直流电机的励磁方式.docx
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直流电机的励磁方式
直流电机的励磁方式
2008/06/040:
35
直流电机的励磁方式是指对励磁绕组如何供电、产生励磁磁通势而建立主磁场的问题。
根据励磁方式的不同，直流电机可分为下列几种类型。
1．他励直流电机
励磁绕组与电枢绕组无联接关系，而由其他直流电源对励磁绕组供电的直流电机称为他励直流电机，接线如图1.23（a）所示。
图中M表示电动机，若为发电机，则用G表示。
永磁直流电机也可看作他励直流电机。
2．并励直流电机
并励直流电机的励磁绕组与电枢绕组相并联，接线如图1.23（b）所示。
作为并励发电机来说，是电机本身发出来的端电压为励磁绕组供电；作为并励电动机来说，励磁绕组与电枢共用同一电源，从性能上讲与他励直流电动机相同。
3．串励直流电机
串励直流电机的励磁绕组与电枢绕组串联后，再接于直流电源，接线如图1.23（c）所示。
这种直流电机的励磁电流就是电枢电流。
4．复励直流电机
复励直流电机有并励和串励两个励磁绕组，接线如图1.23（d）所示。
若串励绕组产生的磁通势与并励绕组产生的磁通势方向相同称为积复励。
若两个磁通势方向相反，则称为差复励。
不同励磁方式的直流电机有着不同的特性。
一般情况直流电动机的主要励磁方式是并励式、串励式和复励式，直流发电机的主要励磁方式是他励式、并励式和和复励式。
图1.23直流电机的励磁方式
a）他励；b）并励；c）串励；d）复励
X电容和Y电容的一些知识
2008/07/048:
42
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在交流电源输入端,一般需要增加3个安全电容来抑制EMI传导干扰。
交流电源输入分为3个端子：
火线（L）/零线（N）/地线（G）。
在火线和地线之间以及在零线和地线之间并接的电容,一般统称为Y电容。
这两个Y电容连接的位置比较关键,必须需要符合相关安全标准,以防引起电子设备漏电或机壳带电,容易危及人身安全及生命。
它们都属于安全电容,从而要求电容值不能偏大,而耐压必须较高。
一般情况下,工作在亚热带的机器,要求对地漏电电流不能超过0.7mA;工作在温带机器,要求对地漏电电流不能超过0.35mA。
因此,Y电容的总容量一般都不能超过4700PF（472）。
特别指出：
作为安全电容的Y电容,要求必须取得安全检测机构的认证。
Y电容外观多为橙色或蓝色,一般都标有安全认证标志（如UL、CSA等标识）和耐压AC250V或AC275V字样。
然而,其真正的直流耐压高达5000V以上。
必须强调,Y电容不得随意使用标称耐压AC250V或者DC400V之类的普通电容来代用。
在火线和零线抑制之间并联的电容,一般称之为X电容。
由于这个电容连接的位置也比较关键,同样需要符合相关安全标准。
X电容同样也属于安全电容之一。
根据实际需要,X电容的容值允许比Y电容的容值大,但此时必须在X电容的两端并联一个安全电阻,用于防止电源线拔插时,由于该电容的充放电过程而致电源线插头长时间带电。
安全标准规定,当正在工作之中的机器电源线被拔掉时,在两秒钟内,电源线插头两端带电的电压（或对地电位）必须小于原来额定工作电压的30%。
作为安全电容之一的X电容,也要求必须取得安全检测机构的认证。
X电容一般都标有安全认证标志和耐压AC250V或AC275V字样,但其真正的直流耐压高达2000V以上,使用的时候不要随意使用标称耐压AC250V或者DC400V之类的的普通电容来代用。
通常,X电容多选用耐纹波电流比较大的聚脂薄膜类电容。
这种类型的电容,体积较大,但其允许瞬间充放电的电流也很大,而其内阻相应较小。
普通电容纹波电流的指标都很低,动态内阻较高。
用普通电容代替X电容,除了电容耐压无法满足标准之外,纹波电流指标也难以符合要求。
根據IEC60384-14,電容器分為X電容及Y電容,
1.X電容是指跨於L-N之間的電容器,
2.Y電容是指跨於L-G/N-G之間的電容器.
