第18章 直流電機的基本工作原理和結(jié)構(gòu)

目錄第一節(jié)12第二節(jié)3第三章4第四節(jié)第18章直流電機的基本工作原理和結(jié)構(gòu)18.1直流電機的用途和基本工作原理

直流電機——實現(xiàn)機械能和直流電能相互轉(zhuǎn)換的電磁機械裝置。把機械能轉(zhuǎn)換成直流電能的電機是直流發(fā)電機；反之，則為直流電動機。直流電機的用途特點調(diào)速范圍寬，易于平滑調(diào)節(jié)過載、起動、制動轉(zhuǎn)矩大易于控制，可靠性高調(diào)速時能量損失較小直流電動機應用于對調(diào)速要求高的場所：軋鋼機、艦船推進、造紙、挖掘機等。直流發(fā)電機給直流電動機、電解、電鍍、冶煉、充電、交流發(fā)電機勵磁等的直流電源。直流電機的用途缺點換向困難，使容量受到限制。有換向器，費工費料、造價昂貴，需要經(jīng)常維護，壽命較短。可靠性差。對環(huán)境要求高。1.電動勢的產(chǎn)生電磁感應定律：滿足右手定則為隨時間正負交變的電動勢結(jié)論：結(jié)論：為脈動的直流電動勢。由于靜止電刷和旋轉(zhuǎn)換向器的作用，2、電磁轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生

電磁力定律：滿足左手定則以單線圈簡化模型為例，進行分析。顯然，在電刷間接入直流電源后，在線圈中就有直流電流流過。直流電機換向器將外部的直流電變成了內(nèi)部交替變化的電流。圖中電刷相對于磁極的位置保證了，無論線圈邊處在N極下，還是S極下，線圈電流均產(chǎn)生逆時針方向的電磁力矩，從而使轉(zhuǎn)子獲得了一個固定方向的電磁轉(zhuǎn)矩。直流電機的基本工作原理旋轉(zhuǎn)電樞式直流發(fā)電機的基本工作原理電樞導體與換向片固定連接，換向片之間由絕緣體隔開，換向器隨電樞旋轉(zhuǎn)，而電刷是靜止不動的，并與外電路相連，這樣電刷接觸的換向片是不斷變化的的、電樞每轉(zhuǎn)過一周（360空間電角度），線圈中和電刷A、B間的電動勢方向改變一次，電刷極性保持不變，換向器的作用如同全波整流。從電刷A、B兩端得到的是脈動電動勢。直流電機的基本工作原理直流發(fā)電機的基本工作原理換向器將線圈內(nèi)部的交流電動勢轉(zhuǎn)變?yōu)殡娝⑼獠康闹绷麟妱觿?。通過換向器和電刷將交流變成直流直流電機的基本工作原理直流電動機的基本工作原理換向器將電刷外部的直流電流變換為線圈內(nèi)部的交流電流，產(chǎn)生單方向的電磁轉(zhuǎn)矩。TT直流電機的基本工作原理為了減小直流電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩中的脈動，需要增加線圈數(shù)目。主磁極換向磁極電刷裝置機座端蓋磁極鐵心勵磁繞組電刷刷握絕緣支架壓緊力調(diào)整裝置轉(zhuǎn)子定子直流電機（產(chǎn)生勵磁磁場）（產(chǎn)生電動勢，流過電流，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩）轉(zhuǎn)軸電樞鐵心電樞繞組換向器（空氣隙）一、直流電機的靜止部分1、主磁極2、換向極1—主磁極鐵心2—勵磁繞組3—機座1—換向極鐵心2—換向極繞組3、機座——用來固定主磁極、換向極和端蓋；另外，又作為磁路的一部分。4、電刷裝置1—刷握2—電刷3—壓緊彈簧4—銅絲辮二、直流電機的轉(zhuǎn)動部分1、電樞鐵心a)—電樞鐵心沖片b)—電樞鐵心2、電樞繞組——由許多按一定規(guī)律連接的線圈組成。2、電樞繞組1—槽楔2—線圈絕緣3—導體4—層間絕緣5—槽絕緣6—槽底絕緣電樞槽內(nèi)的絕緣直流電機的主要結(jié)構(gòu)換向器結(jié)構(gòu)1－換向片；2－墊圈3－絕緣層；4－套筒3、換向器——由許多換向片組成，換向片之間用云母絕緣。18.2直流電機的主要結(jié)構(gòu)定子機座（磁軛）主極換向極電刷裝置轉(zhuǎn)子電樞鐵心電樞繞組換向器轉(zhuǎn)軸直流電機的主要結(jié)構(gòu)1－換向極鐵心2－換向極繞組3－主極鐵心4－勵磁繞組5－電樞齒6－電樞鐵心7－換向器8－電刷9－電樞繞組10－機座11－底腳18.3直流電機的額定值額定功率，PN

（kW

）由溫升和換向等條件限制，按規(guī)定運行方式電機能輸出的功率。發(fā)電機：輸出的電功率。電動機：轉(zhuǎn)軸上輸出的機械功率。額定電壓，UN（V）額定運行時，電機出線端的平均電壓。直流電機的額定電壓通常不高。

直流電機的額定值額定電流，IN（A）電機在額定電壓下運行，輸出功率為額定功率時，通過電機出線端的線路電流。發(fā)電機：電動機：直流電機的額定值額定轉(zhuǎn)速，nN（r/min）額定功率、額定電壓、額定電流時的轉(zhuǎn)速。額定勵磁電流，IfN（A）電機在額定工況下，其勵磁繞組中的直流電流。額定效率，N額定工況下，輸出功率與輸入功率的百分比。西門子公司的一臺電機的銘牌額定功率7457W額定轉(zhuǎn)速