直流电机复习课件

1、直流电机复习课件1 直流电机复习课件2 直流电机复习直流电机复习 直流电机复习课件3 测试题：测试题： 1、直流电动机电枢绕组中流过的电流是直流还、直流电动机电枢绕组中流过的电流是直流还 是交流（是交流（ ）。）。 2、直流电动机电枢绕组的作用是、直流电动机电枢绕组的作用是 （ ）。）。 3、直流电机电枢反应的结果是（、直流电机电枢反应的结果是（ ）。）。 4、一台他励式直流电动机拖动位能性负载运行，、一台他励式直流电动机拖动位能性负载运行， 如果只增大电枢电阻，当电动机达到新的稳定如果只增大电枢电阻，当电动机达到新的稳定 运行状态时，电动机的电磁转矩、电枢电流和运行状态时，电动机的电磁转矩、

2、电枢电流和 转速变不变化？其变化过程如何？转速变不变化？其变化过程如何？ 直流电机复习课件4 5、改变直流电动机旋转方向的方法为、改变直流电动机旋转方向的方法为 （ ）。）。 6、直流电动机的制动方式有（、直流电动机的制动方式有（ ）。）。 7、三相变压器、三相变压器A、B、C按顺时针分布，分别画按顺时针分布，分别画 出三相变压器出三相变压器Y/-5、Y/Y-10的接线图。的接线图。 直流电机复习课件5 8、一台他励直流电动机的额定数据为：、一台他励直流电动机的额定数据为：e 220，Ie=100A，e19 Kw，e =1000转转 分，分，a0.2，电动机拖动额定恒转矩负载，电动机拖动额定恒

3、转矩负载 （位能性负载）运行。试求：（位能性负载）运行。试求： 输入功率、电磁功率和空载损耗功率。输入功率、电磁功率和空载损耗功率。 电动机的直接起动转矩和起动电流。电动机的直接起动转矩和起动电流。 若采用降压调速，求使电动机以若采用降压调速，求使电动机以600转转 分的转速运行时的电枢电压。分的转速运行时的电枢电压。 （4）设电动机电枢最大允许电流为）设电动机电枢最大允许电流为200A，若，若 要实现从额定转速运行切换到以要实现从额定转速运行切换到以-600转分运转分运 行，有几种方法可以实现，并计算各种方法时行，有几种方法可以实现，并计算各种方法时 电枢回路需要串入多大电阻？电枢回路需要串

4、入多大电阻？ 直流电机复习课件6 直流电机复习课件7 工作原理：有电流为什么会产生转矩？工作原理：有电流为什么会产生转矩？ 有转速为什么会产生电势？有转速为什么会产生电势？ 运行：有了转矩会有什么样的运行状态？运行：有了转矩会有什么样的运行状态？ 能量：运行状态的变化如何反映到电路上？能量：运行状态的变化如何反映到电路上？ 直流电机复习课件8 一、直流电动机的工作原理与结构一、直流电动机的工作原理与结构 安培定律（电磁力定律）安培定律（电磁力定律）载流导体在磁场中受到的力载流导体在磁场中受到的力 因此因此,直流电机工作条件直流电机工作条件: 磁场：励磁方式和磁场的特点磁场：励磁方式和磁场的特点

5、 通电线圈：对通电线圈的要求通电线圈：对通电线圈的要求 直流电机复习课件9 需要需要载流导体在磁场中受到的力能形成方向不变的转矩载流导体在磁场中受到的力能形成方向不变的转矩 而磁场是固定不变的而磁场是固定不变的 通电线圈：处于相同极性磁极下的导体所受通电线圈：处于相同极性磁极下的导体所受电磁力的电磁力的 方向保持不变方向保持不变，亦即，亦即相同极性磁极下导体中电流方向相同极性磁极下导体中电流方向 不变不变；-所以线圈处于不同磁极下电流方向需要相应所以线圈处于不同磁极下电流方向需要相应 变化变化 所需的结构条件所需的结构条件换向器和电刷换向器和电刷。 直流电机复习课件10 直流电动机工作原理的几

6、点结论直流电动机工作原理的几点结论 外施电压、电流是直流电，电枢线圈内电流是交外施电压、电流是直流电，电枢线圈内电流是交 流电；流电； 线圈中感应电动势与电流方向相反；线圈中感应电动势与电流方向相反； 线圈是旋转的，电枢电流是交变的。电枢电流产线圈是旋转的，电枢电流是交变的。电枢电流产 生的磁场在空间上是恒定不变的；生的磁场在空间上是恒定不变的； 直流电机复习课件11 额定功率额定功率(PN，kW )额定条件下电机所能提供的功率额定条件下电机所能提供的功率 电动机电动机指轴上输出的指轴上输出的机械功率机械功率 发电机发电机指电刷间输出的指电刷间输出的额定电功率额定电功率 额定电压额定电压(UN