（L=Line,N=Neutral,G=Ground）
X電容底下又分為X1,X2,X3,主要差別在於:
1.X1耐高壓大於2.5kV,小於等於4kV,
2.X2耐高壓小於等於2.5kV,
3.X3耐高壓小於等於1.2kV
Y電容底下又分為Y1,Y2,Y3,Y4,主要差別在於:
（耐直流电压等级）
1.Y1耐高壓大於8kV,
2.Y2耐高壓大於5kV,
3.Y3耐高壓n/a
4.Y4耐高壓大於2.5kV
它们用在电源滤波器里,起到电源滤波作用,分别对共模,差模工扰起滤波作用.
安规电容是指用于这样的场合，即电容器失效后，不会导致电击，不危及人身安全.它包括了X电容和Y电容。
x电容是跨接在电力线两线（L-N）之间的电容，一般选用金属薄膜电容；Y电容是分别跨接在电力线两线和地之间（L-E，N-E）的电容，一般是成对出现。
基于漏电流的限制，Y电容值不能太大，一般X电容是uF级，Y电容是nF级。
X电容抑制差模干扰，Y电容抑制共模干扰。
安规电容安全等级
安规电容安全等级 应用中允许的峰值脉冲电压 过电压等级（IEC664）
X1 >2.5kV≤4.0kV Ⅲ
X2 ≤2.5kV Ⅱ
X3 ≤1.2kV ——
安规电容安全等级 绝缘类型 额定电压范围
Y1 双重绝缘或加强绝缘 ≥250V
Y2 基本绝缘或附加绝缘 ≥150V≤250V
Y3 基本绝缘或附加绝缘 ≥150V≤250V
Y4 基本绝缘或附加绝缘 <150V
Y电容的电容量必须受到限制，从而达到控制在额定频率及额定电压作用下，流过它的漏电流的大小和对系统EMC性能影响的目的。
GJB151规定Y电容的容量应不大于0.1uF。
Y电容除符合相应的电网电压耐压外，还要求这种电容器在电气和机械性能方面有足够的安全余量，避免在极端恶劣环境条件下出现击穿短路现象，Y电容的耐压性能对保护人身安全具有重要意义。
再补充一点选择应注意的地方：
一.抑制电源电磁干扰用电容器
当在电源跨线电路中使用电容器来消除噪音时，不仅仅只有正常电压，还必须考虑到异常的脉冲电压（如闪电）的产生，这可能会导致电容器冒烟或者起火。
所以，跨线电容器的安全标准对于在不同国家有严格规定，故必须使用经过安全认证的电容器。
二.不允许将直流电容器用作跨线电容器使用：
对于X2类抑制电源电磁干扰用电容器应适用于在电容器失效时不会导致电击危险的场合，如电源跨线路连接，可承受2.5kV的脉冲电压。
对于Y2类抑制电源电磁干扰用电容器应适用于在电容器失效时不会导致电击危险的场合，用于电源跨线路连接时，能承受5kV的脉冲电压冲击，不致发生击穿现象。
1.X电容，聚苯乙烯（薄膜乙烯）电容，聚苯乙烯的耐电压较高，适合EMI电路的高压脉冲吸收作用。
2.容量计算：
一般两级X电容，前一级用0.47uF,第二基用0.1uF；单级则用0.47uF.目前还没有比较方便的计算方法。
（电容容量的大小和电源的功率无直接关系）
X电容所说的是峰值电压，不是额定电压，X电容一般用MPX（金属化聚丙烯模电容）他们的额定电压也是几百伏，如一种X2标示为MPX-X2-250VAC/275VAC。
直流电机的励磁方式
2008/06/040:
35
直流电机的励磁方式是指对励磁绕组如何供电、产生励磁磁通势而建立主磁场的问题。
根据励磁方式的不同，直流电机可分为下列几种类型。
1．他励直流电机
励磁绕组与电枢绕组无联接关系，而由其他直流电源对励磁绕组供电的直流电机称为他励直流电机，接线如图1.23（a）所示。
图中M表示电动机，若为发电机，则用G表示。
永磁直流电机也可看作他励直流电机。
2．并励直流电机
并励直流电机的励磁绕组与电枢绕组相并联，接线如图1.23（b）所示。
作为并励发电机来说，是电机本身发出来的端电压为励磁绕组供电；作为并励电动机来说，励磁绕组与电枢共用同一电源，从性能上讲与他励直流电动机相同。
3．串励直流电机
串励直流电机的励磁绕组与电枢绕组串联后，再接于直流电源，接线如图1.23（c）所示。
这种直流电机的励磁电流就是电枢电流。
