大工12春《電氣工程概論》輔導(dǎo)資料五

1、電氣工程概論輔導(dǎo)資料五主 題： 第一章 電機與電器基礎(chǔ)（第3節(jié)）學(xué)習(xí)時間：2012年4月30 日-5月6日內(nèi) 容：我們這周主要學(xué)習(xí)第一章第三節(jié)電機的部分內(nèi)容，即直流電機部分，要了解直流電機的工作原理、基本結(jié)構(gòu)、勵磁和損耗及效率。第一章電機與電器基礎(chǔ)第三節(jié)電機電機是依據(jù)電磁感應(yīng)定律和電磁力定律， 實現(xiàn)電能和機械能相互轉(zhuǎn)化的電磁 裝置。按照電機的用途分類：可分為發(fā)電機、電動機和控制電機。按照電機的電流類型分類：可以分為直流電機和交流電機，其中交流電機可 以分為同步電機和異步電機。按照電機的相數(shù)分類：可以分為單相電機和多相電機，如單相交流電機和最 常見三相電機。按照電機的大小尺寸、容量分類：有大、中

2、、小和微型電機。1.3.1 直流電機直流電機是電機的主要類型之一。一臺直流電機既可作為發(fā)電機使用，也可以作為電動機使用。直流發(fā)電機可以用來得到直流電源， 但目前大部分被整流 電源所替代，主要用作電力系統(tǒng)中同步發(fā)電機的勵磁機。 直流電動機用來輸出轉(zhuǎn) 矩，它具有良好的啟動、調(diào)速性能，所以在調(diào)速要求較高的場所應(yīng)用廣泛。1 直流發(fā)電機工作原理(a)(b)比流發(fā)電機工作原理圖(a)電功悔方向為應(yīng)* de； (b)電動勢力向為stb cdA. B胖也的電刷 k Z-向器原動機帶動線圈abed逆時針旋轉(zhuǎn)，根據(jù)右手定則，ab邊和cd邊均產(chǎn)生感 應(yīng)電動勢e,經(jīng)過換向器1、2和電刷A、B把電動勢e引出來，得到直流

3、電。當(dāng)在轉(zhuǎn)速一定的情況下，電動勢的大小與切割導(dǎo)體的磁通密度有關(guān)系，而直流電機氣隙處的磁通密度分布并不均勻，所以輸出的電動勢波形具有脈動成分。2 直流電動機工作原理(b)直流電動機工件原理圖(a)電咸擁力向為ba、de； (b)電動協(xié)方向為cdA * 11靜止的電制辛1、2換向SS電源通過電刷1、2和換向片A、B向線圈供直流電，根據(jù)左手定則，線圈 ab邊產(chǎn)生向左力f，線圈cd邊產(chǎn)生向右力f,線圈在f的作用下以n的轉(zhuǎn)速逆時 針旋轉(zhuǎn)。由此可知，(1) 電機的可逆原理：直流電機可作為發(fā)電機運行，也可作為電動機運行。(2) 換向器的作用是實現(xiàn)電樞線圈內(nèi)的交流電動勢、電流與電刷的直流電 壓、電流之間的轉(zhuǎn)化

4、。3. 直流電機的結(jié)構(gòu)主遵慢 磁緬氏流電他結(jié)構(gòu)橫剖面直流電機主要包括轉(zhuǎn)子和定子兩大部分。 轉(zhuǎn)子是電機的轉(zhuǎn)動部分，定子是電 機的靜止部分。(1) 定子：用來產(chǎn)生磁場和作為電機的機械支架，主要包括主磁極、換向 極、機座和電刷裝置。(2) 轉(zhuǎn)子：也稱為電樞，用來產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn) 換。主要包括電樞鐵芯、電樞繞組、換向器、轉(zhuǎn)軸和風(fēng)扇等。4. 直流電機的勵磁直流電機的勵磁方式分為永磁體勵磁、電機本身勵磁(并勵、串勵和復(fù)勵)、他勵直流電機三種源電源(負(fù)SO電源負(fù)戟) 電源負(fù)栽他勵坤勵申妙友勵直流電機的勵磁廳成其中，并勵發(fā)電機：I af并勵電動機：1 a If串勵電機：1=la =1 f

5、復(fù)勵發(fā)電機：I af復(fù)勵電動機：1 a If5.直流電機中的感應(yīng)電動勢Ea =Ce n：；，：CPNC e -60a其中p為極對數(shù)，N為電樞繞組的總導(dǎo)體數(shù)，a為支路對數(shù)，為每極主磁 通，n為電機轉(zhuǎn)速。6. 直流電機的電動勢平衡方程(1) 直流發(fā)電機的電動勢方程U 二 Ea 7aRa(2) 直流電動機的電動勢方程U =Ea IaRa7. 直流電機的電磁轉(zhuǎn)矩直流電機的電磁轉(zhuǎn)矩與電樞電流、每極磁通成正比關(guān)系T G：laCtpN2a 二其中p為極對數(shù)，N為電樞繞組的總導(dǎo)體數(shù)，2a為并聯(lián)支路對數(shù)，為每極 主磁通，對于給定電機來說，Ct是一個常數(shù)。8. 直流電機的損耗及效率(1) 機械損耗：由摩擦產(chǎn)生，用