7、，V)在额定工况下，电机出线端的平均在额定工况下，电机出线端的平均 电压电压 发电机发电机是指输出额定电压；是指输出额定电压； 电动机电动机是指输入额定电压。是指输入额定电压。 二、直流电机的额定值二、直流电机的额定值 直流电机复习课件12 额定电流额定电流(IN， A)在额定电压下，运行于额定功率时在额定电压下，运行于额定功率时 对应的电流对应的电流 直流发电机直流发电机 直流电动机直流电动机 额定转速额定转速(nN，r/min)在额定电压、额定电流下，运行在额定电压、额定电流下，运行 于额定功率时对应的转速于额定功率时对应的转速 额定励磁电压额定励磁电压(UfN，V)对应于额定电压、额定电

8、流、对应于额定电压、额定电流、 额定转速及额定功率时的励磁电流额定转速及额定功率时的励磁电流 3 10 I N N N P A U 3 10 I N N NN P A U 直流电机复习课件13 直流电机工作原理的特点直流电机工作原理的特点 不管是直流电动机还是直流发电机，都需要一个不管是直流电动机还是直流发电机，都需要一个 空间分布不变的磁场；空间分布不变的磁场； 电枢绕组中必须有多个线圈，线圈之间通过串联电枢绕组中必须有多个线圈，线圈之间通过串联 形成一个无头无尾的闭合回路；形成一个无头无尾的闭合回路； 电机结构中必须有换向器和电刷，电刷放置在电电机结构中必须有换向器和电刷，电刷放置在电 势

9、最小的线圈位置；势最小的线圈位置； 通过电刷，电枢绕组形成两条并联的支路，而且通过电刷，电枢绕组形成两条并联的支路，而且 线圈内流过的电流为交流；线圈内流过的电流为交流； 直流电机复习课件14 励磁方式励磁方式供给励磁绕组电流而产生励磁磁动势的方式供给励磁绕组电流而产生励磁磁动势的方式 他励他励励磁绕组与电枢绕组无连接，由独立电源供电励磁绕组与电枢绕组无连接，由独立电源供电 自励自励并励、串励和复励并励、串励和复励 并励并励励磁绕组与电枢绕组并联励磁绕组与电枢绕组并联 串励串励励磁绕组与电枢绕组串联励磁绕组与电枢绕组串联 复励复励一个励磁绕组与电枢绕组并联，另一个串联。一个励磁绕组与电枢绕组并

10、联，另一个串联。 三、直流电机的励磁方式及电枢反应三、直流电机的励磁方式及电枢反应 直流电机复习课件15 电枢反应电枢反应此时的电机气隙磁场是由励磁此时的电机气隙磁场是由励磁 磁动势和电枢磁动势共同产生的。电枢磁磁动势和电枢磁动势共同产生的。电枢磁 动势对气隙磁场的影响称为动势对气隙磁场的影响称为电枢反应。电枢反应。 电枢反应呈现去磁作用电枢反应呈现去磁作用 三、三、直流电机的励磁方式及电枢反应直流电机的励磁方式及电枢反应 直流电机复习课件16 直流电机磁场的特点直流电机磁场的特点 直流电机磁场的空间分布是固定不变的；直流电机磁场的空间分布是固定不变的； 直流电机磁场空间的每一个磁场大小是不同

11、的。直流电机磁场空间的每一个磁场大小是不同的。 直流电机复习课件17 四、直流电机的电动势和电磁转矩公式四、直流电机的电动势和电磁转矩公式 eTa TCI ae ECn 以上公式就回答了有电流就一定会有转矩，以上公式就回答了有电流就一定会有转矩， 有转速就一定会有电势有转速就一定会有电势 剩下的问题就是：剩下的问题就是：转矩与转速的关系，电流转矩与转速的关系，电流 与电势的关系。与电势的关系。 直流电机复习课件18 五、直流电机的基本方程式（稳态、他励）五、直流电机的基本方程式（稳态、他励） 1. 电动势平衡方程式电动势平衡方程式 aaa UER I a E M U a I e T 0 T 2