4．复励直流电机
复励直流电机有并励和串励两个励磁绕组，接线如图1.23（d）所示。
若串励绕组产生的磁通势与并励绕组产生的磁通势方向相同称为积复励。
若两个磁通势方向相反，则称为差复励。
不同励磁方式的直流电机有着不同的特性。
一般情况直流电动机的主要励磁方式是并励式、串励式和复励式，直流发电机的主要励磁方式是他励式、并励式和和复励式。
图1.23直流电机的励磁方式
a）他励；b）并励；c）串励；d）复励
整流与滤波及线性串联型稳压电源的原理
2008/05/300:
44
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一、整流与滤波电路
整流电路的任务是利用二极管的单向导电性，把正、负交变的50Hz电网电压变成单方向脉动的直流电压。
整流电路只是将交流电变换为单方向的脉动电压和电流，由于后者含有较大的交流成分，通常还需在整流电路的输出端接入滤波电路，以滤除交流分量，从而得到平滑的直流电压。
由波形可知：
1.开关S打开时，电容两端电压为变压器付边的最大值
。
2.开关S闭合，即为电容滤波电阻负载，当变压器付边电压大于电容上电压时
，电容充电，输出电压升高，当
时电容放电，输出下降。
如此充电快，放电慢的不断反复，在负载上将得到比较平滑的输出电压。
当负载电阻越大时，放电越慢，纹波电压越小，负载电阻小时，放电快，纹波大，而且输出电压低。
为此有三种情况下的输出电压估算值：
1）电容滤波，负载开路时
。
2）无电容滤波，电阻负载时，输出电压平均值为：
。
3）电容滤波，电阻负载时通常用下式进行估算
，通常按
估算。
为确保二极管安全工作，要求：
不同电子设备要求其电源电压的平滑程度不同，为此可采用不同的滤波电路。
常见的有电容滤波、电感滤波和复式滤波电路（两个或两个以上滤波元件组成）。
二、线性串联型稳压电路
整流滤波后的电压是不稳压的，在电网电压或负载变化时，该电压都会产生变化，而且纹波电压又大。
所以，整流滤波后，还须经过稳压电路，才能使输出电压在一定的范围内稳定不变。
1.稳压电路（电源）的主要性能指标
输出的稳定电压值Vo，最大输出电流Imax，输出纹波电压V～，稳压系数（电压调整率）
，
该值越小，稳定性越好
。
输出电阻（内阻）
，
，内阻越小越好。
2.串联型稳压电路的基本结构基本思路：
串联型：
当输入电压（VI）改变时，能自动调节（VCE）电压的大小，使输出电压（Vo）保持恒定。
例如：
VI↑→Vo↑→经取样和放大电路后→IB↓→VCE↑→Vo↓
串联型稳压电路基本结构：
VI是整流滤波后的电压，T为调整管，A为比较放大电路，VREF为基准电压，它由稳压管Dz与限流电阻R构成。
R1与R2组成反馈网络，是用来反映输出电压变化的取样环节。
电路也可以改画成以下形式，以便看图方便。
如把串联稳压电路看作反馈放大器（输入为VI，输出为Vo），则这种电路属于电压串联负反馈。
在深度负反馈条件下
，
，
。
这种稳压电路的主回路由调整管T与负载相串联构成，且T工作在线性状态，故称为线性串联式稳压电路。
输出电压Vo=VI-VCE，其变化量由反馈网络取样，并经放大电路（A）放大后去控制调整管T的基极电压，从而改变调整管T的VCE大小。
当输入电压VI增加（或负载电流Io减小）时，导致输出电压Vo增加，随之反馈电压VF=R2Vo/（R1+R2）=FvVo也增加（Fv为反馈系数）。
VF与基准电压VREF相比较，其差值电压经比较放大电路放大后使调整管的VB和IC减小，于是调整管T的c-e间电压VCE增大，使Vo下降，从而维持Vo基本恒定。
显然，这是电压负反馈电路基本性能。
集成线性稳压电路（典型电路及其扩展应用）
2008/04/2122:
59
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集成线性稳压电路
1.三端固定式集成稳压器
