電機(jī)拖動(dòng)第三章

1、第三章直流電動(dòng)機(jī)原理，3.1.1直流電動(dòng)機(jī)的用途和基本工作原理，3.1.1直流電動(dòng)機(jī)的用途3.1.2直流電動(dòng)機(jī)的基本工作原理，3 . 1 . 1直流電動(dòng)機(jī)的用途，直流電動(dòng)機(jī)的用途直流電動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)轉(zhuǎn)換問(wèn)題(機(jī)械轉(zhuǎn)換、電子轉(zhuǎn)換)，永磁直流電動(dòng)機(jī)，3.1.2直流電動(dòng)機(jī)的基本工作原理，直流線圈在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)，線圈的兩個(gè)邊緣分別徐璐絕緣，與線圈和同軸旋轉(zhuǎn)的兩個(gè)銅連接，銅上分別壓著固定的刷子。刷子，交換板，1。直流電動(dòng)機(jī)原理，1 .電源直接轉(zhuǎn)換為A，電源負(fù)交換為B，從電流：A流出，從B流出。電磁轉(zhuǎn)矩：逆時(shí)針?lè)较?；線圈劉濤電動(dòng)勢(shì)：a是高電勢(shì)，b是低電勢(shì)。2 .線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)電源，直接切換到B片，電源切換到A片

2、負(fù)片，從電流：B流出來(lái)，從A流出來(lái)。電磁轉(zhuǎn)矩：逆時(shí)針?lè)较?；線圈劉濤電動(dòng)勢(shì)：b為高電勢(shì)，a為低電勢(shì)。結(jié)論：線圈內(nèi)部電流Ia交變，電動(dòng)勢(shì)Ea交變檢測(cè)，與電流方向相反，電磁轉(zhuǎn)矩T方向不變。2 .直流發(fā)電機(jī)原理，1 .原動(dòng)機(jī)提供機(jī)器扭矩T1，線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，交換板A連接刷子A，交換板B連接刷子B，線圈檢測(cè)電動(dòng)勢(shì)。a是高電位，B是低電位。電流：從a流出，從b流入。電磁轉(zhuǎn)矩：順時(shí)針?lè)较颍? .原動(dòng)機(jī)提供機(jī)器扭矩T1，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)線圈，交換板A連接刷子B，交換板B連接刷子A，線圈檢測(cè)電動(dòng)勢(shì)。b是高電位，A是低電位；電流：從b流出，從a流入。電磁轉(zhuǎn)矩：順時(shí)針?lè)较?；結(jié)論：線圈內(nèi)部電流I交變，電動(dòng)勢(shì)Ea交變檢測(cè)，刷

3、電動(dòng)勢(shì)方向不變，電磁轉(zhuǎn)矩T方向與T1相反。3 .直流電動(dòng)機(jī)工作原理的特點(diǎn)，1 .直流電動(dòng)機(jī)工作的關(guān)鍵部件是交換器和刷子。2.直流電動(dòng)機(jī)線圈內(nèi)部的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流由交變高刷輸入或輸出的電流方向一致，線圈接收的電磁轉(zhuǎn)矩是單向的。3.直流電動(dòng)機(jī)和直流發(fā)電機(jī)的基本機(jī)構(gòu)是相同的。有負(fù)載時(shí)，線圈內(nèi)部有劉濤電動(dòng)勢(shì)，線圈都受到電磁扭矩的作用，因此直流電動(dòng)機(jī)是可逆的。3.2直流電動(dòng)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)和型號(hào)，3.2.1主要結(jié)構(gòu)3.2.2銘牌數(shù)據(jù)3.2.3國(guó)產(chǎn)直流電動(dòng)機(jī)的主要系列，3.2.1直流電動(dòng)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)，直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)總體上包括定子和轉(zhuǎn)子的大部分。定子電機(jī)的靜態(tài)部分，轉(zhuǎn)子電機(jī)的運(yùn)動(dòng)部分，一般稱為電樞，直流電機(jī)的

