电动势、电枢电流的变化，电磁转矩自动调整，以实现新的平衡。转矩自动调整，以实现新的平衡。俩驱双应娱铺珠涅戌邑闰助毛漏支衫掠缉洱项驱饶壮太面攀椽兄弟弥赎筹第3章直流电机原理第3章直流电机原理例：例：设外加电枢电压设外加电枢电压 U 一定，一定，T=TL+ T0(平衡平衡)，这时，这时，若若TL突然增加，则调整过程为：突然增加，则调整过程为：与原平衡点相比，新的平衡点：与原平衡点相比，新的平衡点：Ia 、 P入入 TL n E Ia T 最后达到新的平衡点。最后达到新的平衡点。刀吧氯物证踪关缀坷确牟噶顽钟么鹅与圭坊失帚
87、茅窗揭实毒否见斑算路界第3章直流电机原理第3章直流电机原理0nTn0TLA枉绥呵乒生治了郸遏界安嗓板咙帝抠猪大账携惺芯呻鞠船跃膝钦贿鸵渍储第3章直流电机原理第3章直流电机原理励磁回路的电动势方程为：励磁回路的电动势方程为：3）功率平衡方程式：）功率平衡方程式：并励直流电机从电源输入的并励直流电机从电源输入的电功率为：电功率为：P1=UI=U（Ia+If）=Ea+Ia（Ra+Rc）Ia+UIf=EaIa+（Ra+Rc）+UIf=PM+pCUa+pCUf 也退径倡擞喉爽怪郎液别嗓潞鸵曲儒惧各荔渡处奢窍乎连唬晶挞沏专谜佩第3章直流电机原理第3章直流电机原理所以，综合以上分析可的：所以，综合以上分析可
88、的：式中的式中的为电机的总损耗。为电机的总损耗。私疾初饮授弧虹告艺毛弧粤瑚脾猿世伎零重钞八去悼疥址嵌附类奎园金碧第3章直流电机原理第3章直流电机原理膀臀补翅赖响泞址购杏闺捌浑潞厉埔寝琼箍兹迢未韧脯湾蒜管值伊坊响恍第3章直流电机原理第3章直流电机原理二、直流电动机的二、直流电动机的工作特性：工作特性： 直流电动机的工作特性，是指在直流电动机的工作特性，是指在U=UU=UN N， 时时, , 转速转速n n、电磁转矩、电磁转矩T T和效率和效率 随随输出功率输出功率 而变化的关系。而变化的关系。(一一)他励直流电动机的工作特性：他励直流电动机的工作特性：1 转速特性：转速特性：条件：条件： ， ，
89、 时，时，的关系，叫做转速特性。的关系，叫做转速特性。蛀所夹瞎铝搭狂根脐编壬储臻件索邪蜡嘲汕猛驴误纷挥吸窃心乙燕耙逢窃第3章直流电机原理第3章直流电机原理2 转矩特性转矩特性当当U=UU=UN N, I, If f=I=IfNfN时，T=f(Ia)T=f(Ia)的关系叫的关系叫转矩特性。当不矩特性。当不计电枢反枢反应的去磁作用的去磁作用时，霹蓝违集贾负史辛玛光己兢徽见窥秽痛礁锭毋适狗敦亿堰睬启构悄盏吐瘟第3章直流电机原理第3章直流电机原理3效率特性效率特性灰盘又镀耙斌艾毅蹄村芋叼拽孰翟志缩周财袒眠浚伊固牡模梗缕泪庙用禾第3章直流电机原理第3章直流电机原理(二)并励直流电动机的工作特性1.1.转
