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奔腾电工 电控基础知识分享,奔腾电控项目组,1,2,1,1,4,3,焊接工艺操作流程及不良品的区分与识别,产品组件图,电路板,电池,外围器件,产品基本工作原理,充电特性 曲线图：,目前公司剃须刀、理发剪、脱毛器都是属于可充电的产品,具有充电储备功能。通过对电池充电，在工作时电池放电传动马达，马达带动刀头，实现剃须等基本功能。,电子技术中的常用名词,电流： I i 单位:安培 (A) 单位换算: 1A=1000mA 1mA=1000A 1kA=1000A 电压 ： U u 单位：伏特 （V） 单位换算： 1V=1000mv 1kv=1000v 频率： f 单位：赫兹 （HZ） 单位换算：1MHZ=1000kHZ 1KHZ=1000HZ 我国的“市电”是指单相AC220V50HZ （“加工电”为三相380V50HZ） 安全电压为36V或以下,电子元器件的认识,电阻器 电容器 电感器 半导体元件,二极管,三极管,场效应晶体管,可控硅,电阻器 R,作用：限流、降压、连接 参数： a、功 率 b、电阻值 单位：欧姆（） 1=1000m 1K=1000 1M=1000k 电路中的表示方法： R 电阻符号： 功率：图标式与直标式,电阻值的表示：色环标示与直标方式,注:上述为普通电阻(四色环),精密电阻为五色环表示,第一至第三位色环表示单个数字,第四位表示零的个数，第五位表示误差。 四环电阻的色标表示方法：第一、二位色环表示单个数字,第三位表示零的个数，第四位表示误差，例如： 色环的颜色为： 红红橙金22K5%的误差 绿蓝黄银560K10%误差 请问：电阻色环颜色为“红黑黑金”的意思是什么？,电阻的材料： 碳膜电阻、线绕电阻、金属膜电阻、氧化膜电阻 电位器： 可调整电阻值。 贴片电阻器： 体积小，散热能力稍差 特殊电阻器 A、PTC热敏电阻器 B、NTC功率热敏电阻器 C、压敏电阻器 D、湿敏电阻器 E、光敏电阻器 F、声控电阻器 G、熔断电阻器,电容器 C,作用：充放电荷、阻直通交、耦合信号 参数： a、耐压 b、容量 单位： 法拉 F （因F单位太大，故常用F作单位） 1F=1000mF 1mF=1000F 1F=1000nF 电路中表示方式： 电容值的表示：色环标识与直标方式及数码表示 a、色环标识同电阻器的表示方法一样； b、直标法：在电容器上直接标识电容量及耐压值；,电容的材质： 钽、瓷片、铝电解、纸、独石、玻璃、聚苯乙烯、云母 可调电容： 可以改变电容量大小的电容（在规格值内可以随意调整 大小）。 主要用于振荡、选频、调频等电路。 贴片电容： 体积小, 电感器 L, 作用：电磁转换、变压、镇流、阻交通直、信号接收、隔离 单位：亨利 （H） 1 H =1000 mH =1000000H 电感的参数： 电感量（L） 品质因数（Q） 标称电流（I） 分布电容（C） 电路中的表示方式： 电感器的数值一般用色标方式与直标方式表示，色标方式与电阻器的标示方式一样，直标方式可以直接读取数值（通常只表示电感量、标称电流及品质因数）。,电感器主要由导线构成，将导线绕到不同的材料上时，其导磁率、Q值、外形等等均不相同，故可作不同的用途。 变压器： 自感变压器：自身感应（两线圈的一个线端连在一起） 互感变压器：相互感应（两线圈分开独立） 其它电感器： 可调电感器 镇流器（日光灯及电源电路常用） 中频变压器（调节接收的频率） 继电器 电动机 电声器件（话筒、扬声器、磁头）,半导体元器件,半导体元器件包括二极管、三极管、可控硅、场效应管等等 半导体主要由硅或锗材料制作，在通过特殊的生产工艺及 掺入不同的杂质制作而成；因硅、锗的导电性能介于导体与 绝缘体之间，故此类特殊的元器件称为半导体元器件。