12、 Tn f I f U e20 d TTTJ dt 2. 转矩平衡方程式转矩平衡方程式 直流电机复习课件19 直流电动机的功率平衡方程式直流电动机的功率平衡方程式 Pe为转换成机械功率的电磁功率为转换成机械功率的电磁功率 pCua=Ia2Ra为电枢回路上的为电枢回路上的铜耗，也称可变损耗铜耗，也称可变损耗 pc为电刷为电刷接触损耗接触损耗 3. 功率平衡方程式功率平衡方程式 第六节第六节 直流电机的运行原理直流电机的运行原理 1 2 (2) (2) aaacaa aaaacaeCuac PUIUII RUEI E II RU IPpp 直流电机复习课件20 pFe为电机铁耗为电机铁耗 pmec

13、h为机械损耗为机械损耗 pFe+ pmech为空载损耗，也称为空载损耗，也称不变损耗不变损耗 P2输出机械功率输出机械功率 20202 () eeFemech PTTTPpPpp 0Femech ppp 直流电机复习课件21 pCua pmech 六、直流电机的功率流程图六、直流电机的功率流程图 直流电机复习课件22 1.恒转矩负载特性恒转矩负载特性负载转矩负载转矩Tz 与转速与转速n 大小大小无无 关的特性关的特性 反抗性恒转矩负载特性的特点反抗性恒转矩负载特性的特点转矩转矩Tz 总与运动方总与运动方 向相反，位于一三象限（金属压延机构、机床平移机向相反，位于一三象限（金属压延机构、机床平移

14、机 构等）构等） 位能性恒转矩负载特性的特点位能性恒转矩负载特性的特点转矩转矩Tz具有固定的方具有固定的方 向，由拖动某些具有位能的部件造成，位于一四象限向，由拖动某些具有位能的部件造成，位于一四象限 七、负载特性七、负载特性 n Tz n Tz 直流电机复习课件23 通风机转矩负载特性通风机转矩负载特性转矩转矩 与转速大小有关，基本上与转与转速大小有关，基本上与转 速的平方成正比速的平方成正比 2、通风机负载特性、通风机负载特性 2 KnTz 直流电机复习课件24 恒功率负载转矩特性恒功率负载转矩特性负载转矩基本上与转速负载转矩基本上与转速 成反比，功率基本不变成反比，功率基本不变(如车床等

15、如车床等) 3、恒功率负载特性、恒功率负载特性 n K Tz 1 2 60 9.559.55 zzz z n PTT T nK K 直流电机复习课件25 R电枢回路总电阻电枢回路总电阻 Ce电动是常数电动是常数 CT转矩常数转矩常数 T CC R C U n Tee 2 八、直流电动机的机械特性八、直流电动机的机械特性 直流电机复习课件26 机械特性的特点机械特性的特点 机械特性是一条向下倾机械特性是一条向下倾 斜的直线斜的直线 斜率越大，速度降落越斜率越大，速度降落越 大，机械特性越软大，机械特性越软 几个关键点几个关键点 理想空载点理想空载点(0，n0) 实际空载点实际空载点(T0 ， n

16、0) 额定工作点额定工作点(TN，nN ) 起动点起动点(Tst，0) 机械特性小结机械特性小结 T CC R C U n Tee 2 直流电机复习课件27 电力拖动系统稳定运行的充分必要条件：电力拖动系统稳定运行的充分必要条件： 必要条件必要条件机械特性和负载转矩特性有交点机械特性和负载转矩特性有交点 T=Tz 充分条件充分条件在交点对应的转速之上在交点对应的转速之上TTz 记忆方式：记忆方式：在交点之上要降下来，必须负载转矩大；在交点之上要降下来，必须负载转矩大； 在交点之下，要升上去，必须电磁转矩大。在交点之下，要升上去，必须电磁转矩大。 九、稳定性判据九、稳定性判据 直流电机复习课件2

17、8 起动存在的问题起动存在的问题电流大、转矩大电流大、转矩大 解决方法解决方法降压起动、串阻起动降压起动、串阻起动 十、直流电动机的起动十、直流电动机的起动 直流电机复习课件29 1.能耗制动的实现、特点、电阻计算能耗制动的实现、特点、电阻计算 十一、直流电动机的制动十一、直流电动机的制动 2. 转速反向的反接制动的实现、特点、电阻计算转速反向的反接制动的实现、特点、电阻计算 3. 电枢反接的反接制动的实现、特点、电阻计算电枢反接的反接制动的实现、特点、电阻计算 直流电机复习课件30 制动部分小结：制动部分小结： 1.对反抗性负载而言：能耗制动能够准确实现停对反抗性负载而言：能耗制动能够准确实