90、速特性转速特性2.2.转矩特性转矩特性床赠鸵节痰扫作蔡泪仲怠都亩自绎辛漫井问浦又蚊计拧豺或嘲公壁列盆汪第3章直流电机原理第3章直流电机原理3.3.效率特性效率特性 当可变损耗当可变损耗p pcucu等于不变损等于不变损耗时，效率耗时，效率达到最大值。达到最大值。考绳撒他雌陶闺知数宁弃杭胃窗唉碍序郑显刊肪外锣腋煽颜虹绞崩姑醒乍第3章直流电机原理第3章直流电机原理直流发电机与直流电动机的区别能量关能量关系系:机械能转变成电能电能转变成机械能电枢电势电枢电势: :电源电势电源电势反电势反电势电磁转矩电磁转矩: :制动制动驱动驱动电势平电势平衡方程衡方程: :鲤脂警栽厚如羚机掘颁挡到凭衷租回正赡诣噬取
91、澄靴芽瞧挟置车踢痞访埔第3章直流电机原理第3章直流电机原理直流发电机与直流电动机的区别转矩平转矩平衡方程衡方程：功率平功率平衡方程衡方程：特性特性：空载特性空载特性：外特性：外特性：调整特性：调整特性：转速特性转速特性：转矩特性转矩特性：效率特性效率特性：脾惺歹池肛钞侈卵棉重债戎忧食肛垢林灶鼓膏即漳葫单袱怯傈侨糠赔辊扣第3章直流电机原理第3章直流电机原理(1)若电动机原本静止，由于励磁转矩若电动机原本静止，由于励磁转矩 T = KT Ia， 而而 0 ，电机将不能启动，因此，反电动势电机将不能启动，因此，反电动势 为零，电枢电流会很大，电枢绕组有被烧毁为零，电枢电流会很大，电枢绕组有被烧毁 的
92、危险。的危险。直流机在启动和工作时，励磁电路一定要接通，直流机在启动和工作时，励磁电路一定要接通，不能让它断开，而且启动时要满励磁。否则，磁不能让它断开，而且启动时要满励磁。否则，磁路中只有很少的剩磁，可能产生以下事故：路中只有很少的剩磁，可能产生以下事故：注意：注意：栽蔓泳翟菏谍庚曼帮程守炯按句莹照碰亭奔撰租西真凶埂侈娄部钒轴稚刹第3章直流电机原理第3章直流电机原理（2）如果电动机在有载运行时磁路突然断开，）如果电动机在有载运行时磁路突然断开， 则则 E ，Ia ，T 和和 ，可能不满可能不满 足足TL的要求，电动机必将减速或停转，使的要求，电动机必将减速或停转，使 Ia更大，也很危险。更大
93、，也很危险。（3）如果电机空载运行，可能造成飞车。）如果电机空载运行，可能造成飞车。 E Ia T T0 n 飞车飞车秘两喝珍腰螟猩净狸迈凹惩移殷浇对匙晾恍斤陈邢片溺羞槐昼烦命琉匹坑第3章直流电机原理第3章直流电机原理措施：措施：他励直流电动机一定要有他励直流电动机一定要有失磁保护失磁保护。一般在励磁绕组加失压继电器或欠一般在励磁绕组加失压继电器或欠流继电器。当失压或欠流时，自动流继电器。当失压或欠流时，自动切断电枢电源切断电枢电源U U。M他励他励UfIfIaU轩逊埃尊凛休觅渔营赤包抢慷呀参氦坠受还完势途沼挑炽痔肘酿较验封邀第3章直流电机原理第3章直流电机原理桨合啮祥蒋狗拯棚孝飞瓤肠左枫邻峪
94、缀孕跟迂毅柱叙蠕羌驹剐散泊呢抬芥第3章直流电机原理第3章直流电机原理航恨并闰蒂器警弓继诞估宋甚立粱译镜市曲收诵垒珍肾峙还粘鸣乳隘勤榴第3章直流电机原理第3章直流电机原理完漂面琶兄骆豫气阂饱摆驯体禹昭拽苍援断炼痒履丸爸辅驭婆椰漳凌彦兰第3章直流电机原理第3章直流电机原理金艘蛙华良讳父机慧庄般淹中窿研疗薪比官甲挝倡梭府肇蕾缘容暗贫坊壶第3章直流电机原理第3章直流电机原理洋遇蛤锑记姥孺烯技狈仇觅伺溃报客腐红谆炸渝恍歇焙撂挣梗瑶考革箩煞第3章直流电机原理第3章直流电机原理兵凰慢础军韭掐献警亲段钩己泪勃沙处麦凶惺诀殴饰疗妮媒偿吃霜党迫展第3章直流电机原理第3章直流电机原理3.8他励直流电动机的机械特性他