,半导体元器件,半导体二极管 D,半导体三极管 Q,场效应管,可控硅/晶闸管, ,二极管 D,二极管具有单向导电性（其电阻值为一个方向极大，另一方向较小），通常用于整流电路及检波电路。 电路符号： D,制成材料分为硅二极管与锗二极管，两者的特性不同 及应用不相同：锗管的压降为0.3-0.5V 硅管为0.6-0.7V; 锗管的漏电流为几十到几百A,硅管为1A左右; 锗管的最高工作温度100,硅管为200。,其它特殊二极管： 稳压二极管： 常用于电源稳压电路 发光二极管： LED数码管、指示灯 发射二极管/接收二极管： 常用于摇控电路 整流堆：常用于电源整流电路 变容二极管：常用于电子调频摇控电路,三极管 Q,主要功能： NPN型 PNP型 对信号的放大、控制； 开关控制通断作用； 信号倒相、反相； 使用时的主要参数：有交流参数与直流参数两项 放大倍数 hFE 或 工作的最高频率 额定电压 ,国产常用三极管的型号编码（实际型号远不止以下种类）： 3AGXX （锗高频管） 3DGXX（硅高频管） 3AXXX （锗低频管） 3DXXX（硅低频管） 3AKXX（锗开关管） 3DKXX（硅开关管） 3ADXX （锗大功率管） 3DDXX（硅大功率管） 3CGXX （锗高频管） 3DAXX（硅高频管） 3CXXX （锗低频管） 3BXXX（硅低频管） 其它型号： 9010 9011 9012 9013 9014 9015 大功率开关管、功率放大管 应用于开关电源、电源控制、功放、音响等电路。,场效应晶体管,外型类似于大功率的三极管。 电路符号： 其工作时是受输入的电压控制其工作。 相关参数： 饱和电流： Idss 夹断电压：UP 开启电压：UT 万用表的简易测量方法与测放大三极管一样,晶闸管,单向晶闸管： 电路表示：,双向晶闸管： 电路表示：,外形类似于普通的三极管、大功率二极管； 其它晶闸管： 可关断晶闸管 光控晶闸管 双向三极晶闸管 反向导通三极晶闸管 ,集成电路, 将多个（几个至几万个）电子元件按一定的电路要求，将其 集中密封到一个整体内工作，简称IC。 其外形有单排、双排、四排、四方形、金属壳封装、等等。 特点：体积小、重量轻、耗电量小、性能稳定等特点。 内部电路与结构：,芯片制作 邦定封装 完成,常用的集成电路： 集成稳压电路：7805 7806 7812 7905 7906 7912 集成稳压模块：常用于电视机的开关稳压电路。 集成运算电路： ,常用的简易电路介绍,R=(R1R2)(R1R2）,电容串并联应用电路,二极管整流电路,滤波电路,三极管放大电路,振荡电路,电子元器件的检测,电阻器/电位器： （万用表、电桥） 电容： （万用表、电桥） 电感： （万用表、电桥） 二极管： （万用表） 三极管： （万用表、专用设备） 集成电路/IC： （IC测试仪、专用设备） 保险丝/保险管： （万用表、电流表等）,测量工具的使用方法：高压计,简单步骤： 确认治具完好,电源开关在 OFF档位; 插上电源（AC220V）; 接好相关的连接线; 预制需测量的电压; 选择测量的时间; 鳄鱼夹夹到产品的一个接触 脚上(开关断开); 用测试头 接触被测量端.,高阻仪,简单步骤： 确认治具完好,电源开关在OFF档位(如左图); 插上电源及连接好相关的连接线; 短路调零与满度调零; 接上被测量的产品; 打开相关的旋钮,开始测试(配合调整电压与 电阻档位),计算最终阻值。