4、核心結(jié)構(gòu)包括主極電樞繞組(線圈)換向器刷，1 .定子部分，1 .框架充當(dāng)機(jī)械支撐，是構(gòu)成直流電動(dòng)機(jī)磁路的部分。因此需要良好的磁性和寬松的機(jī)械強(qiáng)度，一般由鑄鋼或厚鋼板制成。定子部分主要包括支架、主極、整流極和刷裝置。2 .磁極將磁繞組固定在磁極鐵芯上，產(chǎn)生磁場(chǎng)，使電樞表面的氣隙磁密以一定的形狀分布在空間中。朱極鐵芯疊成11.5毫米的低碳鋼板。磁極，極化，支架，磁極，磁繞組，3。交換極通常用于1千瓦以上的直流電動(dòng)機(jī)，位置在兩個(gè)磁極之間，有助于電樞改變方向，消除或減弱電樞反應(yīng)。極深絕緣為全鋼或鋼板，然后層層疊疊，轉(zhuǎn)向一般被粗扁銅線包圍，并與電樞繞組連接。(莎士比亞，坦普林，鋼板，鋼板，鋼板，鋼板，鋼

5、板)，主極，整流極，4。刷裝置刷：用石墨制成的導(dǎo)電塊；筆刷掣點(diǎn)(筆刷方塊)；刷桿臂；辮子：用電動(dòng)機(jī)引出或引入電動(dòng)勢(shì)或電流，用細(xì)銅線編織。，帶恒壓彈簧的刷子夾點(diǎn)和刷子，2 .轉(zhuǎn)子部分，轉(zhuǎn)子部分主要包括電樞芯、電樞繞組、換向器、鉸鏈和軸承、風(fēng)扇等。轉(zhuǎn)子主體如圖所示。1 .電瓷鐵芯通常疊加有0.5毫米厚的低硅鋼板或冷軋硅鋼片，并用絕緣漆減少損失(渦流和磁滯損耗)。槽，齒，軸通風(fēng)口，軸向孔，2。電樞繞組是由帶絕緣的銅線包圍的N型線圈組件，內(nèi)置于電樞核心的插槽中。每個(gè)組件按照一定的規(guī)律連接到相應(yīng)的交換板，所有這些組件構(gòu)成電樞繞組。電樞繞組是直流電動(dòng)機(jī)的主要電路部分，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部件。3 .換

6、向器由許多換向器(由銅組成)組成。交換用徐璐云母片徐璐絕緣，全部用云母環(huán)絕緣土地。3 .端蓋，端蓋將定子和轉(zhuǎn)子連接在一起，兩個(gè)端蓋分別固定在定子底座的兩端，支撐轉(zhuǎn)子，端蓋也起到保護(hù)電機(jī)內(nèi)部的作用。直流電動(dòng)機(jī)整體原理圖，直流電動(dòng)機(jī)裝配圖，4，電動(dòng)機(jī)保護(hù)方案p336根據(jù)冷卻和保護(hù)方案分為開(kāi)路、保護(hù)、閉合和防爆。開(kāi)，沒(méi)有特殊保護(hù)裝置，精子兩側(cè)和末端蓋有通風(fēng)孔，轉(zhuǎn)子本身旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)移動(dòng)的空氣冷卻。能很好地散熱，容易進(jìn)入灰塵、水滴、鐵等雜質(zhì)，只能在清潔干燥的環(huán)境下使用。保護(hù)，用于中小型電動(dòng)機(jī)。座位下有通風(fēng)口，垂直下落的異物不易進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部。兩端蓋有進(jìn)氣口和出氣口，鉸鏈有風(fēng)扇。端蓋的入口和出口有孔的網(wǎng)罩，

