第8章-航空直流電機2.0

直流電機（Direct-currentMachine）換向器(commutator)機械特性（Torque-speedCharacteristic）第8章航空直流電機第8章航空直流電機8.1直流電機的基本結(jié)構(gòu)8.2直流電機的工作原理8.3直流電機的穩(wěn)態(tài)電路分析8.4直流電動機的機械特性8.5直流電動機的運行第8章航空直流電機4直流起動的發(fā)電機控制電路圖第8章航空直流電機5

直流電機是實現(xiàn)直流電能與機械能轉(zhuǎn)換的旋轉(zhuǎn)機械裝置。直流電機可作為發(fā)電機使用，也可作為電動機使用。

直流電動機用于對調(diào)速要求較高的生產(chǎn)機械或者需要較大起動轉(zhuǎn)矩的生產(chǎn)機械。

在航空應(yīng)用領(lǐng)域，航空直流發(fā)電機被用作飛機低壓直流電源系統(tǒng)的主發(fā)電機，由飛機發(fā)動機驅(qū)動，供給電源系統(tǒng)所需要的直流電能。航空直流電動機用于飛機發(fā)動機的起動、起落架的收放、力臂機構(gòu)、各種舵面的控制以及油泵和風扇的拖動等場合。第8章航空直流電機6直流電機的組成:定子（磁極）轉(zhuǎn)子（電樞）換向器8.1直流電機的基本結(jié)構(gòu)8.1.1直流電機的基本結(jié)構(gòu)直流發(fā)電機直流電動機78.1直流電機的基本結(jié)構(gòu)81.定子部分

主要由機座、磁極電刷組件等組成。

定子剖面圖3.壓緊彈簧2.電刷4.刷辮1.刷握電刷裝置8.1直流電機的基本結(jié)構(gòu)92.轉(zhuǎn)子部分

主要由電樞鐵心、電樞繞組、換向器、風扇和轉(zhuǎn)軸等組成。

（a）轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖（b）電樞鐵心沖片8.1直流電機的基本結(jié)構(gòu)102.轉(zhuǎn)子部分

8.1直流電機的基本結(jié)構(gòu)118.1直流電機的基本結(jié)構(gòu)121)銅片2)套筒3)壓圈4)焊接電樞繞組的凸出部分

換向器(直流電機的構(gòu)造特征)8.1直流電機的基本結(jié)構(gòu)138.1直流電機的基本結(jié)構(gòu)

換向器靜止部分:定子旋轉(zhuǎn)部分:轉(zhuǎn)子中間有氣隙電磁方面：產(chǎn)生磁場和構(gòu)成磁路。機械方面：整個電機的支撐。作用主要部件：磁極、機座、換向極電刷、端蓋等作用感應(yīng)電動勢和產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，從而實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換主要部件：電樞鐵心、電樞繞組換向器、軸承和風扇等（電樞）8.1直流電機的基本結(jié)構(gòu)1.直流發(fā)電機的工作原理(a)初始位置

(b)180

位置圖8.2.1直流發(fā)電機的物理模型8.2直流電機的工作原理168.2直流電機的工作原理17直流發(fā)電機電刷間的電動勢：Φ是一個磁極的磁通，n是電樞轉(zhuǎn)速，Ce是與電機結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)。發(fā)電機:

電源的電動勢；電動機:

反電動勢。8.2直流電機的工作原理188.2直流電機的工作原理2.直流電動機的基本工作原理(a)初始位置

(b)180

位置8.2.2直流電動機的物理模型198.2直流電機的工作原理20發(fā)電機:

阻轉(zhuǎn)矩，與電樞轉(zhuǎn)動的方向或原動機的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的方向相反。電動機:

驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，它使電樞轉(zhuǎn)動。

直流電動機的電磁轉(zhuǎn)矩:CT是與電機結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)，T：單位是牛·米8.2直流電機的工作原理21發(fā)電機：將發(fā)電機電樞繞組內(nèi)的交變電動勢換成電樞之間的極性不變的電動勢。電動機：當線圈的有效邊從N(S)極下轉(zhuǎn)到S(N)極下時，其中電流的方向必須同時改變，以使電磁力的方向不變。換向器的作用8.2直流電機的工作原理22直流電動機示意圖直流發(fā)電機示意圖8.2直流電機的工作原理23