,LCR电桥,简单步骤： 确认治具完好,插上电源; 接好相关的连接线; 选择要测量的档位； 清零; 插入被测试件,开始测试； 测试完成.,镍电池概述,镍电池属21世纪世界新能源领域的高新技术之一，在移动通讯、电动工具、电动玩具以及电动车等领域有着广泛应用的前景，是处于快速发展中的朝阳产业。,镍电池 集干电池、镍镉电池、镍氢电池的优点于一体,高 电 压,大电流,绿色环保,镍 锌 电 池,一次电池,镍镉电池,镍氢电池,镍锌电池,锂子 电 池,锂子电池,关于电池的一些基础知识： 1、什么叫化学电源？ 化学电源是化学能转变成电能，电能转变成化学能，两者互相转换的一种装置。这种装置称为化学电源（蓄电池）。 2、化学电源分为几类？ 化学电源大致分为四类： A、一次电池，如锌锰干电池、碱锰电池。 B、二次电池，如镍氢电池、镉镍电池、铁镍电池、铅酸蓄电池、锌银电池等。 C、锂电池。 D、燃料电池。 3、什么叫一次电池？ 在连续或间断放电后，不能用再充电的方法使其恢复到初始状态，只供一次性使用的电池，如锌锰干电池、碱锰电池。 4、什么叫二次电池？ 二次电池称为蓄电池，可反复充电与放电循环的电池。充电时，电能转变为化学能贮存起业。放电时，化学能转变为电能释放出来。,5、什么叫燃料电池？ 燃料电池正、负极上的物质不是贮存在电池内部，而是由外部连续不断的注入电池内，并及时排除的这种电池称为燃料电池。如氢-肼燃料电池。 6、什么是电化学？ 电化学是化学的一个重要部份，是研究电与化学关系和化学能同电能相互转化过程的反应现象。如电解质、界面和电极过程等。 7、什么叫电极？ 在电化学中的电极是指与离子导体（如碱性蓄电池的电解液）相接触的电子导体。是电流通过电解质传输的媒介，又是电化学反应进行的场所。蓄电池的电极通常是由活性物质和发泡镍、冲孔钢带、铜网、钢网等材料组成的正、负极。 8、什么叫电解液？ 电解液是一种能导电的液体，在蓄电池的正、负极之间起离子导电作用，因此，是产生蓄电池两极电位的媒介物质。一船用KOH (氢氧化钾)水溶液或NaOH(氢氧化钠)水溶液。 9、什么叫蓄电池内阻？ 电流通过蓄电池时所遇到的阻力。它包括蓄电池内部的正、负极、隔膜、电解液、极耳等，所具有的欧姆内阻和电化学反应过程中的极化内阻。蓄电池内阻不是一个固定值，随着充电或放电过程而变化，是蓄电池的一个主要参数。蓄电池的内阻愈小，则放电性能愈好。,10、化学电源与其它电源比较有什么优点？ 一般来说，与其它电源比较，化学电源的优点是：使用简单，性能可靠、能量转换率高，适应环境广等。 11、在化学电源中，化学能转变成电能的必要条件是什么？ 化学电源是一种能量转换装置。在实现化学能转变的过程中，必须具备两个必要条件： A、必须使化学反应失去电子的过程（氧化过程）和得到电子的过程（还原过程），分别在两个区域进行。 B：活性物质在进行氧化或还原反应过程中，其电子传递必须通过外电路。 12、何谓蓄电池充电？ 将电路输入给蓄电池的电能转变为化学能贮存起来的过程，叫充电。充电时，蓄电池的正、负极分别与充电电器的正、负极对应连接。 13、何谓蓄电池放电？ 蓄电池向外电路输出电能的过程叫放电。根据不同使用情况，蓄电池可用各种不同的放电率放电，即高倍率放电、中倍率放电、低倍率放电。就放电深度来说，又分为深放和浅放电。一般放出额定容量的80%以上的放电过程是深放电；放出额定容量的25%以下的放电过程是浅放电。,镍镉电池、镍氢电池的主要特点： 1、电压： 额定电压1.2V,实际以小电流放电时的工作电压在1.25-1.45V之间。不仅镍氢电池与镍镉电池之间可互换使用，而且与锌锰于电池之间也可互换使用。 电池的开路电压随电量多少和贮存时间长短而变化，最高可达到1.35V,若贮存时间过久,也可降到1.0-1.1之间. 