18、现停 车；车； 2.对位能性负载而言，所有制动过程都需要在转对位能性负载而言，所有制动过程都需要在转 速接近零时断开电机；速接近零时断开电机； 3.能耗制动运行在一、二、四象限能耗制动运行在一、二、四象限 4.电压反向的反接制动运行一、二、三、四象限，电压反向的反接制动运行一、二、三、四象限， 且稳定运行转速大于理想空载转速。且稳定运行转速大于理想空载转速。 5.转速反向的反接制动运行于一、四象限，只对转速反向的反接制动运行于一、四象限，只对 位能性负载有效。位能性负载有效。 6.所有制动过程中，电压反向的反接制动减速最所有制动过程中，电压反向的反接制动减速最 快。快。 7.能耗制动、电压反向

19、的反接制动受最大允许电能耗制动、电压反向的反接制动受最大允许电 流的限制。流的限制。 直流电机复习课件31 1.调速方法调速方法 十二、直流电动机的调速十二、直流电动机的调速 2. 各种调速方法的特点各种调速方法的特点 改变改变Ua调压调速，从额定转速向下调速调压调速，从额定转速向下调速 改变励磁磁通改变励磁磁通在减弱磁通时调速，称弱磁调速在减弱磁通时调速，称弱磁调速 改变电枢电阻改变电枢电阻串阻调速，从额定转速向下调速串阻调速，从额定转速向下调速 直流电机复习课件32 十三、变压器的特点十三、变压器的特点 1.利用电磁感应定律工作，实现变压，变压利用电磁感应定律工作，实现变压，变压 前后电压

20、之间没有直接电的联系。前后电压之间没有直接电的联系。 2.由于其各部分在工作中静止不动，故称为由于其各部分在工作中静止不动，故称为 器器 3.将某一等级的交流电压变成同一频率的另将某一等级的交流电压变成同一频率的另 一个电压一个电压 4.变压器不仅可以变压，而且可以变流、变变压器不仅可以变压，而且可以变流、变 负载、变相位。负载、变相位。 直流电机复习课件33 变压的关系：与绕组的匝数成正比变压的关系：与绕组的匝数成正比 变流的关系：与绕组的匝数成反比，但原副边电变流的关系：与绕组的匝数成反比，但原副边电 流之间是正比关系流之间是正比关系 变负载：与匝数的平方成正比。变负载：与匝数的平方成正比

21、。 直流电机复习课件34 联结法联结法三相变压器绕组的联结方式，三相变压器绕组的联结方式，星形星形和和三三 角形联结角形联结 高压绕组高压绕组首端由首端由A、B、C表示，末端由表示，末端由X、Y、Z表表 示；示； 低压绕组低压绕组首端由首端由a、b、c表示，末端由表示，末端由x、y、z表示。表示。 十四、三相变压器的电路系统十四、三相变压器的电路系统联结组联结组 1 1、联结法、联结法 直流电机复习课件35 联结组联结组三相变压器一、二次绕组三相变压器一、二次绕组线电压的线电压的 相位关系相位关系的不同组合的不同组合 三相变压器的相位：三相变压器的相位： 与与 之间顺时钟所之间顺时钟所 转过的

22、角度。转过的角度。 AXU 2 2、联结组、联结组 第六节第六节 三相变压器三相变压器 axU 直流电机复习课件36 3、同名端：、同名端： 单相变压器原副边的电势不是同相就是反相。单相变压器原副边的电势不是同相就是反相。 同名端同名端一、二次绕组被同一交变的主磁通一、二次绕组被同一交变的主磁通交链，交链， 在任一瞬间，一次绕组一端点电位为正，二次绕组也在任一瞬间，一次绕组一端点电位为正，二次绕组也 有一端点电位为正。这两个端点为有一端点电位为正。这两个端点为“同名端同名端”，在旁，在旁 边用边用“”表示表示 直流电机复习课件37 A B C A B C a b c n N a b c n N 直流电机复习课件38 我对直流电机的思考我对直流电机的思考 直流电机部分：直流电机部分： 1.直流电机产生的原理：为什么要多线圈；为什直流电机产生的原理：为什么要多线圈；为什 么要换向。么要换向。 2.直流电机的结构具备的特点。（电枢绕组）直流电机的结构具备的特点。（电枢绕组） 3.直流电机所产生的转矩和电势大小跟哪些因素直流电机所产生的转矩和电势大小跟哪些因素 有关？有关？ 4.直流电动机的能量传递过程。直流电动机的能量传递过程。 5.直流电动机的运行状态与哪些变量有关？直流电动机的运行状态与哪些变量有关？ 6