直流电机课件PPT文档格式.ppt

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易于平滑调节。

（2）

（2）起动、制动转矩大起动、制动转矩大起动、制动转矩大起动、制动转矩大,易于快速起动、停车。

易于快速起动、停车。

（3）（3）易于控制。

易于控制。

应用应用应用应用:

（1）

（1）轧钢机、电气机车、中大型龙门刨床、轧钢机、电气机车、中大型龙门刨床、轧钢机、电气机车、中大型龙门刨床、轧钢机、电气机车、中大型龙门刨床、矿山竖井矿山竖井矿山竖井矿山竖井提升机以及起重设备提升机以及起重设备提升机以及起重设备提升机以及起重设备等调速范围大的大型设备。

等调速范围大的大型设备。

（2）

（2）用蓄电池做电源的地方，如汽车、拖拉机等用蓄电池做电源的地方，如汽车、拖拉机等用蓄电池做电源的地方，如汽车、拖拉机等用蓄电池做电源的地方，如汽车、拖拉机等1.1.1直流电动机的构造直流电动机的构造极掌极掌极掌极掌极心极心极心极心励磁绕组励磁绕组励磁绕组励磁绕组机座机座机座机座转子转子转子转子直流电动机的磁极和磁路直流电动机的磁极和磁路直流电动机的磁极和磁路直流电动机的磁极和磁路直流电机由定直流电机由定子子（磁极磁极）、转子、转子（电枢电枢）和机座等和机座等部分构成。

部分构成。

SSNN+NN+SS+2.2.转子转子转子转子（电枢电枢电枢电枢）由铁心、绕组（线圈）、换向器组成。

由铁心、绕组（线圈）、换向器组成。

1.1.磁极磁极磁极磁极永磁式永磁式永磁式永磁式:

由永久磁铁做成。

励磁式励磁式励磁式励磁式:

磁极上绕线圈，线圈中通过直流电，形磁极上绕线圈，线圈中通过直流电，形成电磁铁。

成电磁铁。

励磁励磁励磁励磁:

磁极上的线圈通以直流电产生磁通，称为磁极上的线圈通以直流电产生磁通，称为励磁。

励磁。

电枢铁心：

由硅钢片叠装而成。

电枢绕组：

单个绕组元件组成。

用来在电机中产生磁场。

1.1.他励电动机他励电动机他励电动机他励电动机励磁绕组和电枢绕组分别由两个直流电源供电。

励磁绕组和电枢绕组分别由两个直流电源供电。

1.1.2直流电机的分类直流电机的分类直流电机按照励磁方式可分为他励电动机、并直流电机按照励磁方式可分为他励电动机、并励电动机、串励电动机和复励电动机励电动机、串励电动机和复励电动机2.2.并励电动机并励电动机并励电动机并励电动机励磁绕组和电枢绕组并联，由一个直流电源供电。

励磁绕组和电枢绕组并联，由一个直流电源供电。

UUfIaM+_+_If他励他励他励他励IaUM+_If+_IE并励并励并励并励4.4.复励电动机复励电动机复励电动机复励电动机励磁线圈与转子电枢的联接有串有并，接在同励磁线圈与转子电枢的联接有串有并，接在同励磁线圈与转子电枢的联接有串有并，接在同励磁线圈与转子电枢的联接有串有并，接在同一电源上。

一电源上。

3.3.串励电动机串励电动机串励电动机串励电动机励磁线圈与转子电枢串联接到同一电源上。

励磁线圈与转子电枢串联接到同一电源上。

串励串励串励串励UIa+_IfM复励复励U+_IMIa1.2直流电机的基本工作原理直流电机的基本工作原理1.2直流电机的基本工作原理直流电机的基本工作原理IU+SbNacd直流电从两电刷之间通入电枢绕组，电枢电流直流电从两电刷之间通入电枢绕组，电枢电流方向方向如图所示。

由于换向片和电源固定联接，无论如图所示。

由于换向片和电源固定联接，无论线圈怎样转动，总是线圈怎样转动，总是S极有效边的电流方向向里极有效边的电流方向向里,N极有效边的电流方向向外。

电动机电极有效边的电流方向向外。

电动机电枢枢绕组通电后绕组通电后中受力中受力（左手定则左手定则）按顺时针方向旋转按顺时针方向旋转。

U+U+电刷电刷换向片换向片U+IFFTn换向器作用：

换向器作用：

将外部直流电将外部直流电转换成内部的转换成内部的直流电，以保直流电，以保持转矩方向不持转矩方向不变。

变。

U+EETnSbNdFFacII换向片换向片电刷电刷线圈在磁场中旋转，将在线圈中产生感应电动线圈在磁场中旋转，将在线圈中产生感应电动线圈在磁场中旋转，将在线圈中产生感应电动线圈在磁场中旋转，将在线圈中产生感应电动势。

由右手定则，感应电动势的方向与电流的方向势。

由右手定则，感应电动势的方向与电流的方向相反。

相反。

KE:

与电机结构有关的常数与电机结构有关的常数n:

