教案2直流电动机结构、原理、运行特性.ppt

1、,第二章 机电传动系统的驱动电动机,第一节 直流电动机,第二节 交流异步电动机,第三节 伺服电动机,第四节 力矩电动机,第五节 步进电动机,第六节 其他型式的电动机,第二章 机电传动系统的驱动电动机,1、机械设备的控制系统按系统的组成原理分为？ 2、电动机可分为哪两大类？直流电机由哪两部分组成？各自又包括哪些部分？ 3、直流电机的工作原理？电刷和换向器的作用？ 4、电磁转矩的公式？反电动势的公式？,第二章 机电传动系统的驱动电动机,主磁极、电刷装置、机座、端盖。,第二章 机电传动系统的驱动电动机,转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器。,第二章 机电传动系统的驱动电动机,第二章 机电传动系统的驱动电

2、动机,把直流电能转换为机械能（电磁极）。导体电磁力：,第二章 机电传动系统的驱动电动机,原理3,原理2,原理1,电枢绕组中有电枢电流流过时,在磁场内受电磁力的作用，该力与电枢铁心半径之积称为电磁转矩。,大小：,Ia 电枢电流, 磁通（Wb）,KT 转矩结构常数,性质:电动机 起驱动作用(与转速方向相同)； 发电机 起制动作用(与转速方向相反)。,电枢旋转时,电枢绕组与磁场的相对运动产生感应电势，运动的电枢绕组在主磁场中感应的电动势简称电枢电动势。右手定则判断感应电势方向（前面图）。,大小:,性质: 发电机 起电源电势作用(与电枢电流同方向), 电动机 起反电势作用(与电枢电流反方向).,n 电

3、机转速, 磁通（Wb）,KE 电势结构常数,根据电动机左手定则，要改变通电导体电磁力的方向，只要将磁场的方向或将导体电流的方向改变即可。,第二章 机电传动系统的驱动电动机,第 一 节 直 流 电 动 机,直流电机的可逆运行和励磁方式：,可逆运行：一台直流电机既可做发电机，也可做电动机，当有外力拖动电枢导体运动，导体与磁场有相对运动产生感应电势向外供电，是发电机。当外电源向电枢导体供给电流，通电导体在电磁力作用下而运动，是电动机。,励磁方式：,他励：,第二章 机电传动系统的驱动电动机,并励：,串励：,复励：,第二章 机电传动系统的驱动电动机,电动势平衡方程,电动机：,励磁回路方程：,转矩平衡方程

4、,T2输出转矩,TL负载转矩,输出转矩平衡负载转矩,T0空载转矩,第二章 机电传动系统的驱动电动机,功率平衡方程,输入功率平衡于电磁功率与铜耗,电磁功率平衡于空载功率与输出功率：,第二章 机电传动系统的驱动电动机,效率,总损耗,能量流程图,第二章 机电传动系统的驱动电动机,U=UN=常数 If=IfN n、T、=f（P2），因实际中，P2难测到，而Ia容易测到，所以变为f（Ia）。,转速特性（定义、公式、性质、图）,转距特性（定义、公式、性质、图）,第二章 机电传动系统的驱动电动机,效率特性（定义、性质、图）,可变损耗Pcua=不变损耗PCUf时效率最高 直流电动机的效率约在0.75-0.94

5、之间,小结：,1. 直流电动机 是将直流电能转换为机械能。,2. 直流电机是由定子和转子（电枢）两大部分组成，定子部分主要用于产生磁场和作为电机的机械支撑，转子主要用于产生电磁转矩以拖动机械负载。,3. 直流电动机是通过电磁感应的作用产生电磁转矩，电机转动后，运动的电枢导体切割磁力线产生感应反电动势，对电动机来说，感应电势是电机吸收电功率实现能量转换的必要条件。,4. 其原理是依靠换向器与电刷的作用把输入的直流电能转换为电枢绕组（线圈）内的交变电能，使处在同一磁极下电枢导体内电流方向不变，通过电磁感应产生方向恒定的电磁转矩。,复习：直流电动机何以能转动，如何改变其转动方向。,第二章 机电传动系

6、统的驱动电动机,第 一 节 直 流 电 动 机,U=常数 If=常数 Ra=常数 n=f（T）,U=UN If=IfN 外加电阻R=0时 n=f（T）,定义，固有、人为特性,定义、公式、图形、特点,第二章 机电传动系统的驱动电动机,特点,T=0时，,为理想空载转速。,T=TN时，,为额定转速。,为额定转速降。,特性斜率为,T越大，n越低，特性曲线为一下斜的直线。,Ra很小，小。,n=0时，Ea=0，Ia=UN/Ra=Ist，为起动电流。,第二章 机电传动系统的驱动电动机,理想空载转速n0保持不变。,电枢回路串接电阻（R）时的人为机械特性,固有机械特性是反映电动机本身能力的重要特性。,U=UN If=IfN 电枢回路串联电阻R时 =f（T）,机械特性斜率增加，特性变软。,当T=TN时，nnN，随R，n。,特点,定义、公式、图形、特点,第二章 机电传动系统的驱动电动机,改变（降低）电枢电压（U）时的人为机械特性,改变电枢电压U的人为特性：,特点,U 不同，曲线是一组平行线。,n0 随 U 变化。,负载转矩保持不变，U 时，n。,注：U只能从UN往下调，转速只能从基速往下调。,第二章 机电传动系统的驱动电动机,减小励磁磁通（）时的人为机械特性,特点,理想