《电气控制技术与应用》课件 单元一 课题1.1 常用电动机结构与工作原理(一、直流电动机部分)

单元一电气控制基本知识课题一

常用电动机结构与工作原理（一、直流电动机部分）一、教学目标二、电动机的分类及其特点三、直流电动机的结构和工作原理（一）直流电动机的结构（二）直流电动机的工作原理（三）直流电动机连接方式（四）他励式直流电动机的重要特性（五）直流电动机的铭牌（六）直流电动机的优缺点四、课题小结目录（一）知识目标1．了解三种电动机的基本结构及其主要作用；2．掌握三种电动机的工作原理和正反转实现要求；3．掌握三种电动机的启动特点、启动要求和各种启动方法；4．了解电动机的固有（自然）机械特性与人为机械特性的概念及特点5．了解三种电动机的的性能和特点。一、教学目标（二）能力目标1．熟悉直流电动机的型号意义；铭牌参数；接线端子的连接情况；2．熟悉和掌握三相鼠笼式异步电动机的型号意义；铭牌参数；接线端子的连接情况；3．熟悉和掌握三相绕线式异步电动机的型号意义；铭牌参数；接线端子的连接情况。1.按照电能的使用情况进行分类:二、电动机的分类及其特点2.按照防护型式分类：可分为开启式、防护式、封闭式、防爆式、防水式、潜水式等。3.按安装结构型式分类：可分为卧式、立式等。4.按绝缘等级分类：可分为E级、B级、F级、H级等。5.按冷却方式分类：可分为自冷式、自扇风冷式、他扇风冷式等。（一）直流电动机的结构直流电动机的结构由定子部分（静止部分）、电枢部分（旋转部分）和机座等部分组成。三、直流电动机的结构和工作原理

直流电动机的外形图和总装配图直流电动机的结构图1、定子部分定子部分由主磁极、换向磁极、机座、电刷装置、端盖和轴承等部分组成。定子的作用一是产生磁场和构成磁路；二是对电动机起支撑作用。（1）主磁极------

主磁极的作用是产生恒定主磁场。主磁极上的线圈是用来产生主磁通的，称为励磁绕组。（2）换向磁极------换向磁极又称为附加极。用来改善换向，减小电机运行时电刷与换向器之间可能产生的换向火花。换向绕组与电枢绕组串联。向磁极的极性根据换向要求确定。3）机座-----

电动机定子的外壳称为机座。机座的作用有两个：一是用来固定主磁极、换向极和端盖，并起整个电机的支撑和固定作用；二是磁路的一部分。

（4）电刷装置------电刷的作用是与换向器配合引入、引出电流。（5）端盖-----电动机中的端盖主要起支撑作用。电枢又称转子，是电动机的转动部分，其作用是产生感应电动势和电磁转矩，从而实现能量的转换。电枢（转子）由电枢铁芯、电枢绕组、换向器、转轴、轴承和风扇等部分组成。2、电枢（转子）部分①

电枢铁芯-----电枢铁芯用0.35mm或0.5mm厚的涂有绝缘漆的硅钢片冲片叠成。②

电枢绕组-----电枢绕组是电动机的核心部件。③

换向器-----换向器的作用是与电刷配合，将直流电动机输入的直流电流转换成电枢绕组内的交变电流或是将直流发电机电枢绕组中的交变电动势转换成输出的直流电压。④转轴

转轴起支撑转子旋转和传递转矩的作用。⑤风扇

用来降低运行中电动机的温升。⑥空气隙

主磁极的极靴和电枢间的间隙称为空气隙，是磁路的重要组成部分。（二）直流电动机的工作原理图中：N和S代表主磁极；线圈连着换向片。电刷A、B在空间上固定不动。换向器与电刷配合，可以始终保持经过N极下的电枢绕组与电刷A（电源负极）相连，经过S极下的电枢绕组与电刷B（电源正极）相连，这样就将外加输入的直流电流转换成电枢绕组内的交变电流，确保电动机保持恒定方向旋转，以实现将电能转换成机械能并拖动生产机械，这就是直流电动机的工作原理。直流电动机的工作原理（三）直流电动机连接方式

直流电动机按励磁方式可分为他励式、并励式、串励式、复励式四类。图1-1-1-8直流电动机的连接方式1、他励式直流电动机的正反转改变他励直流电动机转向的方法有两种：一是改变励磁绕组的极性，即改变磁场的方向，但需保持电枢绕组的极性不变。二是改变电枢绕组的极性，但需保持励磁绕组的极性不变。（四）他励式直流电动机的重要特性2、他励式直流电动机的启动电动机的启动是指电动机接通电源后，由静止状态加速到稳定运行状态的过程。他励直流电动机在额定电压下直接启动，启动电流为

很大，通常可达到（10～20）IN。过大的启动电流会使电动机的换向严重恶化、损坏电枢绕组和传动机构、会引起电网电压下降。（1）电枢回路串电阻降压启动图1-1-9他励式直流电动机电枢串电阻启动机械特性当直流电源电压可调时，可以采用降压方法启动。生产实践中常用的降压启动方式方法有两种，一是在二极管桥式整流前使用调压器降低整流电路的输入电压实现降压启动，二是通过改变晶闸管可控整流的导通角，达到降低晶闸管整流桥的直流输出电压实现降压启动。（2）电枢降压启动直流电动机转速和转矩之间的函数关系式为：改变电动机转速的方法有三种：（a）是改变电枢电压调速；（b）是改变定子励磁强弱调速；（c）是在电枢回路串入电阻进行调速。3、他励（并励）直流电动机的调速特性固有（自然）机械特性和人为机械特性图1-1-11降低电枢电压的机械特性图1-1-10直流电动机固有机械特性图1-1-12直流电动机转子串电阻机械特性图1-1-13直流电动机励磁降压机械特性直流电动机的制动有：机械制动和电气制动两种。（1）机械制动具有快速、准确的优点，但是对于高速、惯性大的设备，机械冲击比较大。（2）电气制动则具有制动相对平稳、制动转矩容易控制的特点。电气制动又分为:能耗制动、反接制动和回馈制动三种方式。4、他励式直流电动机的制动1、型号---电机的产品型号表示电机的结构和使用特点，国产电机型号一般采用大写的汉语拼音字母和阿拉伯数字表示。2、额定功率PN---指在额定条件下电动机所能供给的功率，单位为KW。3、额定电压UN4、额定电流ＩN5、额定转速nN（五）直流电动机的铭牌6、额定励磁电压和电流

IfN7、励磁方式——指直流电机的励磁线圈与其电枢线圈的连接方式。8、定额——指电动机在额定值时允许持续运行的时间。一般分为连续、短时和断续三种。9、温升——指电动机在额定运行时，允许发热的最高温度与周围环境温度之差。10、绝缘等级——指电动机所采用的绝缘材料的耐热等级。1、直流电动机的优点①调速性能好、调速范围大、调速均匀平滑且