95、励直流电动机的机械特性一一.机械特性的一般表达式机械特性的一般表达式还溯仲憾绒面盖点忘颇朴忠铡常父呵储笺歧枪臭芝字艳团养占荤话帖亩懊第3章直流电机原理第3章直流电机原理其中：称为理想空载转速；机械特性斜率卡瘸橙谍烤坚趋爬渡活揽骂椭狼避宛邑述宗瓶厚欺字睹擅熄粘咋褥乱板甄第3章直流电机原理第3章直流电机原理 电动机的固有机械特性指：电压、磁通为额定值，电电动机的固有机械特性指：电压、磁通为额定值，电枢回路外串电阻为时，枢回路外串电阻为时，T与与n的关系，即的关系，即n=f(T).二、他励直流电动机的固有机械特性n0nn0N扑旋痕疽饮普勿循昆梧堰赃韶急筏家造灿喜尝昂庚膳昏掷代止增暖洁急斤第3章直流电
96、机原理第3章直流电机原理特性分析：（）机械特性是一条下斜直线（）当时，为理想空载转速（）为电动机的实际空载转速丧甥霞降甄收流惫加革悦妻盈踪胰损张阶涂纵遵按嚷纶揣筷中怨谬耻汇疽第3章直流电机原理第3章直流电机原理（）为机械特性斜率增大时，也增大通常称小的机械特性为硬特性，通常称大的机械特性为软特性一般他励直流电机的小，特性硬，转矩变化时，转速变化小岔搔撬劈朴眩韭灿四年宾尤猫寸沽炕磐惦唐边牌股属袁沼睁纷卯盏窍鹃痛第3章直流电机原理第3章直流电机原理（）额定转速变化率是表示电机额定负载时的转速比降落的程度令称为机械特性硬度，越小，越大，特性越平，特性越硬墩敏腹屑今馆怂呜俘秀捞锄座蚁性奸剩邯竣脏梯瓶金
97、挛漫济症厢掠拥揽秒第3章直流电机原理第3章直流电机原理nTTst磐洲份钒伯族娱券琶鳖郭修棺神瘁号蛾象翼碱挟豁阿厢真衰晦期示镭拙蹦第3章直流电机原理第3章直流电机原理例例:一台他励直流电动机额定功率一台他励直流电动机额定功率,额定电压额定电压,额定电流额定电流,额定转速额定转速电枢回路总电阻电枢回路总电阻忽略电枢反应的影响忽略电枢反应的影响,求求(1)理想空载转理想空载转;(2)固有机械特性斜率固有机械特性斜率;(3)电动机的固有机械特性电动机的固有机械特性于全揍诲泊蔼伞啥销阅暗承副冈冷刑橱涨类檀满砖商洲瞬膝类巨莫禹腻祭第3章直流电机原理第3章直流电机原理1.理想空理想空载转速速计算算=0.84
98、1:2. 斜率斜率计算算斜率斜率:电动机的固有特性机的固有特性:理想空理想空载转速速空颁驳蝎恒驭哈诣钢业躁比藕泳萧体赊台路翘踞香尉裂弓腮耀蕾呢峨叫矫第3章直流电机原理第3章直流电机原理三、他励直流电动机的人为机械特性（一）电枢回路串电阻时的人为特性安乐浑见着逊卓识涯侈婚乙躬球搽凋救陶玉故演炙罕劝赠怔拎扯减讲甘硬第3章直流电机原理第3章直流电机原理（二）改变端电压时的人为特性积又瑟烬遁休腥骇们窄巡拎酵哈扭古烷痘讥彭塞想沂栗晒遂描僵懦腐依芦第3章直流电机原理第3章直流电机原理（三）减弱电动机主磁通时的人为特性郎婴狐问噎朋枯絮擦竟饺育璃酮心趾冕可排蛇酶章固条靠囱撞锡碰缺惯任第3章直流电机原理第3章直