电动机转速电动机转速：

磁通磁通1.1.电枢感应电动势电枢感应电动势电枢感应电动势电枢感应电动势E=KEnU+EETnSbNdFFacII换向片换向片电刷电刷由图可知，由图可知，由图可知，由图可知，电枢感应电动势电枢感应电动势电枢感应电动势电枢感应电动势EE与电枢电流或外与电枢电流或外与电枢电流或外与电枢电流或外加电压方向总是相反，所以称加电压方向总是相反，所以称加电压方向总是相反，所以称加电压方向总是相反，所以称反电势反电势反电势反电势。

式中：

UU外加电压外加电压外加电压外加电压RRaa绕组电阻绕组电阻绕组电阻绕组电阻2.2.电枢回路电压平衡式电枢回路电压平衡式电枢回路电压平衡式电枢回路电压平衡式RaIaE+UMKKTT:

与电机结构有关的常数与电机结构有关的常数与电机结构有关的常数与电机结构有关的常数:

线圈所处位置的磁通线圈所处位置的磁通线圈所处位置的磁通线圈所处位置的磁通IIaa：

电枢绕组中的电流：

电枢绕组中的电流3.3.电磁转矩电磁转矩电磁转矩电磁转矩单位单位单位单位:

（韦伯韦伯韦伯韦伯），IIaa（安安安安），TT（牛顿牛顿牛顿牛顿米米米米）直流电动机电枢绕组中的电流直流电动机电枢绕组中的电流直流电动机电枢绕组中的电流直流电动机电枢绕组中的电流（电枢电流电枢电流电枢电流电枢电流IIaa）与磁与磁与磁与磁通通通通相互作用，产生电磁力和电磁转矩，直流电机的相互作用，产生电磁力和电磁转矩，直流电机的相互作用，产生电磁力和电磁转矩，直流电机的相互作用，产生电磁力和电磁转矩，直流电机的电磁转矩公式为电磁转矩公式为电磁转矩公式为电磁转矩公式为4.4.转矩平衡关系转矩平衡关系转矩平衡关系转矩平衡关系电动机的电磁转矩电动机的电磁转矩电动机的电磁转矩电动机的电磁转矩TT为驱动转矩为驱动转矩为驱动转矩为驱动转矩,它使电枢转动。

它使电枢转动。

在电机运行时，电磁转矩必须和机械负载转矩及空在电机运行时，电磁转矩必须和机械负载转矩及空在电机运行时，电磁转矩必须和机械负载转矩及空在电机运行时，电磁转矩必须和机械负载转矩及空载损耗转矩相平衡，即载损耗转矩相平衡，即载损耗转矩相平衡，即载损耗转矩相平衡，即TT=KKTTIIaa当电动机轴上的机械负载发生变化时，通过电动当电动机轴上的机械负载发生变化时，通过电动当电动机轴上的机械负载发生变化时，通过电动当电动机轴上的机械负载发生变化时，通过电动机转速、电动势、电枢电流的变化，电磁转矩将自动机转速、电动势、电枢电流的变化，电磁转矩将自动机转速、电动势、电枢电流的变化，电磁转矩将自动机转速、电动势、电枢电流的变化，电磁转矩将自动调整，以适应负载的变化，保持新的平衡。

调整，以适应负载的变化，保持新的平衡。

转矩平衡过程转矩平衡过程转矩平衡过程转矩平衡过程TT22:

机械负载转矩机械负载转矩机械负载转矩机械负载转矩TT00:

空载转矩空载转矩空载转矩空载转矩例：

例：

设外加电枢电压设外加电枢电压U一定，一定，T=T2（平衡平衡），此时，此时，若若T2突然增加，则调整过程为突然增加，则调整过程为达到新的平衡点达到新的平衡点（Ia、P入入）。

T2nIaTE1.3直流电动机的机械特性直流电动机的机械特性特点特点:

励磁绕组与电枢并联励磁绕组与电枢并联由图可求得由图可求得由上分析可知：

由上分析可知：

当电源电压当电源电压U和励磁回路的电阻和励磁回路的电阻Rf一定时一定时,励励磁电流磁电流If和磁通和磁通不变，即不变，即不变，即不变，即=常数常数常数常数。

则则IaUM+_If+_IE1.3直流电动机的机械特性直流电动机的机械特性令：

令：

TT=KKTTIIaa=KKIIaa即：

并励电动机的磁通即：

并励电动机的磁通=常数，转矩与电枢电流常数，转矩与电枢电流常数，转矩与电枢电流常数，转矩与电枢电流成正比。

成正比。

由以下公式由以下公式求得求得求得求得IaUM+_If+_IE式中：

nn=ff（TT）特性曲线特性曲线特性曲线特性曲线n0nNTN并励电动机在负载变化并励电动机在负载变化并励电动机在负载变化并励电动机在负载变化时，时，时，时，转速转速转速转速nn的变化不大的变化不大的变化不大的变化不大硬机械特性（自然特性）。

硬机械特性（自然特性）。

改变电枢电压和电枢回路串电阻可得人工特性