直流電動(dòng)機(jī)原理剖析PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1直流電動(dòng)機(jī)原理剖析直流電動(dòng)機(jī)原理剖析21.1.1直流發(fā)電機(jī)的工作原理1、直流電機(jī)的種類：直流發(fā)電機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)。2、什么樣發(fā)電機(jī)是直流發(fā)電機(jī)？能將機(jī)械能變?yōu)橹绷麟妷弘娏鞯陌l(fā)電機(jī)，也就是輸出電壓為直流的發(fā)電機(jī)就叫做直流發(fā)電機(jī)。3、直流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu) 如圖1-1，1-2所示：它是由磁極；電樞；滑環(huán)；1.1直流電機(jī)的基本工作原理第1頁/共51頁3第2頁/共51頁4Cd邊切割磁力線,在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e=BLv.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)通第3頁/共51頁5第4頁/共51頁6n由圖1-2和1-3可見直流發(fā)電機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)是相同的，所以直流發(fā)電機(jī)可以做電動(dòng)機(jī)用，直流電動(dòng)機(jī)可以做直流發(fā)電機(jī)用，兩者是可逆的

2、。第5頁/共51頁7機(jī)座，電刷裝置-等組成。n（1）主磁極n如圖1-5所示：它由主磁極鐵心，勵(lì)磁繞組等組成。磁極鐵心是由1-1。5mm的低炭鋼板沖片層疊壓緊而成。n最后做成靴子狀-稱為極靴。靴子桶狀頭與定子固定，靴子大頭-極靴將與電樞處于相對(duì)位置。第6頁/共51頁8第7頁/共51頁9第8頁/共51頁10第9頁/共51頁11內(nèi)的交流電壓電流。n換向片的數(shù)目與元件的數(shù)目相等。第10頁/共51頁12n5) IfN(A).n其他不在銘牌上的參數(shù)：n直流電動(dòng)機(jī)的額定效率N=輸入功率/輸出功率。第11頁/共51頁13nZQ-nZH-船用第12頁/共51頁14第13頁/共51頁15第14頁/共51頁16第1

3、5頁/共51頁17波繞組其布線是波浪式的。第16頁/共51頁18第17頁/共51頁19n若極距用虛槽數(shù)表示:n=Qu/2Pn y1=Qu/2P=整數(shù)第18頁/共51頁20若若=0.y1=, ,稱為整距繞組稱為整距繞組. .若若0,y1稱為長(zhǎng)距繞組稱為長(zhǎng)距繞組,y1,y1, ,稱謂短距繞組稱謂短距繞組. .2)2)合成節(jié)距合成節(jié)距y y和換向器節(jié)距和換向器節(jié)距ykyk 元件元件1 1和它相連的元件和它相連的元件2 2對(duì)應(yīng)邊之間的跨距是對(duì)應(yīng)邊之間的跨距是y y 用虛槽數(shù)表示用虛槽數(shù)表示. .每個(gè)元件首末端所連接兩個(gè)換向片之間的跨距稱為每個(gè)元件首末端所連接兩個(gè)換向片之間的跨距稱為yk . yk .

4、用換向片數(shù)表示用換向片數(shù)表示. .對(duì)于單疊繞組對(duì)于單疊繞組 有有y=yk=1,y=yk=1,如圖如圖1-81-8中所示中所示. .3)3)第二節(jié)距第二節(jié)距y2y2 它是連之同一換向片的兩個(gè)元件邊之間的距離它是連之同一換向片的兩個(gè)元件邊之間的距離y2. y2. 或是元件一的下層元件比在換向器端經(jīng)過換向片連接到元件或是元件一的下層元件比在換向器端經(jīng)過換向片連接到元件2 2的上層元件之間的跨距的上層元件之間的跨距. .對(duì)于單疊繞組有對(duì)于單疊繞組有: : y2=y1-y y2=y1-y2 2、單疊繞組的特點(diǎn)和元件的連接方法、單疊繞組的特點(diǎn)和元件的連接方法 如：直流發(fā)電機(jī)如：直流發(fā)電機(jī) ，2P=42P=

