直流电机参数docx.docx

1、直流电机参数docx第五章直流电机5551.直流电机的构造及励磁方式2.直流电机的基本工作原理3.直流发电机54.育流电动机第五章小结学习第五章应该注意的点第五章学习应注意的几个问题：1 直流电机由什么组成？换向器的作用是什么？绕组元 件中的电量是交流还是直流？2.电枢电势和电磁转矩的表达式是怎样的？如何运用它 们进行分析计算？3.直流发电机有什么特性？直流发电机如何自励起压？ 4直流电动机的机械特性有什么特点？为什么直流电动机通常不能直接起动？ 本章的计算任务主要是：根据电压平衡方程和有关特性进行计算。比较难理解的点：1直流电机电刷位置；2直流电机电枢反应去磁作用。 5-1直流电机的构造及励

2、磁方式 本节的主要内容有三部分： 构造：主要点：主要组成及作用，如换相器等。铭牌数据：参数个数、数据含义。励磁方式:种类。基本构造：定、转子O电刷、换向器作用：起机械 整流器作用。后续基本原理中进一步介绍（元件交流，电刷两端直 流）。注意：各部件的作用。结构细说电厕注：书P.62图511的电机风叶磁极换向片电枢转子何 A电枢绕组换 向 器是较大型的电机，其电枢绕 组中间开有通风槽。电枢转子换向器绕组端部V 1；压紧环厂二电枢转动方向/ 1 4J 2 5J 3 6J 4 V =电动势方向/= w-T-i_r-T._.-T-i_if I3J8 2J7 r 6 8;5 J o + o 不管电枢如何转

3、动，一条支路中绕组感 应的总电势大小基本不变（微小脉动）。二、主要铭牌数据铭牌数据：额定容量、电压、电流、转速、励 磁（电压、电流）等。书P64。额定容量：都是指输出。发电机：电枢绕组输出的电功率;电动机：转子轴上输出的机械功率。额定励磁电流：额定负载时励磁绕组通过 的励磁电流。通常由励磁回路串联的变阻器调节。通常还标明励磁电压一以备采用与电枢电压 不同等级时参考。三、励磁方式积复励、差复励；（从绕组连接情 况看）长复励、短复的J。长疑励（李用于电动机积复励：平复励、过复励、欠 复励。直流电动机不能釆用差复励, 直流发电机不能采用串励。 5-2直流电机的基本工作原理本节的主要内容有三部分：基本

4、工作原理:主要点：注意元件和电刷两端电量的性质；注意: “电刷”、“换向器”的作用。电势和转矩:掌握电势和转矩的计算公式。P66式(5-2-1).(5-2-2) o电刷位置：注意分清：“实际空间位置”和“短接元件边位电刷A总是与处于正电位的换向片接触， 而电刷B总是与处于负电位的换向片接触。虽 然be和de感应的电势是交变的，但电刷AB两 端的电压却是直流的。实际直流电机的换向片较多，电刷和换 向器配合起机械整流器的作用。厂=电枢转动方向a 尸十一 目/ 142 5 3 6/ 4厂 隼弍十 电动势方向3JS 2订 1J & 8J5 J o + - IJ 电刷和换向器配合：每个绕组元件内部感应电

5、势是交流的,但，一对电刷之间电势等于一个支路中各绕组电势之和，因此，电刷间的电势为合成电势，是一个脉动的直流电势。恒定的电动势和电磁转矩并联支路图说明，转子旋转后电 枢绕组所有元件被两个电刷所平分为 2个支路(1对极)，当n或-不变， 电刷之间串接的绕组电势或产生电磁 转矩不变(书P.66公式)。 电势公式：E=Ke0n,式(5-2) 转矩公式：T=KT0la ,式(5-2-2)心与Kt关系是常数：Ke=pN/60a； Kt=PN/2tt a。Ke/KT=TT /30 1/9. 55。 N：总有效导体数，a：并联支路对数, P：极对数。电刷放置的原则:中性线）的位置上。电刷与磁极的相对位置不变

6、为了感应最大电势或产生最大电磁转矩，电刷所 短接的（换向）元件的两个边应处于磁通最弱（几何电刷的位置:1 实际位置：磁极的正中（说明不了原理等问 题）。2示意图位置：直接 放在几中线的元件上。展开图上位置蔬换向及换向火花电磁原因换向定义：从一条支路换到另一条支路，元件内的电流 改变方向。元件必须经过电刷短接后才能进入另一条支路， 换向元件中若存在电势则短接时会产生火花（还有机械、电化学等原因）。烧坏换向器、绕组，过热、引爆引燃。 （通过磁极尖增、去磁电枢反应的情况 2移动电刷（与转向有关，发电机和 见书P.67图5-2-4,注意：发电机换向火花危害：换向火花克服： 说明）：1换向极； 电动机正

7、好相反）。 和电动机的电流与转向的关系正好相反。“顺发、逆动”。克服火花应移动的方向（助记）：-第二节要点:原理（AC/DC转换）；电势、转矩 计算；电刷位置；换向定义。 5-3 直流发电机本节的主要内容有四部分:空载特性:掌握空载特性的实质自励起压过程:掌握自励起压的条件及起压过程分析。外特性：定义、电压变化率。转矩和功率的平衡：注意平衡关系。空载特性条件：1=0, n=nNo 特性：E=f (If) 或Uo= f (If) 实质：磁化曲线。与 同步发电机相似，也是电 机磁路的磁化曲线。实验测量时注意：也应该单方向调节励磁电流，否 则磁滞的影响，将使结果出现偏差。过程：发电机转动，依靠剩磁可

