直流电机结构、工作原理与铭牌课件.ppt

《直流电机结构、工作原理与铭牌课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《直流电机结构、工作原理与铭牌课件.ppt（36页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、定、转子间靠电磁感应作用，在转子内感应电流以实现机电能量转换的感应电机。感应电机一般都用作电动机，在少数场合下，亦有用作发电机的。包括机械能包括机械能电能；电能电能；电能机械能；电能机械能；电能电能。电能。特点：（特点：（1）它依赖于电磁感应定律和电磁力定律。）它依赖于电磁感应定律和电磁力定律。（2）导磁材料构成磁路；导电材料构成电路）导磁材料构成磁路；导电材料构成电路功能分类：发电机功能分类：发电机-机械能机械能电能电能 电动机电动机-电电机机 电电电电-变压器、变流机、变频机、移相器变压器、变流机、变频机、移相器 控制电机控制电机-自动控制系统中的被控元件或进行信号自动控制系统中的被控元件

2、或进行信号传递与转换。传递与转换。导磁材料：亦称铁磁材料，它是指电机专用的高磁导率材料导磁材料：亦称铁磁材料，它是指电机专用的高磁导率材料-硅硅钢片，亦称电工钢片。钢片，亦称电工钢片。导电材料：采用电阻率小的紫铜线（棒）导电材料：采用电阻率小的紫铜线（棒）BlifordtdNeorBlve电机是一种机电能量转换或信号转换电机是一种机电能量转换或信号转换的电磁机械装置。的电磁机械装置。电动机电动机直流直流交流交流单相单相三相三相异步机异步机同步机同步机电机电机发电机发电机电动机电动机电能电能 )(机械能机械能机械能机械能 )(电能电能鼠笼式鼠笼式绕线式绕线式按相数按相数按转子按转子结构结构按输入

3、按输入电能电能形式形式按内部磁场按内部磁场与与轴转速的关系轴转速的关系电动机作为动力设备，已广泛应用于机械行业的工作母机，冶金行业的高炉、转炉、平炉和轧钢机，交通运输行业中的电车、电力机车，各类企业中的鼓风、起吊、运输传送，农业中的电力排灌、农副产品加工，以及医疗器械、家用电器等各行各业，大至冶金企业使用的高达上万千瓦的电动机，小至小功率电动机、乃至几瓦的微电动机。在各类动力机械中，电动机的容量已超过总容量的60%。根据应用场合的要求和电源的不同，电动机有直流电动机、交流同步电动机、交流感应电动机，以及满足不同需求的特种电动机。20世纪70年代以后，由于大功率电力电子器件、微电子器件、变频技术

4、以及计算机技术取得的一系列进展，还研制出多种调速性能优良、效率较高、能满足不同要求的交流电动机调速系统，和由变频器供电的一体化电机。就信号转换功能的控制电机而言，大体上有测速电机、伺服电机、旋转变压器和自整角机等几种，这些电机主要用于自动控制系统中作为检测、执行、随动和解算元件，例如机床加工的自动控制，舰船方向舵的自动控制，大炮和雷达的自动定位，飞机的飞行控制，生物医学工程（多种医疗设备）、计算机、自动记录仪表运行的控制等。这类电机通常为微型电机，对精度和快速响应的要求较高。项目1 电动机的认识与维护 任务1 认识直流电动机 1.1 直流电动机的结构及工作原理 1直流电机结构及各部分功能.MP

5、4优点：优点：1.1.直流电动机以其良好的起动性和调速性能著称。直流电动机以其良好的起动性和调速性能著称。2.2.直流发电机供电质量较好，常常作为励磁电源。直流发电机供电质量较好，常常作为励磁电源。缺点：缺点：需直流电源、成本高、结构复杂、维护困难需直流电源、成本高、结构复杂、维护困难直流电动机的运用直流电动机作用：将电能转化为机械能。励磁绕组的供电方式称为励磁方式。直流电机按励磁方式可分：他励并励串励复励直流电动机的分类：直流电动机的分类：根据主磁场的不同，一般可分为两大类：根据主磁场的不同，一般可分为两大类：一类是由永久磁铁作为主磁极一类是由永久磁铁作为主磁极一类是采用主磁极绕组通入直流电

6、的方式产生主磁场一类是采用主磁极绕组通入直流电的方式产生主磁场他励式他励：其他的电源给励磁绕组供电。I=IaIL=UL/RP并励式并励：励磁绕组与电枢绕组并联发动机：Ia=I+IL电动机：I=Ia+IL串励式串励：励磁绕组与电枢绕组串联 I=IL=Ia复励式复励：两个励磁绕组，一个与电枢串联，一个与电枢并联图1.1 直流发电机原理模型1、发电机的工作原理 在图1.1所示瞬间，导体a b 、c d 的感应电动势方向分别由 a b c d 这时电刷 A呈正极性,电刷B 呈负极性。1.1.2 直流电机的工作原理直流电机的工作原理图1.1 直流发电机原理模型1.1.2 直流电机的工作原理直流电机的工作