5、4，S=K=Qu=16,S=K=Qu=16,連接成單疊右行繞組。連接成單疊右行繞組。 第19頁/共51頁21n做圖步驟如下：n先畫16根等長(zhǎng)等距離實(shí)線，代表各槽上層元件邊。再第20頁/共51頁22第21頁/共51頁23第22頁/共51頁24y2=3接到第二虛槽的上層元件邊，這樣就把第1，2號(hào)兩個(gè)元件連接起來了。依次類推。見圖1-10所示。第23頁/共51頁254、繞組電路圖、繞組電路圖 繞組展開圖如圖繞組展開圖如圖1-9所示。根據(jù)電刷之間元件連接順序，可以得到如圖所示。根據(jù)電刷之間元件連接順序，可以得到如圖1-11所示繞組電路圖。所示繞組電路圖。 從圖可見：從電刷外面看繞組時(shí)，電樞繞組由從圖可

6、見：從電刷外面看繞組時(shí)，電樞繞組由4條并聯(lián)支路組成。上層邊處在同一極下的元件中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向相同，串聯(lián)起來通過電刷構(gòu)成一條支路。被電刷短路的元件電動(dòng)勢(shì)等于條并聯(lián)支路組成。上層邊處在同一極下的元件中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向相同，串聯(lián)起來通過電刷構(gòu)成一條支路。被電刷短路的元件電動(dòng)勢(shì)等于0，這些元件不參加支路的組成。所以單疊繞組的支路數(shù)，這些元件不參加支路的組成。所以單疊繞組的支路數(shù)=電機(jī)的主磁極數(shù)。電機(jī)的主磁極數(shù)。a=p.第24頁/共51頁26第25頁/共51頁27第26頁/共51頁28第27頁/共51頁29第28頁/共51頁30nn3)由單波繞組展開圖畫出其單波繞組元件連接順序圖:n如圖1-14 所示

7、:n4)再由單波繞組展開圖畫繞組電路圖:如圖1-15所示.第29頁/共51頁31第30頁/共51頁32第31頁/共51頁33第32頁/共51頁34來組成一條支路.支路數(shù)a=1, 與磁極對(duì)數(shù)無關(guān).n當(dāng)元件幾何形狀對(duì)稱時(shí)電刷在換向器表面上的位置對(duì)準(zhǔn)主磁極中心.電刷獲得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大.第33頁/共51頁35第34頁/共51頁36n1、什么叫空載？n電樞繞組中電流等于0或者電流很小時(shí)的情況，稱為空載。而且電機(jī)無負(fù)載，基本無功率輸出。n2、什么是空載磁場(chǎng)？第35頁/共51頁37 空載磁場(chǎng)就是在空載條件下，定子主磁極產(chǎn)生的磁場(chǎng)，也等于定子與轉(zhuǎn)子之間的氣隙中氣隙磁場(chǎng)。定子主磁極產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度與勵(lì)磁線圈中通過

8、的勵(lì)磁電流大小有關(guān)。空載磁場(chǎng)就是在空載條件下，定子主磁極產(chǎn)生的磁場(chǎng)，也等于定子與轉(zhuǎn)子之間的氣隙中氣隙磁場(chǎng)。定子主磁極產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度與勵(lì)磁線圈中通過的勵(lì)磁電流大小有關(guān)。 空載磁場(chǎng)在定子和轉(zhuǎn)子中的分布如圖空載磁場(chǎng)在定子和轉(zhuǎn)子中的分布如圖1-16所示：所示：第36頁/共51頁3820%。n4、直流電機(jī)空載磁場(chǎng)的密度分布n由歐姆定律可知電路中的電阻越小電流越大.磁路中的磁通的也與磁路中的磁阻Rm的大小有關(guān).而磁阻Rm的大小與主磁極的截面積S和材料的磁導(dǎo) 率有關(guān).第37頁/共51頁39第38頁/共51頁405、直流電機(jī)空載時(shí)的磁化曲線、直流電機(jī)空載時(shí)的磁化曲線 在直流電動(dòng)機(jī)中為了產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩

9、。氣隙里用有一定數(shù)量的主磁通在直流電動(dòng)機(jī)中為了產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩。氣隙里用有一定數(shù)量的主磁通0 0，也就是要有一定的勵(lì)磁電流，也就是要有一定的勵(lì)磁電流If0If0、勵(lì)磁磁通勢(shì)、勵(lì)磁磁通勢(shì)Ff0Ff0。 所以所以空載時(shí)主磁通空載時(shí)主磁通0 是勵(lì)磁磁通勢(shì)勵(lì)磁磁通勢(shì)Ff0 的函數(shù)：0=f0=f（Ff0Ff0）; ;o o也是勵(lì)磁電流也是勵(lì)磁電流If0If0的函數(shù)：的函數(shù)： 0=f（If0） 。它們稱為。它們稱為直流電機(jī)空載時(shí)的磁化曲線。如圖直流電機(jī)空載時(shí)的磁化曲線。如圖1-18所示。所示。第39頁/共51頁41于有磁組存在，磁密B與磁通的非線性。（或者磁性材料的非線性）最后認(rèn)為磁路磁壓降的增加