7、以防止外部物體落在馬達(dá)上。散熱很好，但不能防止?jié)駳夂突覊m入侵，適合干燥、無(wú)腐蝕性、具有爆炸性氣體的環(huán)境。封閉，電機(jī)內(nèi)腔不與機(jī)器外部連接，僅通過(guò)電機(jī)外部表面的熱式冷卻。主要適用于空氣中灰塵、濕氣、腐蝕性成分等惡劣情況或液體(密封潛水泵)。可分為自冷卻、自風(fēng)扇冷卻、風(fēng)扇冷卻、風(fēng)管通風(fēng)和密封。外殼外表面有側(cè)邊散熱器，以增加冷卻面積，大容量電動(dòng)機(jī)通常進(jìn)行管道通風(fēng)，或通過(guò)其他風(fēng)扇循環(huán)電動(dòng)機(jī)的吹風(fēng)機(jī)。在防爆、封閉式電動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上，采用防爆形式制成，外殼具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，封閉得更加嚴(yán)密。適用于含有易燃易爆氣體(如礦山、油庫(kù)、天然氣站)的情況。馬達(dá)內(nèi)部逐漸積累的偶爾火花引起爆炸，這時(shí)確保爆炸不會(huì)擴(kuò)散到機(jī)器外

8、，從而引起嚴(yán)重事故。3.2.2馬達(dá)的銘牌資料，(1)馬達(dá)模型：通常用大寫印刷體的拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字表示。(2)額定容量(功率)(千瓦):由于溫度上升和轉(zhuǎn)換條件的限制，表示電動(dòng)機(jī)根據(jù)規(guī)定的運(yùn)行方式可以提供的功率。發(fā)電機(jī)：輸出功率電動(dòng)機(jī)：輸出的機(jī)械功率、連續(xù)、短時(shí)間、周期、(3)額定電壓(V):額定運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)插座末端的平均電壓值，直流電動(dòng)機(jī)通常不高。發(fā)電機(jī)：輸出端額定電壓電動(dòng)機(jī)：輸入端額定電壓，(4)額定電流，(a):額定情況下的電樞電流。發(fā)電機(jī)：馬達(dá)：(5)額定速度(r/min) (6)勵(lì)磁方式和額定勵(lì)磁電流(a)，他鼓勵(lì)，鼓勵(lì)，鼓勵(lì)，鼓勵(lì)，(7)定額、電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)計(jì)算、一臺(tái)直流發(fā)電機(jī)、銘

9、牌數(shù)據(jù)如下：這臺(tái)發(fā)電機(jī)的輸入功率和額定電流分別是多少？額定輸入功率：額定電流：直流電動(dòng)機(jī)，銘牌數(shù)據(jù)如下：馬達(dá)的輸入功率、額定電流和額定輸出扭矩分別是多少？解決：額定輸入功率：額定電流：額定輸出力矩：3.2.3國(guó)產(chǎn)直流電動(dòng)機(jī)主要系列產(chǎn)品，Z2-31，通用保護(hù)中小型直流電動(dòng)機(jī)，輔助設(shè)計(jì)，基本編號(hào)，鐵芯長(zhǎng)度序列號(hào)，Z2系列電動(dòng)機(jī)Z2系列電動(dòng)機(jī)，B級(jí)絕緣結(jié)構(gòu)還可以制造帶有速度測(cè)量發(fā)電機(jī)的衍生系列電動(dòng)機(jī)。Z2系列直流電動(dòng)機(jī)廣泛用于礦山、交通、織物印染、造紙、化工和機(jī)床等工業(yè)中需要調(diào)節(jié)速度的動(dòng)力拖動(dòng)場(chǎng)所。ZZJ2O800系列軋機(jī)輔助傳動(dòng)用直流電動(dòng)機(jī)是參照國(guó)際電委IEC3413軋機(jī)輔助傳動(dòng)電機(jī)技術(shù)條件標(biāo)準(zhǔn)制