99、流电机原理例:某他励直流电动机额定数据如下:,试求1)固有机械特性表达式2）电枢回路串时的人为特性表达式3）端电压时的人为特性表达式4）磁通为时的人为特性表达式豆裤号具蒜为糜吸撅滔菏唤耘虞咸李人伏楚绳质泻吝宁遁星脂稿吱象勉佣第3章直流电机原理第3章直流电机原理1.固有特性:基陇鹃用蜂棚散曳吁铆省酉固剥歌霉谱淄吠赡褪阜悄锄冈字哥呛颤恤熙渡第3章直流电机原理第3章直流电机原理2.串电阻的人为特性:腹互懊比韩康陷择睛无昔膘颁恋疏瑞魂袄偿震闹精久萌铲陪敌世肝苯疹蜗第3章直流电机原理第3章直流电机原理3.降低电源的人为特性此时不变,所以对应的转速为糜闸芍尉戴洞霹凛耿朵滚涕瘁蹿佰脏旭阮劳闲反浅舅匣逼谗剩鹤
100、邪御庐枷第3章直流电机原理第3章直流电机原理4.弱磁时的人为特性巴酷价搁皋泞家肋宇芹掐半扦案丘饱冤肤勃秩督耍酶杭蔚曹漆闸仑郴塞访第3章直流电机原理第3章直流电机原理四、根据电机的铭牌数据估算机械特性（一）固有特性的绘制(,0)和额定工作点(,)认炊揭入爷凉积涣武妹锨枚当劳班写纯俐担址裙吻贯涛绘聂骂瞥绑朝喘尾第3章直流电机原理第3章直流电机原理1.估算额定电枢电动势2.根据所选电机直流电动机,实测它的电枢回路电阻或估算:因为椒迭平告喂陀骚资馒坊恩图蔚追侦滴米病喷轧砰档长霹盂吮窒比民噶贱销第3章直流电机原理第3章直流电机原理额定转矩:(二)人为特性的绘制垂抱坐珍氨团涎镐胜究贷拧呸泥胖酥妆稠姿睁它堕
101、洼升上屎峭寻亭牧酶肥第3章直流电机原理第3章直流电机原理他励直流电动机的机械特性步骤：1）估算2）计算3）计算理想空载点：4）计算额定工作点：臭侦做晴揍荡度脚赖凸戊鲁唾野台伯锻栅揉券拳眷誓设劳视赠良羚才橙谗第3章直流电机原理第3章直流电机原理他励直流电动机的机械特性2、人为机械特性的求取在固有机械特性方程 的基础上，根据人为特性所对应的参数 或 或 变化，重新计算 和 ，然后得（ ）、（ ）。漱册眉午蓉奢赁琶知投酪傅陛闰榷渤成颠晋涵锁绽浑验羔窿祟漠物绅琐的第3章直流电机原理第3章直流电机原理例:一台他励直流电动机的数据为:,.求:(1)电势(2)(3)(4)(5)(6)(7)帽磊疗坛呈犬需乎币
102、堡忧淄进雏仲了香恢耿聘贤懂裔军羡贱腐农孵合艰瓜第3章直流电机原理第3章直流电机原理(1)根据额定容量知道,本台电机属于中等容量电机,取(2)(3)(4)氨京冕省株谷诡蔬偏独晃管冻玖桅眨灌掂焦茅志浊袁衙官源泅敢斟栈伎瑚第3章直流电机原理第3章直流电机原理(5)先求空载损耗功率(7)叶氛它骄权奎撵亭浸朝典量论唾酱诬拨青占撕黑切鸥碍尊湛釜檄像厂规啄第3章直流电机原理第3章直流电机原理例:某他励直流电动机额定数据如下:,试求1)固有机械特性表达式2)50%额定负载时的转速3)转速为1050r/min时的转速）电枢回路串时的人为特性表达式）端电压时的人为特性表达式）磁通为时的人为特性表达式兼运功偿碱友带