10、，而產(chǎn)生飽和。n臨界飽和點(diǎn)為a點(diǎn)，也稱為漆點(diǎn)。第40頁/共51頁4222)(21232)(21xANixANiayayaF第41頁/共51頁43第42頁/共51頁44)17. 1 (22.22)16. 1 (2ADNiFSNNDPPSNiFaaaayaa，代入上式得：和若第43頁/共51頁45 式中A=Nia/(Da)為電樞表面單位長(zhǎng)度上的安培導(dǎo)體數(shù)。稱為線負(fù)荷（A/m）。 電樞磁場(chǎng)的磁密度（沿電樞的分布）為：為真空中的磁導(dǎo)率。AmTFBaa/.1040,702）對(duì)主磁場(chǎng)起去磁作用）對(duì)主磁場(chǎng)起去磁作用 電機(jī)在工作中，主磁極兩邊的磁場(chǎng)是變化的，一邊是增加磁，一邊是減少磁（稱為去磁）。去磁作用可以

11、減少磁阻，防止磁飽和。有利于磁場(chǎng)的變化和調(diào)整。電機(jī)在工作中，主磁極兩邊的磁場(chǎng)是變化的，一邊是增加磁，一邊是減少磁（稱為去磁）。去磁作用可以減少磁阻，防止磁飽和。有利于磁場(chǎng)的變化和調(diào)整。 去磁可使負(fù)載時(shí)合成磁通比空載每極磁通略有減少，這就是電樞反應(yīng)的去磁作用。去磁可使負(fù)載時(shí)合成磁通比空載每極磁通略有減少，這就是電樞反應(yīng)的去磁作用。第44頁/共51頁46第45頁/共51頁47（1） 他勵(lì)磁：特點(diǎn)是：電樞和勵(lì)磁的工作電源是分開的，互相不受影響。機(jī)械特性硬。他勵(lì)磁：特點(diǎn)是：電樞和勵(lì)磁的工作電源是分開的，互相不受影響。機(jī)械特性硬。 （2）并勵(lì)磁：電樞和勵(lì)磁的工作電源是同一的，是并聯(lián)工作的。）并勵(lì)磁：電樞

12、和勵(lì)磁的工作電源是同一的，是并聯(lián)工作的。 （3）串聯(lián)勵(lì)磁：電樞和勵(lì)磁線圈是串聯(lián)工作的。公用一個(gè)電源。機(jī)械特性軟。）串聯(lián)勵(lì)磁：電樞和勵(lì)磁線圈是串聯(lián)工作的。公用一個(gè)電源。機(jī)械特性軟。（4）復(fù)合勵(lì)磁：勵(lì)磁線圈分成兩部分，一部分與電樞串聯(lián)，另一部分與電樞并聯(lián)起來?？梢愿纳齐姍C(jī)的機(jī)械特性。）復(fù)合勵(lì)磁：勵(lì)磁線圈分成兩部分，一部分與電樞串聯(lián)，另一部分與電樞并聯(lián)起來?？梢愿纳齐姍C(jī)的機(jī)械特性。第46頁/共51頁48問題？n1）元件支路在換向的過程中由于電流方向的改變而產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)。換向元件之間又產(chǎn)生互感電動(dòng)勢(shì)。這兩種電動(dòng)勢(shì)合稱為電抗電動(dòng)勢(shì)。該電動(dòng)勢(shì)會(huì)阻礙換向的進(jìn)行。第47頁/共51頁49第48頁/共51頁50主磁極與換向繞組（磁極）的連接順序如圖：在直流電動(dòng)機(jī)的順序?yàn)橹鞔艠O與換向繞組（磁極）的連接順序如圖：在直流電動(dòng)機(jī)的順序?yàn)镾-Sk-N-Nk。在發(fā)電機(jī)中連接順序是。在發(fā)電機(jī)中連接順序是S-Nk-N-Sk。第49頁/共51頁512）在主磁極的極靴上沖出一些均勻的槽，在槽內(nèi)增加