10、造的，是鋼鐵工業(yè)的重要?jiǎng)恿υO(shè)備，在工作環(huán)境惡劣的情況下，能經(jīng)受頻繁啟動(dòng)、制動(dòng)、頻繁逆轉(zhuǎn)，重復(fù)大過(guò)載旋轉(zhuǎn)距離，主要用于工作輥、壓力裝置、滑竿張力輥。該系列電機(jī)采用多邊形結(jié)構(gòu)，空間利用率高，精子共軛堆積，為整流器供電，能經(jīng)受脈動(dòng)電流和電流的急劇變化(負(fù)載變化)。極點(diǎn)配置具有正確的位置，轉(zhuǎn)換良好。Z4系列直流電動(dòng)機(jī)廣泛用作冶金工業(yè)軋機(jī)傳動(dòng)、金屬切削機(jī)、紙張、印刷、織物、印染、水泥、塑料擠出機(jī)等多種機(jī)器的傳動(dòng)源。3.3.1直流電動(dòng)機(jī)的磁方式和磁場(chǎng)，3.3.1直流電動(dòng)機(jī)的磁方式3.3.2直流電動(dòng)機(jī)的空載磁場(chǎng)3.3.3直流電動(dòng)機(jī)的電樞反應(yīng)，3 . 3 . 1直流電動(dòng)機(jī)的磁方式，直流電動(dòng)機(jī)的磁方式勵(lì)磁方式不

11、同，直流電動(dòng)機(jī)的特性也不同。速度調(diào)節(jié)，啟動(dòng)，制動(dòng)，1，他鼓勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，磁電單獨(dú)由其他直流電源提供，磁圈線有很多繞線機(jī)，導(dǎo)線截面面積小，電阻大。2，直流電動(dòng)機(jī)，磁圈線平行于電動(dòng)機(jī)電樞的兩端。作為發(fā)電機(jī)，磁繞組與電樞共用相同的電源，與直流電機(jī)沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別。女子拳線的拳選手多，道線的斷面面積小，阻力大。3，直流電動(dòng)機(jī)，磁繞組與電樞電路連接，電樞電流也是磁電流。女子拳線的拳選手少，道線的截面積大，阻力小。4，直流電動(dòng)機(jī)，磁繞組的一部分與電樞電路連接，一部分與電樞電路平行。繞組首先與電樞電路平行連接，然后連接到磁圈線，接著連接到電樞，然后是與磁圈線平行的3.3.2直流電動(dòng)機(jī)的空載磁場(chǎng)。目前，大多數(shù)直流

12、電動(dòng)機(jī)的主磁場(chǎng)是由磁線圈中的直流勵(lì)磁電流引起的。(莎士比亞，DC，DC，DC，DC，DC，DC，DC，DC，DC)實(shí)際上，直流電動(dòng)機(jī)在負(fù)載下工作時(shí)，磁場(chǎng)由電動(dòng)機(jī)的每條繞組產(chǎn)生，例如磁繞組、電樞繞組、整流極繞組等。其中，女子權(quán)線起著主要作用。磁繞組有磁電流，其他繞組沒(méi)有電流時(shí)的磁場(chǎng)情況稱為電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行，也稱為空載運(yùn)行。主磁通、主磁極泄漏、磁繞組、電樞、直流電動(dòng)機(jī)的主磁路：固定、轉(zhuǎn)子間的氣隙(2段)、電樞齒(2段)、電樞軛、主磁極(2段)、定子軛。，空載氣隙磁密度空間分布波形，將勵(lì)磁繞組勵(lì)磁電流設(shè)置為If，將繞組勵(lì)磁電流設(shè)置為Wy，從圖中提取的磁路磁通電勢(shì)為2 IfWy2 Fy，定子磁軛，主磁極