放电终止电压,一般规定为1.0V,若放电电流非常大时,可以放到0.9V,甚至0.6V;这些电压都是负荷电压,是带电流测量值.和通用干电池相比 在此类电池的放电电压很平稳,这对维持用电器具的稳定工作特别有利. 2、比能量： 比能量即电池所贮存的能量与其重量的比值.单位Wh/Kg(瓦时/千克)表示,其数量越大,同样重量的电池贮存的能量越多,为完成一定能量输出任务所需要的重量就越轻如镍镉电池的能量比铅酸电池约高30%,镍氢电池又比镍镉电池约高30%. 3、循环寿命长: 在60%充放电深度下一般镍氢电池和镉镍电池寿命最低可达到约500次循环，比普通的铅酸电池要长的多（铅酸电池一般为约100-150次循环）；镍镉电池的使用寿命最低可长达2-3年，甚至10年以上。 4、可大电流充放电： 此类电池极板和隔膜都很薄，内阻很低，适合大电流放电，有很大的输出功率，这对于某此只要求短时间工作的设备讲，有很大的意义。特殊设计的动力电池（超高倍率型）可用10-30C以上的大电流放电，容量下降很少。,5、耐过充放电能力强，使用维护简单： 此类电池可承受较长时间和较大电流的过充电而不被损坏。与铅酸电池相比，其耐过充过放的能力好的多。因此，使用中的条件不很严格；当然，深度过放电和大电流过充电对电池的是有害的。 6、易于做密封电池 此类电池在正常充电和贮存时不易出氢气，充电时生成氧气可通过内氧循环消除掉，不致引起过高的压力。因此，可做成密封电池。镍镉电池是人造卫星上的主要电源。 7、记忆效应 镍镉电池若一直以很低的放电深度充放循环，时间久了，放电容易超过原来常用的容量时，放电电压会出现突然下降的现象，这叫“记忆效应”。记忆效应产生的条件是浅放电循环；深度放电或循环次数不多时不出现记忆效应；镍氢电池一般不会出现记忆效应。 记忆效应的消除，用0。2C放电至1.0V或更低的电压，再用一次0.1C充放电，便可消除。 8、自放电大 镍镉电池自放电大，镍氢电池相应的更大一些。在25贮存28天，镍镉电池容量损失大约25%，镍氢电池损失30%左右。但经充电后可完全恢复。,充电 蓄电池维护的主要工作是充电；充电好坏不仅关系到电池放出容量的高低，还严重影响到电池的使用寿命。所以，一定要注意正确的充电方法及充电控制方式。 常用的充电方式有以下几种： 1.标准充电: 用0.1C的电流充14-16小时.这是最常用的充电方法,一般检验电池容量都以此种充电为标准. 2.中速充电: 用0.2C的电流充6-7小时,这种方法可在较短的时间内完成充电.但不可充电太久,充入的电量最多不可过140%的额定的容量,时间太长有引起电池漏液的危险.,3.快速充电: 一般用0.5-1C电流充电,在70-150分钟内充满.这种充电速度快,但是由于充电末期负极复合氧的速度小于正极生成氧的速度,快速充电时间必须用特殊的控制方法,以防止过充或漏液. A、- V控制，用0.5C-1C充电时设置- V5-10mV。 B、温度速度控制，一般取T/ t0.6-0.8C/min。 C、充电最高温度控制；在电池组内加温度继电器，当达到设置的充电温度时，自动停止充电，这种控制方法简单，但受环境温充影响大。夏天时会充电不足，冬天太冷时有可能断不开。用温升速度控制时，电池组内需加入温度敏感元件，如：用热敏电阻为温度指示器。 4.涓流充电: 用1/30-1/20C的小电流充电,这只是为了补充自放电的损失,在电池充电后一直维持全充电的状态,用这么小的电流充电基本上不会增加容量;若希望对电池长期充电时,充电电流必须设定在1/30-1/20C的范围内;否则,对电池寿命有害.,充电的环境条件： 温度对充电影响很大，温度最恰当的时候是10-30，温度过高，氧析出过电位下降，充电效率降低。