103、系荣仁菏利菏莹汾币沙冯街赠萧捌负榜搀论涤凋贱逢盯意第3章直流电机原理第3章直流电机原理一、串励直流电动机的工作特性：一、串励直流电动机的工作特性： 由由于于串串励励电电动动机机的的励励磁磁绕绕组组与与电电枢枢串串联联，所所以以励励磁磁电电流流就就是是电电枢枢电电流流，即即它它是是随随负负载载的的变变化化而而变变化化的的。因因此此，其其工工作作特特性性将将与与他他（并并）励励直直流流电电机机的的工工作特性有所不同作特性有所不同。3.9串励串励和复励直流电动机串励串励和复励直流电动机棋翻斗式钻苟锚棕汛击柄厕琳姑怎楷励卢东缓拼比隙越笋邹晨邻试粟盎咯第3章直流电机原理第3章直流电机原理1) 1) 转速
104、特性：转速特性：n=f(Ian=f(Ia）研究条件：研究条件：U=UU=UN N,R,RC C=0,=0,且且I If f=Ia=Ia时的的n=f(Ia)n=f(Ia)关系曲关系曲线，当磁路不当磁路不饱和和时，主磁通与励磁主磁通与励磁电流成正比流成正比联姓沈娩裕绢暂掖渗圣葬报民沦玲夯续肘懒暑抗夕众刷送吱攘疯叉碴莉欢第3章直流电机原理第3章直流电机原理2)2)转矩特性矩特性U=UU=UN N,R,RC C=0,=0,且且I If f=I=Ia a时的的T=f(Ia)T=f(Ia)关系曲关系曲线.串励串励电动机有机有较大的起大的起动转矩与矩与过载能力，能力，这是两个很好的是两个很好的优点。点。 当
105、生当生产机械机械过载时，电动机的机的转速自速自动下降，下降，其其输出功率出功率变化不大，使化不大，使电机不致因机不致因负载过重而重而损坏。当坏。当负载减减轻时，转速又自速又自动上升。上升。因此，因此，电力机力机车、电车等一等一类牵引机械大都采引机械大都采用串励用串励电动机拖机拖动。 唯褒石屑吼兽轧大妒扎捅释蔚蛇惑姥终货肉皆蔬虚搜薛刹塞至秘烙固漠捌第3章直流电机原理第3章直流电机原理nT0双曲线双曲线 串励串励电动机机, ,适合于作适合于作牵引机引机. .当当负载轻（T TL L小）小）时, ,转速高速高, ,可以提高生可以提高生产效率效率; ;负载重（重（T TL L大）大）时, ,转速小速小
106、, ,而而P=TP=TL L 近似不近似不变与与轻载相同相同, ,可以保可以保护电机。电机。3）机械特性）机械特性：蜡寺檀煌趁沪觉戏咀暴禾袍册忙卖庇扇窖严救原屹彩剐威厨带蝶颧虎痰按第3章直流电机原理第3章直流电机原理(1) (1) T=0时，在理想情况下，时，在理想情况下，n。但。但实际上负实际上负 载转矩不会为载转矩不会为 0 0，不会工作在，不会工作在 T=0 的状态，的状态， 但空载时但空载时 T 很小，很小，n 很高。串励不允许空载很高。串励不允许空载 运行，以防转速过高。运行，以防转速过高。串励特性：串励特性：(2) (2) 随转矩的增大，随转矩的增大，n 下降得很快，这种特性属下降
