直流电动机结构、原理及启动等.ppt

1、1、海南风景、第2章直流电动机、2、第2章直流电动机、2.1概要2.2工作原理2.3电枢电动势与电压平衡关系2.4电磁转矩2.6直流电动机的调速2.7直流电动机的使用与额定、3、2.1概要、4、2.2工作原理、一、工作原理、刷、段、5 注意：分段与电源的固定连接，无论线圈如何旋转，上半部分的电流总是流向内侧，下半部分的电流流向外侧。 刷子被压在分段上。 根据左手定律，通电线圈通过磁场使线圈逆时针旋转。 按照右手定则，线圈在磁场中旋转，在线圈中产生感应电动势，感应电动势的方向与电流方向相反。 7、直流发电机用右手确定感应电动势Ea的方向，电枢绕组电阻Ra、感应电动势、输出电压、8、2、直流电动机

2、的构成，直流电动机由定子、转子、机台等部分构成。 机台、磁极、励磁绕组、转子、励磁式直流电动机的构造，9、1 .转子(也称为电枢)由铁芯、绕组(线圈)、整流子构成。 2 .定子、定子的分类：励磁的定义：磁极上的线圈通过直流电力产生磁通，称为励磁。 10、根据励磁线圈与转子绕组的连接关系，励磁式直流电机、他励电机：励磁线圈与转子电枢的电源可分离。 并联励磁电动机：励磁线圈和转子电枢并联连接在同一电源上。 直线电动机：励磁线圈和转子电枢串联连接在同一电源上。 双励磁电机：励磁线圈和转子电枢的连接串联排列，连接在同一电源上。11、2.3由于电枢电动势和电压平衡的关系，在电枢中流过电流时会产生电磁转矩

3、，使电机在磁场中继。 通电线圈在磁场中旋转时，线圈会产生感应电动势(用e表示)。 另一方面，从电枢的感应电动势，12，右手定律可知，e和原来流过的电流的方向相反，其大小为，单位： (波)，n (旋转/分钟)，e (螺栓)，13，二，u :施加电压Ra:线圈电阻，14， 2.4电磁转矩、一、电磁转矩、单位： (韦伯)、Ia (安培)、t (牛顿米)，由转矩式可知，(1)产生转矩；(2)改变电机的旋转方向：改变电枢电流的方向或改变磁通的方向。 15、2、转矩平衡关系、电磁转矩t是驱动转矩，在电动机运转时，外接负载和无负载损失的电阻转矩必须平衡，即，转矩平衡过程：负载转矩(TL )变化时，电动机转速

4、、电动势、电枢电流的变化如果将电枢电压u设为施加一定，T=TL T0(平衡)，此时，如果TL急剧增加，则与原平衡点相比，新的平衡点： Ia、p输入、17、电动机的电磁转矩、其他激励电动机和残奥定电动机的特性相同。 2.5机械特性、一、他励电机的机械特性、18、n0 :理想无负荷转速，即T=0时的转速。 (实际动作时，由于存在无负载损失，因此电机的t不为0。 t时n，但由于其他励磁电动机的电枢电阻Ra小，所以负荷变化时转速n的变化不大，是硬的机械特性。 从n-T式到特性曲线，19，串联激励的特点：励磁线圈的电流和电枢线圈的电流相同。 二、直线卷绕电动机的机械特性，设磁通和电流成比例，即=K Ia

5、，则由该式构成T-n曲线、20、(1) T=0时，理想的是n。 然而，负载扭矩实际上不变为0，并且不在T=0的状态下操作，然而，当无负载时，t较小，并且n较高。 串联激励时，不允许无负荷运行，以免转速过高。 直激特性：(2)随着转矩的增大，n急速下降，该特性为软机械特性。、21、(2)恒定功率负载(p正时，t和n成反比)选择软特性电动机进行拖动。 例如，电力机车等。 直流电动机的特性类型的选择：(1)恒转矩的生产机械(负载转矩TL与转速无关，选择硬特性的电动机，例如金属加工、起重机械等。22、2.6直流电动机的调速，与异步电动机相比，直流电动机结构复杂，价格高，维护不便，但其最大优点是调速性能