除高温电池以外，在超过45 的环境中很难把电池充满电。最多只能充到50-60%的容量。而当温度很低时，充电效率高，但负极复合氧的速度下降，容易形成高压，造成漏液，在0-10 之间不可用快速充电，0 以下用标准充电也很困难。最佳充电温度：205 充电设备：可以是任意的直流电源，也可以用脉冲充电，但电源工作电压不要太低，至少要高于1.7V单体电池数量;电压太低有时会充电不足. 充电不宜用恒压充电，因为电池内阻很低。恒压充电的的初始电流很大,不但易损坏充电设备也对电池组有害,若想用恒压充电,必须加入限流电阻,并电流限定在前面规定的范围之内. 不可并联充电： 由于电池的电压，内阻不尽相同，并联充电时各电池的电流分布会很大，会造成某些电池地充而别一些电池充不足的问题；若必须并联充电时，各并联电池间必须加限流电阻调节，将电流限制在规定值内。,圆柱镍电池的基本结构,圆柱形,绝缘层,电池金属壳,正极电荷集结处,正极金属帽,安全阀,密封绝缘板,绝缘橡胶环,负极面,隔膜纸隔离层,正极电荷集结层,镍氢电池主要材料-正极,球形氢氧化亚镍 NiO(H)2 绿色球形粉末 粒径715m 半导体，电子不导电，需要氧化亚钴导电; 覆钴球镍 黑色粉末，包覆氧化亚钴导电，充电后形成黑色NiOOH,氧化亚钴 CoO 灰褐色粉末 易氧化，真空包装 粒径 0.45m 充电时能形成导电网络，正常充电形成CoOOH导电网络，过放后容易被破坏,发泡镍 99%Ni,金属灰色 多孔状，孔率95%，用于导电和支撑球镍的骨架,镍氢电池主要材料-负极,贮氢合金 MH 金属灰色粉末 粒径3040m 导体，电子导电； 主要成分为稀土，Ni,Co,Mn,Al,炭黑 黑色粉末 粒径310m 导体，电子导电，形成葡萄链状结构导电；,铜网 棕红色 99.99%铜 网状结构导电； 合金粉的支持骨架,镍氢电池主要材料-电液-隔膜-钢壳,KOH-氢氧化钾 含量9095% 白色片状固体，属强碱，有强腐蚀性。易溶于水，放出大量的热； 碱液为30%KOH，含有NaOH，LiOH，H2O，OH-浓度78ml/L,比重1.30g/mL,隔膜纸 1.PP材质，多空结构，可以离子通过，但是电子不能通过，耐强碱液腐蚀； 2. 高性能的有磺化处理，接枝处理，提高自放电。,钢壳 1. CPCEN钢材，内外壳镀镍，耐强碱液腐蚀； 2. 柔韧性好，耐深冲。 3. 耐腐蚀，不生锈； 4. 圆柱形，一端开口，厚度0.2mm；,镍氢电池材料-盖帽、密封圈,盖帽-正面 1. CPCC钢材，表面镀镍，耐强碱液腐蚀； 2. 分上下两层，点焊连接。 3. 上盖有35个排气口； 4. 圆型，下盖有一个防爆孔；,盖帽 反面 5. 中间为防爆球，三元乙丙橡胶；,密封圈 1. 中空圆形，内径和盖帽配套，外径和钢壳内径配套； 2. 底部有突出的台阶; 3. 材料为尼龙-66,镍氢电池材料,正极胶带 1. 材质：PP； 2. 宽度410mm; 3.厚度：0.06mm 3. 防卷绕短路以及极耳碰到钢壳； 4. 耐强碱腐蚀；,正极极耳 1. 材质：纯镍带，镀镍钢带； 2. 宽度2.56mm; 3.厚度：0.10.12mm 3. 作用为正极集流 4. 抗氧化以及耐强碱腐蚀；,镍电池主要性能,常规性能： 容量 电压 内阻 可靠性性能： 循环寿命 放电平台 自放电 贮存性能 高低温性能 安全性能 过充 短路 过放 针刺 跌落 振动,容量,电池在一定放电条件下所能给出的电量称为电池的容量，以符号C或It表示。常用的单位为安培小时，简称安时（Ah）或毫安时（mAh）。 电池的容量可以分为理论容量、额定容量、实际容量。 