6、Pmec表示。(2) 鐵芯損耗：雖是直流磁通，但電樞轉(zhuǎn)動，則在電樞鐵心中產(chǎn)生渦流和 磁滯損耗，用PFe表示。(3) 勵磁損耗：勵磁繞組中電阻損耗用Pf表示。由這三種損耗組成的損耗就空載損耗，亦叫不變損耗。(4) 負(fù)載損耗：電樞繞組上電阻損耗與電樞繞組串聯(lián)的其他繞組的電阻損 耗，用Pa表示。(5) 其他損耗：也叫附加損耗，用 Pad表示。因此，電機的效率為發(fā)電機：P1= P2laRa Pmec PFe Pad=卩2 P電動機：P1= P2Pmec PFe Pad Ra= P2 P丄*100%P9. 直流電動機的調(diào)速(1)電樞電路串電阻調(diào)速特點是簡單易實現(xiàn)，調(diào)速范圍小，消耗功率，屬恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。(2

7、) 調(diào)壓調(diào)速(調(diào)節(jié)電源電壓)特點是受電機耐壓限制只能往低調(diào)，調(diào)速范圍大，屬恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。(3) 弱磁調(diào)速特點是減小勵磁電機將高于額定轉(zhuǎn)速往高調(diào)，屬恒功率調(diào)速。10. 直流電動機的額定值(1) 額定功率Pn (kw)對于發(fā)電機指輸出的電功率Pn二Un In對于電動機指輸出的機械功率Pn二Un In(2) 額定電壓Un :指直流電機額定運行時輸入或輸出的電壓。(3) 額定電流In :指電機額定運行時能承受得電流。(4) 額定轉(zhuǎn)速nN :指電機額定運行時的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。(5) 額定勵磁電壓UfN :直流電機為了保證額定運行，勵磁繞組所需的勵磁電壓。本周要求掌握的內(nèi)容如下：本周主要掌握電機的分類，掌握直流電

8、機的工作原理、結(jié)構(gòu)、勵磁方式，掌握直流電機調(diào)速方式及其特點，掌握直流電機的損耗及效率、直流電機的額定值習(xí)題（一）選擇題1.按電機的電流分類，可以分為（）。A. 直流電機B. 交流發(fā)機C. 同步電機D .異步電機答案：AB2 .直流電機勵磁的方式包括（）。A. 他勵B. 并勵C. 串勵D .復(fù)厲答案：ABCD（二）判斷題1.直流發(fā)電機主要用來得到直流電源。（錯誤）2 .直流電動機用來輸出轉(zhuǎn)矩，它具有良好的啟動、調(diào)速性能，所以在調(diào)速 要求較高的場所應(yīng)用廣泛。（正確）3.電樞電路串電阻調(diào)速的特點是簡單易實現(xiàn)，調(diào)速范圍小，消耗功率，屬 恒功率調(diào)速。（錯誤）（三）簡答題1.簡述直流電機的結(jié)構(gòu)。直流電機主

9、要包括轉(zhuǎn)子和定子兩大部分。 轉(zhuǎn)子是電機的轉(zhuǎn)動部分，定子是電 機的靜止部分。(1) 定子：用來產(chǎn)生磁場和作為電機的機械支架，主要包括主磁極、換向 極、機座和電刷裝置。(2) 轉(zhuǎn)子：也稱為電樞，用來產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn) 換。主要包括電樞鐵芯、電樞繞組、換向器、轉(zhuǎn)軸和風(fēng)扇等。2 簡述換向器的作用。換向器的作用對于發(fā)電機來說，是將電樞線圈內(nèi)的交流電動勢、電流轉(zhuǎn)換成 電刷之間的直流電動勢和電流；對于電動機來說，是將電刷之間的直流電壓和電 流轉(zhuǎn)換成電樞線圈內(nèi)部的交流電動勢和電流。那是心與心的交匯,是相視的莞爾一笑，是一杯飲了半盞的酒，沉香在喉，甜潤在心。我無所謂成功不成功，但我在乎我自己

10、的成長；我無法掌握別人，但我可以掌握自己。我唯一能把握的，是我會一直盡力走下去，不為了別人，為了給自己一個交代。這個世界上有太多的事情是我們無法掌握的，你不知道誰明天會離開，你不知道意外和你等的人誰先到來。最可怕的是因為怕失去而放棄擁有的權(quán)利。我們都會遇到很多人，會告別很多人，會繼續(xù)往前走，也許還會愛上那么幾個人，弄丟那么幾個人。關(guān)鍵在于，誰愿意為你停下腳步？對于生命中每一個這樣的人，一千一萬個感激。有一些人、一些事是不需要理由的:比如天空的顏色;比如連你自己都不知道為什么會喜歡上的那個人;比如昨天擦肩而過的人變成了你今天的知己。夢想這東西，最美妙的在于你可以制造它，重溫它?？匆槐緯?，聽一首歌，去一個地方，夢想就能重新發(fā)芽，那個在你體內(nèi)扎根的與生俱來的夢想。我們唯一能把握的事情是，成為最好的自己，我們可以不成功，但是我們不能不成長，沒有什么比背叛自己更可怕。你唯一能把握的，是