《電氣控制技術(shù)與應(yīng)用》課件 單元一 課題1.1 常用電動機結(jié)構(gòu)與工作原理(一、直流電動機部分)

單元一電氣控制基本知識課題一

常用電動機結(jié)構(gòu)與工作原理（一、直流電動機部分）一、教學(xué)目標(biāo)二、電動機的分類及其特點三、直流電動機的結(jié)構(gòu)和工作原理（一）直流電動機的結(jié)構(gòu)（二）直流電動機的工作原理（三）直流電動機連接方式（四）他勵式直流電動機的重要特性（五）直流電動機的銘牌（六）直流電動機的優(yōu)缺點四、課題小結(jié)目錄（一）知識目標(biāo)1．了解三種電動機的基本結(jié)構(gòu)及其主要作用；2．掌握三種電動機的工作原理和正反轉(zhuǎn)實現(xiàn)要求；3．掌握三種電動機的啟動特點、啟動要求和各種啟動方法；4．了解電動機的固有（自然）機械特性與人為機械特性的概念及特點5．了解三種電動機的的性能和特點。一、教學(xué)目標(biāo)（二）能力目標(biāo)1．熟悉直流電動機的型號意義；銘牌參數(shù)；接線端子的連接情況；2．熟悉和掌握三相鼠籠式異步電動機的型號意義；銘牌參數(shù)；接線端子的連接情況；3．熟悉和掌握三相繞線式異步電動機的型號意義；銘牌參數(shù)；接線端子的連接情況。1.按照電能的使用情況進行分類:二、電動機的分類及其特點2.按照防護型式分類：可分為開啟式、防護式、封閉式、防爆式、防水式、潛水式等。3.按安裝結(jié)構(gòu)型式分類：可分為臥式、立式等。4.按絕緣等級分類：可分為E級、B級、F級、H級等。5.按冷卻方式分類：可分為自冷式、自扇風(fēng)冷式、他扇風(fēng)冷式等。（一）直流電動機的結(jié)構(gòu)直流電動機的結(jié)構(gòu)由定子部分（靜止部分）、電樞部分（旋轉(zhuǎn)部分）和機座等部分組成。三、直流電動機的結(jié)構(gòu)和工作原理

直流電動機的外形圖和總裝配圖直流電動機的結(jié)構(gòu)圖1、定子部分定子部分由主磁極、換向磁極、機座、電刷裝置、端蓋和軸承等部分組成。定子的作用一是產(chǎn)生磁場和構(gòu)成磁路；二是對電動機起支撐作用。（1）主磁極------

主磁極的作用是產(chǎn)生恒定主磁場。主磁極上的線圈是用來產(chǎn)生主磁通的，稱為勵磁繞組。（2）換向磁極------換向磁極又稱為附加極。用來改善換向，減小電機運行時電刷與換向器之間可能產(chǎn)生的換向火花。換向繞組與電樞繞組串聯(lián)。向磁極的極性根據(jù)換向要求確定。3）機座-----

電動機定子的外殼稱為機座。機座的作用有兩個：一是用來固定主磁極、換向極和端蓋，并起整個電機的支撐和固定作用；二是磁路的一部分。

（4）電刷裝置------電刷的作用是與換向器配合引入、引出電流。（5）端蓋-----電動機中的端蓋主要起支撐作用。電樞又稱轉(zhuǎn)子，是電動機的轉(zhuǎn)動部分，其作用是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩，從而實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換。電樞（轉(zhuǎn)子）由電樞鐵芯、電樞繞組、換向器、轉(zhuǎn)軸、軸承和風(fēng)扇等部分組成。2、電樞（轉(zhuǎn)子）部分①

電樞鐵芯-----電樞鐵芯用0.35mm或0.5mm厚的涂有絕緣漆的硅鋼片沖片疊成。②

電樞繞組-----電樞繞組是電動機的核心部件。③

換向器-----換向器的作用是與電刷配合，將直流電動機輸入的直流電流轉(zhuǎn)換成電樞繞組內(nèi)的交變電流或是將直流發(fā)電機電樞繞組中的交變電動勢轉(zhuǎn)換成輸出的直流電壓。④轉(zhuǎn)軸

