电机与电气控制课件.pptx

直流电机;1.1　直流电机结构与工作原理;一、直流电机基本结构;（1）主磁极 组成：由主磁极铁心、励磁绕组组成 作用：产生主磁场 （2）换向磁极 换向磁极也是由铁心和换向磁极绕组组成，位于两主磁极之间，是比较小的`磁极。 作用：是产生附加磁场，以改善电机的换向条件，减小电刷与换向片之间的电弧火花。 （3）机座 机座由铸钢或厚钢板制成。 作用：来安装主磁极和换向磁极等部件和保护电机，它既是电机的固定部分，又是电机磁路的一部分。 （4）电刷装置 作用：支持转子的转轴，固定电刷架。;2.转子 转子（电枢）的组成：主要由电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴和风扇等组成。 （1）铁心：由0.5㎜厚硅钢片叠压而成。 作用：用来嵌放电枢绕组，是直流电机磁路的一部分。 （2）电枢绕组：由绝缘导线绕制的电枢线圈组成。 作用是产生感应电动势和电磁转矩。 （3）换向器：换向器又称整流子，其作用是将直流电动机输人的直流电流转换成电枢绕组内的交变电流，进而产生恒定方向的电磁转矩，或是将直流发电机电枢绕组中的交变电动势转换成输出的直流电压。;3.气隙 气隙是电机磁路的重要部分。转子要旋转，定子与转子之间必须要有气隙，称为工作气隙。气隙大小对电机性能有很大影响。;二、直流电机工作原理;2）基本工作原理： a.电磁感应定律的应用（右手定则） b.换向器的作用：保证流出的电流方向不变（直流电） c.简述基本工作原理：（核心：机械能转换成电能） 当原动机以某一转速拖动转子（电枢）旋转起来，在磁场中电枢绕组切割磁力线，产生感应电动势，形成感应电流，通过电刷流过负载，实现机械能转换成电能。;2、直流电动机工作原理 1）工作模型：内部结构与直流发电机（主磁场、电枢绕组、换向器、电刷）一样，外部串接直流电源。 ;2）基本工作原理： a.利用电磁力定律（左手定则） b.换向器的作用：保证转子旋转方向不变 c.简述基本工作原理：（核心：电能转换成机械能） 当电流经过电刷流入电枢绕组，通电导体在磁场中会受到电磁力的作用，形成电磁转矩驱动转子旋转起来，实现了电能转换???机械能。 ;3、电机的特点： 可逆性——既可作发电机又可作电动机使用 主要原因：内部结构一样 辨别方法：查看外部条件 ，发电机一般接负载；电动机一般接电源。 ;4、直流电机转子电动势 1）概念 转子电动势：转子绕组切割磁力线而产生的感应电动势。 2）表达式 每根导体的感应电动势： 　　　　e:感应电动势(V) 　　　　B:电磁感应强度(T) 　　　　L:每根导体的有效长度(m) 　　　　v:转子转动线速度(m/s) ; 直流电机转子电动势： 　　　　　　　 　　　　　　　Ｅa:转子电动势(V) Ce:转子电动势系数 Φ:每极磁通(Wb) n:电动机转速(r/min);５、直流电机电磁转矩 1）概念 电磁转矩：直流电通入转子绕组后，在主磁场的作用下，使得转子绕组的导体受到电磁力F的作用而形成的转矩。 2）表达式 每根导体的电磁力： F：产生的电磁力(N) B：电磁感应强度(T) I：每根导体中的电流，与转子电流Ｉa成正比(A) L：每根导体的有效长度(m);直流电机电磁转矩： Ｔe:电磁转矩(N.m) Cm:电磁转矩系数 Φ:每极磁通(Wb) Ia:转子电流(A);电动势系数Ce与电磁转矩系数Cm间的关系： 直流电动机额定转矩： TN:额定转矩(N.m)　　　　　　 PN:额定功率(W) nN:额定转速(r/min) ;补充：直流电动机中，转子旋转起来会切割磁力线，产生感应电动势，这被称为电枢电动势Ea，判断它的方向与电源输入的电流方向相反，称为反电动势 　　直流发电机中，电枢绕组中有了感应电流，在磁场中又会受到电磁力的作用，电磁力所形成的电磁转矩T与转子的运动方向相反，阻碍运动，被称为制动转矩（或阻转矩） 在工作原理中重要的两个参数的不同作用 ： 直流电动机 直流发电机 T 驱动转矩 阻转矩 Ea 反电动势 相当于直流电源;1.2 直流电机的励磁方式和铭牌;二、直流电机的铭牌 每台