6、好。 (1)调速均匀流畅，可无级调速。 (2)调速范围宽，调速比为200 (他励式)以上(调速比等于最大转速与最小转速之比)。 可知，直流电动机调速的主要优点与、23、n有关，u为恒定时，可改变n。 在励磁电路上串联连接电阻Rf，通过改变Rf的大小来调节励磁电流，从而改变的大小。 一、磁通(调磁)、一.改变原理。 其中，=K If，以他励电机为例说明直流电机的调速方法。 然而，在24、Rf If n的情况下，接近饱和，If更大并且影响不大，因此一般没有使用增加这种磁通量的方法。 Rf If n，削弱磁通是一种常用的调速方法。 If的调节有改变磁通调速的方法减小磁通，n只能提高的概念。 其中：=

7、K If，25，2 .特性的变化，26，如果调速过程： U一定，则调整暂时T TL，其中：=K If，27，(1)调速平滑，可进行无级调速，(2)调整远小于电枢电流的励磁电流，容易进行调整控制。 3、减小调速的特点：改变28、29、30、二、电枢电压的调速，由转速特性方程可知：电枢电压u、n0变化，斜率不变，因此调速特性为一组平行曲线。 1 .特性曲线，31，2 .改变电枢电压调速的特点，(1)工作时电枢电压一定，电压调节时不允许超过UN，但由于n U，调速只能下降。 (2)可获得平滑无级调速。 (3)调速幅度大。 Uf=110V固定、U=0110V可变、变更电枢电压的调速方案例：32、例：求

8、出其他激励电动机的PN=2.2KW、UN=220V、IaN=12.4A Ra=0.5:(1)在1)TL=0.5TN的情况下，n=？ 在(2)=0.8 N的情况下，n=？ 解： (1)在TL=0.5TN的情况下，33，(2)=0.8 N的情况下，34，该调速方法的能量消耗大，仅用于小型直流机。 串联电机也可以用同样的方法调速。 三、改变转子电阻的调速，给电枢加电阻，不改变n、n0，即电动机的特性曲线变陡(斜率变大)，以相同的转矩，改变n、35、2.7直流电动机的使用和额定，限制Iast的措施： (1) (2)启动时降低电枢电压1、使用、1 .启动、启动时，n=0 Ea=0，施加额定电压时，Ias

9、t过大，整流子产生严重火花，烧坏逆变器。 一般的Iast限制在(2-2.5)IaN内。 36、(1)如果电机原本就静止，则由于励磁扭矩T=KT Ia、0，电机无法启动，反电动势变为零，电枢电流变大，电枢线圈有可能烧损。 37、(2)如果电动机在载体运行时磁路突然被切断，则可能不满足e、Ia、t、TL的要求，电动机减速或停止，使Ia更大，很危险。 其中：=K If，38，对策：他励直流电动机必须失去磁保护。 一般情况下，励磁线圈会施加失压继电器和欠流继电器。 失压或下溢时自动切断电枢电源u。 39、2 .反转、电动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)或改变电枢电

10、流的方向。 改变直流电机转向的方法：40，(1)逆接制动，3 .用于制动，制动的方法：逆接制动，能量消耗制动，发电再生制动，电阻r的作用限制了电源逆接制动时电枢的电流过大。 (2)能量消耗制动电子断电后立即接通电阻。在特殊情况下，例如汽车下坡时，起重机的重量下降时，由于重力，nn0(n0理想无负荷转速)起作用，此时电动机成为发电机，电磁转矩成为阻力转矩，限制电动机转速过度上升。 (3)发电再生制动、43、直流电机有4个线端，电枢线圈、励磁线圈各有2个，可以根据显示的文字和线圈电阻的大小来区分。 4 .连接、(1)线圈的电阻值范围、电枢线圈的电阻值从零点欧姆到12欧姆。 他励/并联激励电机的励磁线圈的电阻值为数百欧姆。 直线卷绕电机励磁线圈的电阻值相当于电枢线圈。 44、(2)绕组符号、45、直流电机铭牌数据、46以及电