8、产生很小 的剩磁电压，如果接线正确，流过励磁绕 组的微小励磁产生的磁通方向与剩磁磁通 方向相同，电枢绕组感应的电势增强，于 是出现正反馈，如果励磁回路电阻足够小, 正反馈的作用将继续下去，直到磁路饱和, 电势稳定在一个确定的数值上。条件：1 有剩磁（若无，应可充磁）；2接线正确（励磁与剩磁同向）；3.场阻线与空载特性有一个确定的 交点（励磁电路电阻适当）。励磁方式：他励、并励和复励（前面已讲） P.69图5-3-3 o外特性与励磁方式有关，以并励 发电机为主进行说明，注意“条件” o关系式 P.69式（532）。他励：励磁电压不受影响，只有内阻 压降。比并励较硬。并励：内阻压降使端电压略有下降

9、, 励磁相对减少。注意：电压变化 率的计算和区别（P.69）转矩平衡方程:Ti=T+T。， T电磁转矩，T输入转矩，T。空载 转矩。功率和效率公式：书P.70式(5-3-6)、(5-3-7)。 功率平衡：由转矩平衡关系及电压平衡方程得到功率 的平衡关系。并由此引出效率的计算公式。 5-4直流电动机本节的主要内容有三大部分：nil机械特性：主要点：转动原理、影响特性的因素、特性表达式 和形状。转矩特性：了解不同励磁所对应的转矩特性形状。起动与反转：1主要点：起动的特点和方法（注意起动时励磁的作 用）；反转的方法。原理：结构上保证在相同极性磁极下，电流方向相同。 因此就能产生恒定转矩。电压平衡方程

10、式：U = E + la（ Ra + R） 励磁方式：并、串、复励磁，书P.71 图5-4-10电流之间的关系与励磁方式有关：书P.71 图5-4-1 o注意：不用差复励。转动原理：电枢通电，在励磁绕组产生的磁场下，受 力起动。电刷和换向器保证每个磁极下导体电流方向 始终不变。电磁转矩： 书P71 式（543）与发电机相同。平衡方程可得：n = U/ Ke（P-Ra/Ke KT（p2 =叶 kAno 無点：并（施）励特性，直线、硬轉性；串励，空 载时!）,无理想空载转速，注意“飞车”；（积） 复励，介于并励和串励之间。自然机械特性：又称为“固有机械特性”（不人为改变参数）；（弱磁、降压、串电阻

11、）O转矩特性是指: 电磁转矩T和电枢 电流la的关系曲线, 实际就是电磁转矩 的计算公式。不同的励磁方 式，转矩特性的形 状不同。因为起动时，转速为零，电枢感应的电势为零，根据电压平衡方程，起动时电枢电流la二（U-Ea） /Ra=U/Rao 而电枢电阻通常很小，所以起动电流很大（1020倍的额 定电流）。0.5kW以上的直流电动机不能直接起动，否贝J流控制在1520ln。注：1 起动时，励磁磁场通常应该最大, 才能减少起动电流，并增加起动转矩；2 电枢绕组串联的起动电阻不能采用滑动变阻器, 应釆用分段切除的变阻器（大电流）o方法：1 改变电枢电流方向，励磁电流方向不变；2改变励磁电流方向，电

12、枢电流方向不变。即：单独改变电枢绕组或单独改变励磁绕组的接线（将两个 接线端反接）。注意：反转时电枢电流更大，应该采取措施 限流。同时改变电枢和励磁绕组的接线，则电枢电流和励磁电 流的方向将同时改变，电动机的电磁转矩的方向不变，电动 机的转速也不变。交、直流两用电动机的工作原理就是以此 为依据的。交、直流两用电动机实际上是一台直流电动机， 使用时若电源为交流电，则转向仍然不会发生变化。第四节要点:机械特性（各种励磁）;转矩特性; 起动、反转（方法）O第五章各节要点C -rr-巧 仝卫上空1=第一节：基本结构（电刷、换向器的作用）；铭牌数 据；励磁方式。第二节：原理（AC/DC转换）；电势、转矩

13、计算；电 刷位置；换向。第三节：空载特性；自励起压过程、条件；外特性 （各种励磁曲线）。第四节：机械特性（各种励磁）；转矩特性；起动、 反转（方法）。第五章的主要内容主要内容：知道直流电机的结构原理和励磁方式； 掌捱直流电机电枢电势和电磁转匪的分析方企；掌 捱直流发电机的特性；掌握直流电动机竝械特性； 能够根据电压平衡方程和有关特性进行相应计 算。也是“计算点”之一。电枢绕组元件的交流电流、电势是如何转变成电刷 两端的直流电流和电势的？发电机是如何自励起压 的？电动机的起动方疾和起动过程分析等粧念应该 掌握。计算任务主要是：电磁转矩、功率、电动势、转速、 电动机起动电阻等的计算。本章的计算任务也是本 课程的主要计算任务之一。