直流电机的工作原理和基本结构.ppt

第一章直流电动机及其控制 2020年3月26日 第2页 1 1直流电机及其基本结构 直流电机及其用途直流电机的基本结构直流电机的励磁方式直流电机的额定值与铭牌 2020年3月26日 第3页 一 直流电机及其用途 直流电机的定义直流电机的优缺点 2020年3月26日 第4页 直流电机的定义 定义 直流发电机把机械能变为直流电能 电动机把直流电能变为机械能 电机是使机械能与电能相互转换的机械 从原理上讲 一台电机即可作为发电机运行 也可以作为电动机运行 只是外界条件不同而已 一个是输入机械能 一个是输入电能 这种既能作发电机运行 又能作电动机运行的原理 在电机理论中称为可逆原理 2020年3月26日 第5页 直流电机的优缺点 优点 1 调速范围广 且易于平滑调节 2 过载 起动 制动转矩大 3 易于控制 可靠性高 4 调速时的能量损耗较小 在调速要求高的场所 如轧钢机 轮船推进器 电车 电气铁道牵引 高炉送料 造纸 纺织拖动 吊车 挖掘机械 卷扬机拖动等方面 直流电动机均得到广泛的应用 直流发电机用作直流电动机 电解 电镀 电冶炼 充电以及交流发电机的励磁等的直流电源 主要缺点 1 换向困难 它使直流电机的容量受到限制 不能做得很大 目前极限容量也不过1万kW左右 2 由于有换向器 使它比交流电机费工费料 造价昂贵 运行时换向器需要经常维修 寿命也较短 2020年3月26日 第6页 二 直流电机的基本结构 2020年3月26日 第7页 2020年3月26日 第8页 2020年3月26日 第9页 2020年3月26日 第10页 2020年3月26日 第11页 2020年3月26日 第12页 2020年3月26日 第13页 二 直流电机的基本结构 2020年3月26日 第14页 定子部分 主磁极主磁极的作用是建立主磁场 为了减少电枢转动时由于齿 槽移动造成主极极靴表面磁通密度变化所引起的损耗 使电枢表面的气隙磁密按一定形状在空间分布 定子铁心通常用钢板冲片叠压紧固而成 套装在各磁极上的励磁绕组既可串联 也可并联 但连接时应使相邻的主磁极呈N S交替排列 磁轭磁场间磁通通路 所用材料要求有较好的导磁性能 定子铁心和磁极 2020年3月26日 第15页 2020年3月26日 第16页 2020年3月26日 第17页 电刷装置电刷装置是电枢电流的引出 或引入 装置 它由电刷 刷握 刷盒 刷架和调压弹簧组成 2020年3月26日 第18页 2020年3月26日 第19页 2020年3月26日 第20页 机座机座有两个作用 一是作为主磁路的一部分 二是作为电机的结构框架 起支撑作用 2020年3月26日 第21页 转子部分 电枢铁心和电枢绕组直流电机的电枢一般都在转子上 以便实现电枢电流的换向 电枢铁心既是主磁路的组成部分 又是电枢绕组的支撑部件 其作用是给主磁通提供低阻磁路和嵌放电枢绕组 为减少电枢铁心内的涡流及磁滞损失 铁心一般用硅钢片叠压夹紧而成 电枢绕组是电流流通 产生感应电动势 产生电磁转矩进行机电能量转换的部分 2020年3月26日 第22页 2020年3月26日 第23页 2020年3月26日 第24页 换向器在直流发电机中 换向器起整流作用 在直流发电机中 将电枢绕组内部的交流变为电刷上的直流 在直流电动机中 将电刷上的直流变为电枢绕组内部的交流 2020年3月26日 第25页 2020年3月26日 第26页 2020年3月26日 第27页 2020年3月26日 第28页 三 直流电机的励磁方式 励磁绕组的供电方式称为励磁方式 直流电机分成他励和自励二大类 他励式他励式直流电机的励磁绕组由其他电源供电 励磁绕组与电枢绕组不相连接 自励式自励式直流电机的励磁绕组与电枢绕组按一定的关系相连接 自励直流电机又可分为并励 串励和复励等三种 2020年3月26日 第29页 励磁绕组与电枢绕组并联的就是并励式 并励时 励磁绕组上的电压就是电枢绕组的端电压 励磁绕组与电枢绕组串联的就是串励式 串励时励磁电流就是电枢电流 或是电枢电流的分流 具有复励方式的直流电机 主极铁心上装有两个励磁绕组 一个是与电枢并联的并励绕组 另一个是与电枢串联的串励绕组 2020年3月26日 第30页 2020年3月26日 第31页 四 直流电机的额定值与铭牌 额定值是制造厂对各种电气设备在指定工作条件下运行时所规定的一些量值 又叫铭牌值 2020年3月26日 第32页 1 额定功率PN指电机在铭牌规定的额定状态下运行时 电机的输出功率 以kW表示 对电动机 额定功率是指轴上输出的机械功率 对发电机 是指线端输出的电功率 它等于额定电压和额定电流的乘积 2 额定电压UN指额定状态下电枢出线端的电压 以V表示 中小型电动机 110 220 440V 中小型发电机 115 230 460V 大型电机 800V左右 3 额定电流IN指电机在额定电压下运行 输出功率为额定功率时 电机的线电流 以A表示 2020年3月26日 第33页 4 额定转速nN指额定状态下运行时转子的转速 以r min表示 5 额定励磁电压UfN 仅对他励电机 6 励磁方式 并励 串励 他励 复励 7 定额 连续 短时 间歇三种定额工作方式 未标注时 即为定额工作方式 8 绕组温升或绝缘等级 9 电机的型号 开启式 防护式 封闭式 防爆式 10 其他 制造厂家 出厂年月 出厂序号 2020年3月26日 第34页 旋转电机的结构有定子和转子两大部分 定子和转子之间存在着空气隙 直流电机的定子主要用来建立磁场并起机械支撑和防护的作用 转子是电枢 用来感应