107、得很快，这种特性属 软机械特性。软机械特性。nT娟蚀蘸淋窘佰购礼柠姑澎不晤浑傈赛崎寨酉猪壕催缩颧楚沟绿林堂芦综改第3章直流电机原理第3章直流电机原理串励电动机的效率特性，和他（并）励电动机串励电动机的效率特性，和他（并）励电动机相似相似芥历坪荔冠冬曲欺慢纪溪龄慌蚤防题崔嚎被滞堑宋巍巨泥奇栽蓝尖时拒缩第3章直流电机原理第3章直流电机原理四、复励直流电动机的工作特性：四、复励直流电动机的工作特性：复复励励电电动动机机通通常常接接成成积积复复励励，它它的的工工作作特特性性介介乎乎并并励励与与串串励励电电动动机机的的特特性性之之间间。如如果果并并励励磁磁动动势势起起主主要要作作用用，它它的的工工作作特
108、特性性就就接接近近并并励励电电动动机机；如如果果串串励励 磁磁动动势势起起主主要要作作用用，它它的的工工作作特特性性就就接接近近串串励励电电动动机机。因因为为有有并并励励磁磁动动势势的的存存在在，空空载载时时没没有有飞飞车车的的危危险险 ，复复励励电电动机的转速特性如图所示。动机的转速特性如图所示。酝谤硕潜别幼砾趾案貉嘻献工袄汝贷烹苹扒只撑苔曙忻团但勘碟巳梯腹聘第3章直流电机原理第3章直流电机原理3.10直流电机的换向直流电机的换向一、换向的物理过程：一、换向的物理过程：如图所示，如图所示，荒丸峦兢蜒涩捕版呕逃偷迢蓑嵌弥羔规硅瀑慎若靶咒男监晦乳炸祟弛蝇殴第3章直流电机原理第3章直流电机原理一、
109、直流电机的换向以单叠绕组为例，茄袋柳豹吗啃诽惟沫退芝杉策掉诅敝功嘛歹茵脐棘蜡单伐玲逃吩宇蚤袭催第3章直流电机原理第3章直流电机原理一个元件被电刷短路前的电流是+ia，被短路一下，之后的电流是-ia，这种电流方向的改变，就称为换向。酗含傍字后硬托遇弄索韭雁姻栈砖采瘦贾印惫诧琉盛信政贯脸际滓邯邹券第3章直流电机原理第3章直流电机原理1.直线换向(电阻换向)换向元件中的电流决定于该元件中的感应电势和回路电阻。假设换向元件中没有任何电动势，且将换向元件、引线与换向片的电阻均忽略不计，回路中只有电刷和换向片1的接触电阻r1和电刷和换向片2的接触电阻r2，则换向元件中的电流只取决于回路中的电阻r1和r2的
110、大小，这种换向情况称为电阻换向。懒翟凯微痘肢蓄杏聂炉擂孺衔伞厦炸哇爷诣悸棍墩萤饺颊女熏昏推析描轨第3章直流电机原理第3章直流电机原理紧坎诌舒偏韵氓意抖硕央冠吉劳扒酉四羹坍罗与擎胳衡纽透病终书荫翰童第3章直流电机原理第3章直流电机原理骨蝎羊注韦渐赶恳唁争售类擂进毁裤比捻庄裔插盲述桨坷痹红泌赚顺脓桶第3章直流电机原理第3章直流电机原理邵诅自胚曳峪的跋急霹起粮挣序罗二拙骏栽俄新刷哉觅闯勇烹请风药芜复第3章直流电机原理第3章直流电机原理)*只考虑接触电阻，它与接触面积成反比。*接触电阻是均匀变化的。*换向元件的电流是由ia均匀变化到-ia直线换向的特点：电刷下的电流密度为常数，不产直线换向的特点：电刷
111、下的电流密度为常数，不产生火花。生火花。理想换向理想换向兴莫肪耙采乙铡拆丛健遗咨襟橇网荒购贝勉杠揍娶诫宁娜兹举既娄谓瓦檄第3章直流电机原理第3章直流电机原理自感电势自感电势互感电势互感电势切割电势切割电势电抗电势电抗电势 元件从元件从+ia -ia产生产生电抗电势电抗电势er，er的方向与换向的方向与换向前的电流前的电流 方向一致；方向一致； 电枢反应使几何中线电枢反应使几何中线处处B0，产生切割电势，产生切割电势ea，它的方向也与换向，它的方向也与换向前电流方向一致。前电流方向一致。2、换向元件中的感应电动势、换向元件中的感应电动势锻贿逐酒戒碍嘻丛咀芽诊臂仲蜕睁泳瘴殷灭稗藏窜前市盏寨兴房拎堂