如果将前述的串联型稳压电源电路全部集成在一块硅片上，加以封装后引出三端引脚，就成了三端集成稳压电源了。
正电压输出的78××系列，负电压输出的79××系列。
其中××表示固定电压输出的数值。
如：
7805、7806、7809、7812、7815、7818、7824等，指输出电压是+5V、+6V、+9V、+12V、+15V、+18V、+24V。
79××系列也与之对应，只不过是负电压输出。
这类稳压器的最大输出电流为1.5A，塑料封装（TO-220）最大功耗为10W（加散热器）；金属壳封装（TO-3）外形，最大功耗为20W（加散热器）。
2.78系列三端集成稳压器内部电路框图
3.三端集成稳压器的典型应用
⑴固定输出连接
在使用时必须注意：
（VI）和（Vo）之间的关系，以W7805为例，该三端稳压器的固定输出电压是5V，而输入电压至少大于8V，这样输入/输出之间有3V的压差。
使调整管保证工作在放大区。
但压差取得大时，又会增加集成块的功耗，所以，两者应兼顾，即既保证在最大负载电流时调整管不进入饱和，又不致于功耗偏大。
⑵固定双组输出连接
⑶扩大输出电流连接
二极管D以低消T管VBE压降而设置，扩大的输出电流为：
，原输出电流是Io，现可以近似扩大β倍。
⑷扩大输出电压范围
，所以：
⑸连接成恒流源电路
⑹三端可调式集成稳压电路
其型号有正输出三端可调式、负输出三端可调式两种。
如LM317型是正电压输出型，LM337是负电压输出可调式。
其输出电压可在1.25～40V之间调节。
其中，VREF=1.25V，而Iadj很小，通常略去，所以，由公式可得，只要调节R2就能在一定范围调节输出电压的大小。
具有正负输出的实际应用电路如下图所示。
什么是安规电容及XIX2X3Y1Y2Y3Y4
2007/11/2315:
44
安规电容是指用于这样的场合，即电容器失效后，不会导致电击，不危及人身安全.
它包括X电容各Y电容两种类型，x电容是跨接在电力线两线（L-N）之间的电容，一般选用金属薄膜电容；Y电容是分别跨接在电力线两线和地之间（L-E，N-E）的电容，一般是成对出现。
基于漏电流的限制，Y电容值不能太大，一般X电容是uF级，Y电容是nF级。
X电容抑制差模干扰，Y电容抑制共模干扰。
它们的安全等级如下表：
安规电容安全等级应用中允许的峰值脉冲电压过电压等级（IEC664）
X1 >2.5kV≤4.0kV Ⅲ
X2 ≤2.5kV Ⅱ
X3 ≤1.2kV ——
安规电容安全等级 绝缘类型 额定电压范围
Y1 双重绝缘或加强绝缘 ≥250V
Y2 基本绝缘或附加绝缘 ≥150V≤250V
Y3 基本绝缘或附加绝缘 ≥150V≤250V
Y4 基本绝缘或附加绝缘 <150V
Y电容的电容量必须受到限制，从而达到控制在额定频率及额定电压作用下，流过它的漏电流的大小和对系统EMC性能影响的目的。
GJB151规定Y电容的容量应不大于0.1uF。
Y电容除符合相应的电网电压耐压外，还要求这种电容器在电气和机械性能方面有足够的安全余量，避免在极端恶劣环境条件下出现击穿短路现象，Y电容的耐压性能对保护人身安全具有重要意义
再补充一点选择应注意的地方：
一.抑制电源电磁干扰用电容器
当在电源跨线电路中使用电容器来消除噪音时，不仅仅只有正常电压，还必须考虑到异常的脉冲电压（如闪电）的产生，这可能会导致电容器冒烟或者起火。
所以，跨线电容器的安全标准对于在不同国家有严格规定，故必须使用经过安全认证的电容器。
二.不允许将直流电容器用作跨线电容器使用：
对于X2类抑制电源电磁干扰用电容器应适用于在电容器失效时不会导致电击危险的场合，如电源跨线路连接，可承受2.5kV的脉冲电压。
对于Y2类抑制电源电磁干扰用电容器应适用于在电容器失效时不会导致电击危险的场合，用于电源跨线路连接时，能承受5kV的脉冲电压冲击，不致发生击穿现象。
各种电容的主要特点及应用
2007/06/2719:
37
1）名称：
聚酯（涤纶）电容（CL）
电容量：
40p--4u
额定电压：
63--630V