IEC容量测试方法,放电：0.2C1.0V/cell 充电：0.1C16hrs 搁置：1-4hrs 放电：0.2C1.0V/cell 环境温度：205,容量分类,理论容量是把活性物质的质量按法拉第定律计算而得的最高理论值。为了比较不同系列的电池，常用比容量的概念，即单位体积或单位质量电池所能给出的理论电量，单位为Ah/kg（mAh/g)或Ah/L(mAh/cm3)。 实际容量是指电池在一定条件下所能输出的电量。它等于放电电流与放电时间的乘积，单位为 Ah或者mAh，其值小于理论容量。 额定容量也叫保证容量，是按国家或有关部门颁布的标准，保证电池在一定的放电条件下应该放出的最低限度的容量。,电压,开路电压 电池在开路状态下两端电压称为开路电压。电池的开路电压等于电池的正极的还原电极电势与负极电极电势之差。 工作电压 工作电压指电池接通负载后在放电过程中显示的电压，又称放电电压，见放电曲线。在电池放电初始的工作电压称为初始电压。 电池在接通负载后，由于欧姆电阻和极化过电位的存在，电池的工作电压低于开路电压。 充电电压 充电电压指电池在充电时电池两端的电位差，见充电曲线。,电池的基本特性充电,放电特性,电池标准,GB:22084.2-2008 IEC：61951-2003 安全：UL2054，IEC62133 ANSI:18.2M 美国国家协会标准 RoHS欧盟指令2006/66/EC Reach,马达,是电动机的俗称.其工作原理是根据电磁感应原理来进行工作的.载流导体在磁场中受到力的作用而运动。,什么是马达,工作原理 ： 当电流流经线圈（未绝缘部份导电）时，电流与磁场间的作用使线圈转动。 当转至绝缘部份电流不导通但是惯性使得线圈继续转动。 当绕一整圈后又导通了，如此循环。真正的马达则利用整流子改变电流方向。,DC马达的基本工作原理和结构,DC马达的主要结构,DC马达工作原理,DC马达是将电能转变成机械能的旋转机械。,把电刷A、B接到直流电源上，电刷A接正极，电刷B接负极。此时电枢线圈中将有电流流过。,在磁场作用下，N极性下导体ab受力方向从右向左，S 极下导体cd受力方向从左向右。该电磁力形成逆时针方向的电磁转矩。当电磁转矩大于阻转矩时，电机转子逆时针方向旋转。,当电枢旋转到右图所示位置时,原N极性下导体ab转到S极下，受力方向从左向右，原S 极下导体cd转到N极下，受力方向从右向左。该电磁力形成逆时针方向的电磁转矩。线圈在该电磁力形成的电磁转矩作用下继续逆时针方向旋转。,与直流发电机相同，实际的DC马达的电枢并非单一线圈，磁极也并非一对。,DC马达的工作原理示意图:,DC马达的电枢反应,DC马达工作中，主磁极产生主磁极磁动势，电枢电流产生电枢磁动势。电枢磁动势对主极磁动势的影响称为 电枢反应。,DC马达的空载磁场,右图为一台四极DC马达空载时的磁场示意图。,当励磁绕组的串联匝数为 ，流过电流 ，每极的励磁磁动势为：,DC马达中，主磁通是主要的，它能在电枢绕组中感应电动势或产生电磁转矩，而漏磁通没有这个作用，它只是增加主磁极磁路的饱和程度。在数量上，漏磁通比主磁通小得多，大约是主磁通的20%。,空载时，励磁磁动势主要消耗在气隙上。当忽略铁磁材料的磁阻时，主磁极下气隙磁通密度的分布就取决于气隙的大小和形状。,磁极中心及附近的气隙小且均匀，磁通密度较大且基本为常数，靠近极尖处，气隙逐渐变大，磁通密度减小；极尖以外，气隙明显增大，磁通密度显著减少，在磁极之间的几何中性线处，气隙磁通密度为零。,空载时的气隙磁通密度为一平顶波，如下图(b) 所示。,空载时主磁极磁通的分布情况，如右图(c) 所示。,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。