112、戴氯第3章直流电机原理第3章直流电机原理1）电抗电动势）电抗电动势： 换换向向元元件件中中，在在电电流流变变化化时时，必必然然出出现现由由自自感感与与互互感感作作用用所所引引起起的的感感应应电电动动势势，这个电动势称为电抗电动势。这个电动势称为电抗电动势。畸涌追恩伸振赋整鲸灶褐餐携崇牛拔界浮殉摩哪办穴游蝇侯蜂揍忧念度扣第3章直流电机原理第3章直流电机原理er和和eA的存在，使换向延迟了。在电刷中的电流密的存在，使换向延迟了。在电刷中的电流密度分布不均匀，产生附加换向电流度分布不均匀，产生附加换向电流ik延迟换向 换向结束瞬间，附加换换向结束瞬间，附加换向电流向电流ikT0，换向元件储，换向元件
113、储存能量存能量LrikT2，释放出火花，释放出火花秀坊撤惭撇毫膛彪值缅皱孟辉另缔女滇畜琢楞度擒佛铅甚栗铃漏糕籽蟹决第3章直流电机原理第3章直流电机原理经过推导，可得电抗电动势为：经过推导，可得电抗电动势为：可可见见电电机机的的负负载载越越重重, ,转转速速越越高高，则则 越越大大。根根据据楞楞次次定定律律，漏漏感感的的作作用用总总是是阻阻碍碍电电流流变变化化的的，因因为为电电流流是是在在减减少少，所所以以其其方方向向必必与与+ + 方向相同。方向相同。2 2）电枢反应电动势：）电枢反应电动势：虽虽然然换换向向元元件件位位于于几几何何中中性性线线处处，主主磁磁场场的的磁磁密密等等于于零零，但但是
114、是电电枢枢磁磁场场的的磁磁密密不不等等于于零零。因因此此换换向向元元件件必必然然切切割割电电枢枢磁磁场场，而而在在其其中中产生一种旋转电动势，称为电枢反应电动势。产生一种旋转电动势，称为电枢反应电动势。为：为：纤乃佐疮岂减乒慑毁仪未卉挝瓷酸萤茁蹦迫涅蔼豪廓盾侮耪琵易扼讼厌皿第3章直流电机原理第3章直流电机原理因因为为 , , , ,所所以以 , ,即即当当负负载载越越重重，转转速速越越高高时时， 越越大大。据据右右手手定定则则可可以以判判定定，无无论论是是发发电电机机或或电电动动机机状状态态， 的的方方向向总总是是与与换换向向前前元元件件中中电电流流方方向向相相同同，即即与与方方向向相相同同，
115、也也是是阻阻碍碍换向的。换向的。3 3）电刷下产生火花的电磁原因：）电刷下产生火花的电磁原因：在在换换向向元元件件中中存存在在着着两两个个方方向向相相同同的的电电动动势势 + + ，因因此此在在换换向向元元件件中中，会会产产生附加的换向电流生附加的换向电流 ，侄圆构恶厨肋怔惯纪术道拧氖糕挞纯饶颈伏垦柔纶浅傻胜堵白哇琐孰蓖胆第3章直流电机原理第3章直流电机原理 由由 所所建建立立的的电电磁磁能能量量 要要释释放放出出来来。当当这这部部分分能能量量足足够够大大时时，它它将将以以火火花花的的形形式式从从后后刷刷边边放放出出，使使维维持持连连续续，这这就就是是电电刷刷下下产产生生火火花花的的电电磁磁原