主要特点：
小体积，大容量，耐热耐湿，稳定性差
应用：
对稳定性和损耗要求不高的低频电路
2）名称：
聚苯乙烯电容（CB）
电容量：
10p--1u
额定电压：
100V--30KV
主要特点：
稳定，低损耗，体积较大
应用：
对稳定性和损耗要求较高的电路
3）名称：
聚丙烯电容（CBB）
电容量：
1000p--10u
额定电压：
63--2000V
主要特点：
性能与聚苯相似但体积小，稳定性略差
应用：
代替大部分聚苯或云母电容，用于要求较高的电路
4）名称：
云母电容（CY）
电容量：
10p--0。
1u
额定电压：
100V--7kV
主要特点：
高稳定性，高可靠性，温度系数小
应用：
高频振荡，脉冲等要求较高的电路
5）名称：
高频瓷介电容（CC）
电容量：
1--6800p
额定电压：
63--500V
主要特点：
高频损耗小，稳定性好
应用：
高频电路
6）名称：
低频瓷介电容（CT）
电容量：
10p--4。
7u
额定电压：
50V--100V
主要特点：
体积小，价廉，损耗大，稳定性差
应用：
要求不高的低频电路
7）名称：
玻璃釉电容（CI）
电容量：
10p--0。
1u
额定电压：
63--400V
主要特点：
稳定性较好，损耗小，耐高温（200度）
应用：
脉冲、耦合、旁路等电路
8）名称：
铝电解电容
电容量：
0。
47--10000u
额定电压：
6。
3--450V
主要特点：
体积小，容量大，损耗大，漏电大
应用：
电源滤波，低频耦合，去耦，旁路等
9）名称：
钽电解电容（CA）铌电解电容（CN）
电容量：
0。
1--1000u
额定电压：
6。
3--125V
主要特点：
损耗、漏电小于铝电解电容
应用：
在要求高的电路中代替铝电解电容
10）名称：
空气介质可变电容器
可变电容量：
100--1500p
主要特点：
损耗小，效率高；可根据要求制成直线式、直线波长式、直线频率式及对数式等
应用：
电子仪器，广播电视设备等
11）名称：
薄膜介质可变电容器
可变电容量：
15--550p
主要特点：
体积小，重量轻；损耗比空气介质的大
应用：
通讯，广播接收机等
12）名称：
薄膜介质微调电容器
可变电容量：
1--29p
主要特点：
损耗较大，体积小
应用：
收录机，电子仪器等电路作电路补偿
13）名称：
陶瓷介质微调电容器
可变电容量：
0。
3--22p
主要特点：
损耗较小，体积较小
应用：
精密调谐的高频振荡回路
14）名称：
独石电容
电容量大、体积小、可靠性高、电容量稳定，耐高温耐湿性好等。
应用范围：
广泛应用于电子精密仪器。
各种小型电子设备作谐振、耦合、滤波、旁路。
容量范围：
0.5PF--1UF
耐压：
二倍额定电压。
独石又叫多层瓷介电容，分两种类型，1型性能挺好，但容量小，一般小于0。
2U，另一种叫
II型，容量大，但性能一般。
独石电容最大的缺点是温度系数很高,做振荡器的稳漂让人受不了,我们做的一个555振荡器,电容刚好在7805旁边,开机后,用示波器看频率,眼看着就慢慢变化,后来换成涤纶电容就好多了.
就温漂而言:
独石为正温糸数+130左右,CBB为负温系数-230,用适当比例并联使用,可使温漂降到很小.
就价格而言:
钽,铌电容最贵,独石,CBB较便宜,瓷片最低,但有种高频零温漂黑点瓷片稍贵.云母电容Q值较高,也稍贵.
15）安规电容是指用于这样的场合，即电容器失效后，不会导致电击，不危及人身安全
安规电容安全等级 应用中允许的峰值脉冲电压 过电压等级（IEC664）
X1 >2.5kV≤4.0kV Ⅲ
X2 ≤2.5kV Ⅱ
X3 ≤1.2kV ——
16）安规电容安全等级 绝缘类型 额定电压范围
Y1 双重绝缘或加强绝缘 ≥250V
Y2 基本绝缘或附加绝缘 ≥150V≤250V
Y3 基本绝缘或附加绝缘 ≥150V≤250V
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