,为了经济、合理地利用材料，一般直流电机额定运行时，额定磁通 设定在图中 A点，即在磁化特性曲线开始进入饱和区的位置。,DC马达带负载时的负载磁场,DC马达带上负载后，电枢绕组中有电流，电枢电流产生的磁动势称为电枢磁动势。电枢磁动势的出现使马达的磁场发生变化。,右图为一台电刷放在几何中性线的两极直流电机的电枢磁场分布情况。,假设励磁电流为零，只有电枢电流。由图可见电枢磁动势产生的气隙磁场在空间的分布情况，电枢磁动势为交轴磁动势。,如果认为DC马达电枢上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。,DC马达的电枢反应,当励磁绕组中有励磁电流，马达带上负载后，气隙中的磁场是励磁磁动势与电枢磁动势共同作用的结果。电枢磁场对气隙磁场的影响称为电枢反应。电枢反应与电刷的位置有关。,几何中性线：两相邻主磁极的轴线对称分布，此处B=0；物理中性线：B=0处的直线位置,1、当电刷在几何中性线上时，将主磁场分布和电枢磁场分布叠加，可得到负载后马达的磁场分布情况，如图（a）所示。,由图可知，电刷在几何中性线时的电枢反应的特点：,使气隙磁场发生畸变,空载时电机的物理中性线与几何中性线重合。负载后由于电枢反应的影响，每一个磁极下，一半磁场被增强，一半被削弱，物理中性线偏离几何中性线 角，磁通密度的曲线与空载时不同。,对主磁场起去磁作用,磁路不饱和时，主磁场被削弱的数量等于加强的数量，因此每极量的磁通量与空载时相同。电机正常运行于磁化曲线的膝部，主磁极增磁部分因磁密增加使饱和程度提高，铁心磁阻增大，增加的磁通少些，因此负载时每极磁通略为减少。即电刷在几何中性线时的电枢反应为交轴去磁性质。,当电刷不在几何中性线上时,电刷从几何中性线偏移 角，电枢磁动势轴线也随之移动 角，如图(a)(b)所示。,电枢磁动势可以分解为两个垂直分量：交轴电枢磁动势 和直轴电枢磁动势 。,DC马达的电枢电动势和电磁转矩,直流马达的电枢电动势,产生:电枢旋转时,主磁场在电枢绕组中感应的电动势简称为电枢电动势。,大小:,可见,直流马达的感应电动势与电机结构、气隙磁通及转速有关。,性质: 发电机电源电势(与电枢电流同方向); 电动机反电势(与电枢电流反方向).,直流马达的电磁转矩,产生:电枢绕组中有电枢电流流过时,在磁场内受电磁力的作用,该力与电枢铁心半径之积称为电磁转矩。,大小:,可见，制造好的直流电机其电磁转矩与气隙磁通及电枢电流成正比,性质: 发电机制动(与转速方向相反)； 电动机驱动(与转速方向相同)。,直流马达的换向,换向概述,直流马达的某一个元件经过电刷，从一条支路换到另一条支路时,元件里的电流方向改变，即换向。,为了分析方便假定换向片的宽度等于电刷的宽度。,电刷与换向片1接触时，元件1 中的电流方向如图所示，大小为 。,电枢移到电刷与换向片2接触时，元件1的被短路，电流被分流。,电刷仅与换向片2接触时，元件1 中的电流方向如图所示，大小为,元件从开始换向到换向终了所经历的时间，称为换向周期。换向周期通常只有千分之几秒。直流电机在运行中，电枢绕组每个元件在经过电刷时都要经历换向过程。,换向问题很复杂，换向不良会在电刷与换向片之间产生火花。当火花大到一定程度，可能损坏电刷和换向器表面，使电机不能正常工作。,产生火花的原因很多，除了电磁原因外，还有机械的原因。此外换向过程还伴随着电化学和电热学等现象。,换向的电磁理论,换向元件中的电动势：,自感电动势 和互感电动势 ：换向元件（线圈）在换向过程中电流改变而产生的。,切割电动势 ：在几何中性线处，由于电枢反应在存在，电枢反应磁密不为零，在换向元件中