轉(zhuǎn)軸起支撐轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用。⑤風(fēng)扇

用來降低運行中電動機的溫升。⑥空氣隙

主磁極的極靴和電樞間的間隙稱為空氣隙，是磁路的重要組成部分。（二）直流電動機的工作原理圖中：N和S代表主磁極；線圈連著換向片。電刷A、B在空間上固定不動。換向器與電刷配合，可以始終保持經(jīng)過N極下的電樞繞組與電刷A（電源負(fù)極）相連，經(jīng)過S極下的電樞繞組與電刷B（電源正極）相連，這樣就將外加輸入的直流電流轉(zhuǎn)換成電樞繞組內(nèi)的交變電流，確保電動機保持恒定方向旋轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)將電能轉(zhuǎn)換成機械能并拖動生產(chǎn)機械，這就是直流電動機的工作原理。直流電動機的工作原理（三）直流電動機連接方式

直流電動機按勵磁方式可分為他勵式、并勵式、串勵式、復(fù)勵式四類。圖1-1-1-8直流電動機的連接方式1、他勵式直流電動機的正反轉(zhuǎn)改變他勵直流電動機轉(zhuǎn)向的方法有兩種：一是改變勵磁繞組的極性，即改變磁場的方向，但需保持電樞繞組的極性不變。二是改變電樞繞組的極性，但需保持勵磁繞組的極性不變。（四）他勵式直流電動機的重要特性2、他勵式直流電動機的啟動電動機的啟動是指電動機接通電源后，由靜止?fàn)顟B(tài)加速到穩(wěn)定運行狀態(tài)的過程。他勵直流電動機在額定電壓下直接啟動，啟動電流為

很大，通?？蛇_(dá)到（10～20）IN。過大的啟動電流會使電動機的換向嚴(yán)重惡化、損壞電樞繞組和傳動機構(gòu)、會引起電網(wǎng)電壓下降。（1）電樞回路串電阻降壓啟動圖1-1-9他勵式直流電動機電樞串電阻啟動機械特性當(dāng)直流電源電壓可調(diào)時，可以采用降壓方法啟動。生產(chǎn)實踐中常用的降壓啟動方式方法有兩種，一是在二極管橋式整流前使用調(diào)壓器降低整流電路的輸入電壓實現(xiàn)降壓啟動，二是通過改變晶閘管可控整流的導(dǎo)通角，達(dá)到降低晶閘管整流橋的直流輸出電壓實現(xiàn)降壓啟動。（2）電樞降壓啟動直流電動機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩之間的函數(shù)關(guān)系式為：改變電動機轉(zhuǎn)速的方法有三種：（a）是改變電樞電壓調(diào)速；（b）是改變定子勵磁強弱調(diào)速；（c）是在電樞回路串入電阻進行調(diào)速。3、他勵（并勵）直流電動機的調(diào)速特性固有（自然）機械特性和人為機械特性圖1-1-11降低電樞電壓的機械特性圖1-1-10直流電動機固有機械特性圖1-1-12直流電動機轉(zhuǎn)子串電阻機械特性圖1-1-13直流電動機勵磁降壓機械特性直流電動機的制動有：機械制動和電氣制動兩種。（1）機械制動具有快速、準(zhǔn)確的優(yōu)點，但是對于高速、慣性大的設(shè)備，機械沖擊比較大。（2）電氣制動則具有制動相對平穩(wěn)、制動轉(zhuǎn)矩容易控制的特點。電氣制動又分為:能耗制動、反接制動和回饋制動三種方式。4、他勵式直流電動機的制動1、型號---電機的產(chǎn)品型號表示電機的結(jié)構(gòu)和使用特點，國產(chǎn)電機型號一般采用大寫的漢語拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字表示。2、額定功率PN---指在額定條件下電動機所能供給的功率，單位為KW。3、額定電壓UN4、額定電流ＩN5、額定轉(zhuǎn)速nN（五）直流電動機的銘牌6、額定勵磁電壓和電流

IfN7、勵磁方式——指直流電機的勵磁線圈與其電樞線圈的連接方式。8、定額——指電動機在額定值時允許持續(xù)運行的時間。一般分為連續(xù)、短時和斷續(xù)三種。9、溫升——指電動機在額定運行時，允許發(fā)熱的最高溫度與周圍環(huán)境溫度之差。10、絕緣等級——指電動機所采用的絕緣材料的耐熱等級。1、直流電動機的優(yōu)點①調(diào)速性能好、調(diào)速范圍大、調(diào)速均勻平滑且