直流电动机结构、原理及启动等.ppt

1、1、DC电机，2、调速系统连接图，控制对象，1、系统组成，闭环DC调速系统原理框图，带速度负反馈，反馈装置，(1)带速度负反馈的调速系统，4、2.1概述2.2工作原理2.3电枢电动势和电压平衡关系2.4电磁转矩2.5机械特性2.6电机的调速2.7 DC电机的使用和额定值，5.2.1概述，与异步电机相比， DC电机结构复杂，其使用和维护不如异步电机方便，应采用DC电源。6，2.2工作原理，1。工作原理，电刷，换向器片，7。注：换向器片与电源固定连接。不管线圈如何旋转，上半部分的电流总是向内，下半部分的电流是向外的。电刷压在换向器片上。根据左手定则，通电的线圈在磁场的作用下逆时针旋转。根据右手定则

2、，当线圈在磁场中旋转时，会在线圈中产生感应电动势，感应电动势的方向与电流的方向相反。9、DC发电机，感应电动势Ea的方向，电枢绕组电阻Ra，感应电动势，输出电压，10、2、DC电动机的组成，它由定子、转子和机座组成。框架，磁极，励磁绕组，转子，励磁DC电机结构，11，1。转子(又称电枢)由铁芯、绕组(线圈)和换向器组成。2.定子，定子的分类：励磁的定义：磁极上的线圈被直流电流激励产生磁通量，这被称为励磁。根据励磁线圈与转子绕组的连接关系，励磁DC电机可细分为：单独励磁电机：励磁线圈与转子电枢的电源分开。并联励磁电机：励磁线圈和转子电枢并联在同一个电源上。串联励磁电机：励磁线圈和转子电枢串联在同

3、一个电源上。复合励磁电机：励磁线圈和转子电枢串联和并联，并连接到同一个电源。不同励磁方式的DC电机具有不同的特性。一般来说，DC电机的主要励磁方式为并联励磁、串联励磁和复合励磁，而DC发电机的主要励磁方式为单独励磁、并联励磁和复合励磁。串联励磁：起动和过载能力大，转速随负载变化明显。怠速过高，俗称“超速”。2.并联励磁：转速基本恒定，一般用于转速变化较小的负载。3.复合励磁：以并联励磁为主的复合励磁电机转矩大，转速变化小，主要用于机床。串联励磁复合电机具有与串联励磁电机相似的特性，但不存在“失控”的危险。4.其他励磁：励磁回路中有独立电源的电机用于要求宽调速、14、15、电枢电动势和电压平衡关

4、系的系统。电枢通电后，产生电磁转矩，使电机在磁场中旋转。当通电的线圈在磁场中旋转时，它将在线圈中产生感应电动势(用E表示)。1.电枢感应电动势，16。根据右手定则，e与原始电流相反，其大小为：单位：(韦伯)，n (r/min)，e (v)，17。2.电枢绕组中的电压平衡，因为e与电流相反，所以称为反电动势。u:施加电压Ra:绕组电阻，电机，18，2.4电磁转矩，1。电磁转矩，单位： (韦伯)，Ia(安培)，t(牛顿米)，可从转矩公式中得知：(1)产生转矩的条件：励磁磁通和电枢电流必须可用。(2)改变电机旋转方向：改变电枢电流方向或改变磁通量方向。19，2。转矩平衡关系，电磁转矩T是驱动转矩，它

5、必须与电机运行时外部负载的阻力转矩和空载损耗相平衡，即转矩平衡过程：当负载转矩(TL)变化时，电磁转矩通过变换器自动调节，2.5机械特性，1。独立励磁电机的机械特性，22，n0:理想空载速度，即当T=0时的速度。(在实际工作中，由于空载损耗，电机的t不会是0。)，当t为n时，但是因为单独励磁电机的电枢电阻Ra非常小，所以当负载变化时，速度n变化不大，这是一个硬的机械特性。根据n-T公式，画出特性曲线，23，串联励磁的特性：励磁线圈的电流与电枢线圈的电流相同。2。串联励磁电机的机械特性。如果通量与电流成比例，即=K Ia，那么根据这个公式可以得到T-n曲线，24，(1)当T=0时，在理想条件下，

6、N。然而，实际上，负负载转矩不会为零，并且在T=0的状态下不会工作，但是T非常小，并且在无负载时N非常高。串联励磁允许空载运行，以防止超速。串联励磁特性：(2)随着转矩的增加，N迅速减小，属于软机械特性。25，(2)恒定功率负载(当P恒定时，T与N成反比)，应由具有软特性的电机驱动。例如电力机车。选用DC电机特性型：(1)生产机械用恒转矩(负载转矩TL不随转速变化，而电机用硬特性应选用，如金属加工和起重机械等。与异步电机相比，DC电机结构复杂、价格高、维护不便，但其最大的优点是调速性能好。(1)调速平稳，可无级调速。(2)调速范围大，调速比可达200以上(单独励磁型)(调速比等于最大速度与最小

7、速度之比)。DC电机调速的主要优点是：27。可以看出n是相关的。如果u是常数，变化可以改变n。在激励电路中串联一个电阻RF，通过改变Rf的大小来调节激励电流，从而改变Rf的大小。1.改变磁通量(调节磁通量)；1.原则，其中：=如果。以分励电机为例说明DC电机的调速方法。28，Rf If n，但在额定条件下，它接近饱和，If再次增加，这对它影响很小，因此通常不使用这种增加磁通量的方法。降低磁通量是一种常用的调速方法。中频调整有两种情况：概念：改变磁通调速方式会降低磁通，但只能向上调整。其中：=29，2。特性的变化，30。调速过程为： U，然后暂时T TL，其中：=31(1)调速平稳，可以实现无级

8、调速，但只能向上调节。由于机器本身的强度，n不能太高。(2)调节励磁电流(该电流比电枢电流小得多)，便于调节和控制。3。降低调速特性：32。改变电枢电压进行调速。从速度特性方程可知，电枢电压U，n0变化，斜率不变，因此调速特性是一组平行曲线。1。特征曲线，33，2。改变电枢电压调速的特性：(1)电枢电压在运行过程中是恒定的，在调压过程中不允许超过正、负电压，因此只能向下调节调速。(2)可实现平稳无级调速。(3)调速范围大。Uf=110V是固定的，U=0110V是可调的，通过改变电枢电压的调速方案如下：34例如，已知pn=2.2kw，un=220v，Ian=12.4a ra=0.5，nn=150

9、0r/min的单独励磁电机。寻道：(1)当(1)t1=0.5TN，n=？(2)当=0.8 n时，n=？解决方案：(1)当TL=0.5总氮、35，(2)=0.8总氮、36。这种速度调节方法消耗大量能量，并且仅用于小型DC机器。串联励磁电机也可以以类似的方式进行调节。3。改变调速用转子电阻，串联增加电阻，使N和n0不变，即电机特性曲线变陡(斜率变大)。在相同的转矩n，37下，启动DC电机，并限制最后的措施：(1)在电枢ci中增加电阻，39，(2)如果电机带负荷运行时磁路突然断开，则E、Ia和T可能不符合TL的要求，电机将减速或停止运行，使Ia变大，非常危险。其中：=40，测量：单独激励的DC电机必须失去磁保护。一般来说，电压损失继电器或欠电流继电器被添加到励磁绕组。当电压丢失或电流不足时，自动切断电枢电源。41，2。反向旋转时，电机的旋转方向由电磁转矩的方向决定。(1)改变励磁电流的方向。(2)或者改变电枢电流的方向。改变DC马达转向的方法：42，(1)反向制动，3 .制动、制动方式