發(fā)電機運行

電動機運行E和Ia方向相同E和Ia方向相反E－電源電動勢E－反電動勢T－阻轉(zhuǎn)矩T－驅(qū)動轉(zhuǎn)矩T1＝T+T0

T=T2+T0

小結(jié)8.2直流電機的工作原理24他勵；并勵；串勵；復勵8.2直流電機的工作原理他勵并勵串勵復勵2.直流電動機的勵磁方式258.3.1.直流發(fā)電機穩(wěn)定運行時的基本關(guān)系8.3直流電機的穩(wěn)態(tài)電路分析UIfMIa+_ERfRaUMIa+_EUfRfRaIf（a）并勵（b）他勵

1.電勢平衡方程式268.3.1.直流發(fā)電機穩(wěn)定運行時的基本關(guān)系8.3直流電機的穩(wěn)態(tài)電路分析2.轉(zhuǎn)矩平衡方程式直流發(fā)電機穩(wěn)態(tài)運行時，作用于電樞上的轉(zhuǎn)矩共有三個：原動機拖動發(fā)電機轉(zhuǎn)子的輸入轉(zhuǎn)矩T1、電磁轉(zhuǎn)矩T、電機軸上的摩擦與損耗引起的空載轉(zhuǎn)矩T0。278.3.1.直流發(fā)電機穩(wěn)定運行時的基本關(guān)系8.3直流電機的穩(wěn)態(tài)電路分析3.功率關(guān)系P2為直流發(fā)電機輸出的電功率,PCua為電樞回路總銅耗

288.3.2直流電動機穩(wěn)態(tài)運行時的基本關(guān)系式UIfMIa+_ERfRa8.3直流電機的穩(wěn)態(tài)電路分析1.電勢平衡方程式292.轉(zhuǎn)矩平衡方程式3.功率關(guān)系4.額定轉(zhuǎn)矩與機械功率的關(guān)系8.3直流電機的穩(wěn)態(tài)電路分析308.4直流電動機的機械特性圖5.5.1直流電動機的機械特性曲線當電源電壓和勵磁磁通保持不變時，n與T之間的關(guān)系曲線31直流電動機的特點：磁通等于常數(shù)，電磁轉(zhuǎn)矩與電樞電流成正比。機械特性硬。理想空載轉(zhuǎn)速機械特性斜率堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩8.4直流電動機的機械特性32穩(wěn)定運行時：起動的初始瞬間：1.起動

起動電流大，額定電流的10-20倍。8.5直流電動機的運行331.起動限制起動電流的方法：轉(zhuǎn)子回路串電阻。8.5直流電動機的運行34直流電動機在起動或工作時，勵磁電路一定要接通，不能讓它斷開（起動時要滿勵磁）。1.當n=0時（靜止）2.有載時1.起動!8.5直流電動機的運行353.空載時1.起動8.5直流電動機的運行36調(diào)速方法：

（1）電樞串電阻調(diào)速；（2）改變電樞電壓調(diào)速；（3）改變磁通調(diào)速。2.調(diào)速8.5直流電動機的運行37(1

)電樞串電阻調(diào)速◆實現(xiàn)簡單，操作方便?！糁荒軐⑥D(zhuǎn)速向下調(diào)，輕載時調(diào)速效果較差?！糁荒軐崿F(xiàn)有級調(diào)速，平滑性差?！艚?jīng)濟性差。2.調(diào)速378.5直流電動機的運行38特點：◆可均勻調(diào)節(jié)電樞電壓，實現(xiàn)平滑的無級調(diào)速?！粽{(diào)速范圍較寬?！粽{(diào)速經(jīng)濟性較好?！敉顿Y費用較高。(2)改變電樞電壓調(diào)速圖8.5.4改變電樞電壓調(diào)速2.調(diào)速8.5直流電動機的運行39特點：◆調(diào)速平滑，可實現(xiàn)無級調(diào)速?！粽{(diào)速范圍不大?！艨刂品奖?，能量損耗小?！魴C械特性較硬，穩(wěn)定性較好。（3）改變磁通調(diào)速圖8.5.5調(diào)磁調(diào)速2.調(diào)速8.5直流電動機的運行40（1）改變磁通的