13、，電樞磁軛，電樞齒，氣隙，磁路歐姆的規(guī)律，其中實(shí)際氣隙磁密度的分布不均勻。磁極中心附近的磁密度大，磁極末端的磁密度小，在磁極之間的幾何中心線處磁密度為零?？蛰d均勻氣隙的氣隙磁密度、極體、極靴、異孔材料磁化特性，我們將空載氣隙各極體與空載磁通或空載勵(lì)磁電流之間的關(guān)系稱為直流電動(dòng)機(jī)的空載磁化特性?？蛰d磁化特性曲線、氣隙線、空載磁化特性曲線的特性3360飽和現(xiàn)象，磁通量小時(shí)總磁位置磁通量大，磁體材料飽和時(shí)，磁性材料的磁位下降激增，空載特性飽和特性。3.5電樞電動(dòng)勢(shì)和電磁扭矩，3.5.1電樞電動(dòng)勢(shì)3.5.2電磁扭矩，3.5.1電樞電動(dòng)勢(shì)，電樞電動(dòng)勢(shì)定義為直流電動(dòng)機(jī)正負(fù)刷之間的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，即電樞繞組的每

14、個(gè)分支中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。導(dǎo)體的電動(dòng)勢(shì)：一分支中導(dǎo)體的數(shù)目，電動(dòng)勢(shì)常數(shù)，WB，R/MIN電動(dòng)勢(shì)方向也由磁通量方向和馬達(dá)旋轉(zhuǎn)速度方向決定。3.5.2電磁力矩，導(dǎo)體接收的平均電磁力矩為：N根導(dǎo)體接收的電磁力矩為：電樞總電流，轉(zhuǎn)矩常數(shù)，Wb，A，N.m，結(jié)論：已制造的電動(dòng)機(jī)電磁力矩方向也由磁通方向和電樞電流方向確定。扭矩常數(shù)CT與電動(dòng)勢(shì)常數(shù)Ce的關(guān)系如下：例如：一個(gè)八極直流電動(dòng)機(jī)，元件總數(shù)為S，電樞繞組旋轉(zhuǎn)速度為N。用單個(gè)堆棧和單個(gè)波的方式纏繞各卷線時(shí)，哪種感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)更大？如果電樞繞組通過(guò)相同的直流電流，則該繞組產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩更大。分析：直流電動(dòng)機(jī)輸出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁扭矩分別為：也就是說(shuō)，單波繞組輸出的

15、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩更大。例如：如何改變直流發(fā)電機(jī)的電壓極性？如何改變直流電動(dòng)機(jī)的方向？改變鼓勵(lì)直流發(fā)電機(jī)電壓極性的方法。更改原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換。改變磁電壓的極性，改變直流電動(dòng)機(jī)方向的方法，即改變電樞電壓的極性的方法。改變勵(lì)磁電壓的極性，是同時(shí)進(jìn)行激勵(lì)、激勵(lì)、復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)電源電壓的極性變化，能改變這臺(tái)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向嗎？怎么了？如何改變方向？為了改變和鼓勵(lì)、馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)，只要將磁繞組與電樞繞組的反極性連接起來(lái)，電源電壓極性就不會(huì)改變，3.5.3直流電動(dòng)機(jī)的電樞反應(yīng)，電機(jī)有負(fù)載時(shí)電樞繞組有電樞電流，電樞電流也產(chǎn)生磁通。這叫電樞磁通。電樞磁力改變氣隙磁密度分布和每極磁通量大小。這稱為電樞反應(yīng)。解決方法：添加校正繞組和整流繞組。電樞反應(yīng)的影響：1，合成磁場(chǎng)歪斜，主磁場(chǎng)軸不在主磁極中心線，空氣間距大于0的部分偏離幾何中性線。2、消磁效果。增強(qiáng)，削弱，削弱，增強(qiáng)，幾何中立，物理中立，電樞反應(yīng)消除方法：(1)添加整流極(2)安裝補(bǔ)償繞組。3.6直流發(fā)電機(jī)，3.6.1直流發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行基本方程3.6.2直流發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行功率關(guān)系3.6.3他鼓勵(lì)直流發(fā)電機(jī)運(yùn)行特性3.6.4，直流發(fā)電機(jī)，3.6.1直流發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行基本方程，發(fā)電機(jī)實(shí)踐，3發(fā)電機(jī)空載損耗(不變損耗)，發(fā)電機(jī)供電負(fù)荷的功率，他建議直流發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行特性3 . 6 . 4示例直流發(fā)電機(jī)，PN=10