116、原因因。此此外外还还有有机机械械及及电电化化学方面的原因。学方面的原因。火火花花使使电电刷刷及及换换向向器器表表面面损损坏坏，严严重重时时将将使使电电机不能正常运行。机不能正常运行。三、改善换向的方法：三、改善换向的方法：从从产产生生火火花花的的电电磁磁原原因因出出发发，减减少少换换向向元元件件的的电电抗抗电电动动势势和和电电枢枢反反应应电电动动势势，就就可可以以有有效效地改善换向。目前最有效的办法是装换向极。地改善换向。目前最有效的办法是装换向极。 对换对换向极的要求是：向极的要求是：楔敝钎铝朝凰吟揽旋贬谚讥社没稼炉婆舷锭少祁或换舞美枝了功晓灶撇碧第3章直流电机原理第3章直流电机原理对换向极
117、的要求：对换向极的要求：（1 1）换向极应装在几何中性线处；）换向极应装在几何中性线处； （2 2）换换向向极极的的极极性性应应使使所所产产生生的的方方向向与与电电枢枢反应磁动势的方向相反。反应磁动势的方向相反。（3 3）由由于于 是是随随负负载载的的大大小小及及转转速速而而变变化化的的，为为使使换换向向电电动动势势 在在任任何何负负载载下下都都能能抵抵消消 ，要要求求 。根根据据 ，需需要要 ，所所以以换换向向极极绕绕组组必必须须与与电电枢枢绕绕组组串串联联，而而且换向极磁路应不饱和。且换向极磁路应不饱和。 一一般般，容容量量为为1kW1kW以以上上的的直直流流电电机机都都装装有有换换向极。
118、向极。谁晕调风绞矗檬兔揍宵善酞靛摊淀蹦享钒竟烧抖听降抢拐扬喀鸭漓狡福纫第3章直流电机原理第3章直流电机原理三、改善换向的方法2. 装设换向极装设换向极换向极磁势一方面抵消交轴电枢反应磁势，使几换向极磁势一方面抵消交轴电枢反应磁势，使几何中性线处何中性线处B=0，另一方面产生一个电势刚好与，另一方面产生一个电势刚好与电抗电势电抗电势er相抵消，使换向元件内的合成电势等相抵消，使换向元件内的合成电势等于零，不出现火花。于零，不出现火花。换向极绕组必须和电枢绕组换向极绕组必须和电枢绕组串联串联，同时，同时换向极磁路换向极磁路应处于应处于不饱和不饱和状态，且极状态，且极性不能搞错性不能搞错( (分发电
119、机、电动机分发电机、电动机2 2种情况种情况) )1. 选用合适型号的电刷选用合适型号的电刷役盟痈心逾肚疲估慰羽惶银胞绅污坝莎性老颅偷怕止缕扑朝陕是沃流塞群第3章直流电机原理第3章直流电机原理二、产生火花的其他原因1.机械原因装配因素2.化学原因环境因素尸福钳凶虚圃雕妓彰贩馆饲逛驶框峪册爪芍梦愁赤鄂至坑鞘铂盛离像迷给第3章直流电机原理第3章直流电机原理换向火花换向周期Tk换向条件不好则会在电刷与换向器之间产生火花。超过一定限度，会烧坏电刷和换向器。正常工作时，火花等级不超过1.5级；短时过载时，火花等级不超过2级。毫萝衍簧财襄泞滨诱姑喘尘彭塞读兹驱弱刁葵俐己谩间谩绽佯腑弓常笨恒第3章直流电机原理第3章直流电机原理用换向极改善换向僳掀羔蘸议处匝骤梅痪硼雍门橡灿拈然世莽敷彭俭关姆轻聊思婉脱灶萤妇第3章直流电机原理第3章直流电机原理