7、原理电磁学中，右手定则判断的主要是与力无关的方向。如果是和力有关的则全依靠左手定则。即，关于力的用左手，其他的（一般用于判断感应电流方向）用右手定则。（这一点常常有人记混，可以发现“力”字向左撇，就用左手；而“电”字向右撇，就用右手）记忆口诀：左通力右生电。右手平展，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内。把右手放入磁场中，若磁感线垂直进入手心（当磁感线为直线时，相当于手心面向N极），大拇指指向导线运动方向，则四指所指方向为导线中感应电流（动生电动势）的方向。 当线圈逆时针方向旋转180时，这时导体c d 位于N 极下，导体a b 位于S 极下，各导体中电动势都分别改变了方向。图1.

8、2 直流发电机原理模型 从图看出，和电刷 A接触的导体永远位于 N极下，同样，和电刷 B接触的导体永远位于S 极下。因此，电刷 A始终有正极性，电刷 B始终有负极性，所以电刷端能引出方向不变的但大小变化的脉振电动势。 如果电枢上线圈数增多，并按照一定的规律把它们连接起来，可使脉振程度减小，就可获得直流电动势。这就是直流发电机的工作原理。 2、直流电动机的工作原理图1.3 直流电动机的原理模型左手定则：判断安培力：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。图1.4 直流电动机原

9、理模型 因此，电枢一经转动，由于换向器配合电刷对电流的换向作用，直流电流交替地由导体 ab和cd 流入，使线圈边只要处于N 极下，其中通过电流的方向总是由电刷A 流入的方向，而在S 极下时，总是从电刷 B流出的方向。这就保证了每个极下线圈边中的电流始终是一个方向，从而形成一种方向不变的转矩，使电动机能连续地旋转。这就是直流电动机的工作原理。用符号“”表示电流流入，“”表示电流流出。3、直流电机的结构、直流电机的结构 图1.6 小型直流电机的结构剖面图 1换向器；2电刷装置；3机座；4主磁极； 5换向极；6端盖；7风扇；8电枢绕组；9电枢铁心一、定子部分 直流电机定子部分主要由主磁极、换向极、机

10、座和电刷装置等组成。 图1.7 直流电机的主磁极 1主极铁心；2励磁绕组；3机座；4电枢二、转子部分 直流电机转子部分主要由电枢铁心和电枢绕组、换向器、转轴和风扇等组成。 图1.9 直流电机的电枢1转轴；2轴承；3换向器；4电枢铁心；5电枢绕组；6风扇；7轴承 2 2、机座、机座 构成：用厚钢板弯成筒形焊成或铸钢件制成。作用：建立主磁场。作用：建立主磁场。作用：作用：1 1、主磁路的一部分；、主磁路的一部分；2、电机的结构框架。 构成：主磁极铁心和套装在铁心上的励磁绕组，构成：主磁极铁心和套装在铁心上的励磁绕组，1 1、主磁极、主磁极作用：作用：1 1、主磁路的一部分；、主磁路的一部分；2、电

11、枢绕组的支撑部件。 构成：一般用厚0.5厚的表面有绝缘层的硅钢片叠压而成，为了减少铁损耗。 4 4、电枢绕组、电枢绕组作用：直流电机的电路部分。作用：直流电机的电路部分。 构成：用绝缘的圆形或矩形截面的导线绕成，构成：用绝缘的圆形或矩形截面的导线绕成，上下上下层以及线圈与电枢铁心间要妥善地绝缘，并用槽楔压紧。 3 3、电枢铁心、电枢铁心 作用：整流（发电机）或逆变（电动机）。作用：整流（发电机）或逆变（电动机）。构成：由许多鸽形尾的换向片排列成一个圆筒片间构成：由许多鸽形尾的换向片排列成一个圆筒片间用V形云母绝缘，两端再用两个形环夹紧而6 6、电刷装置、电刷装置作用：电枢电路的引出（或引入）装

12、置。作用：电枢电路的引出（或引入）装置。构成：电刷、刷盒、刷杆和连线等。构成：电刷、刷盒、刷杆和连线等。构成。 5 5、换向器、换向器 7 7、换向极、换向极构成：由铁心和绕组组成。换向磁极绕组应与电枢构成：由铁心和绕组组成。换向磁极绕组应与电枢 绕组串联，并且极性不得反接。绕组串联，并且极性不得反接。作用：改善换向。作用：改善换向。NNNNNNNIUPIUPfNNNNInIU每台直流电机的机座外表面上都钉有一块所谓铭牌，上面标注着一些叫做额定值的铭牌数据，它是正确选择和合理使用电机的依据。 (1)额定功率 （2）额定电压 （3）额定电流 （4）额定转速 （5）励磁方式和 额定励磁电流 有些物

13、理量虽然不标在铭牌上，但它们也是额定值，例如在额定运行状态的转矩、效率分别称为额定转矩、额定效率等。 铭牌数据及主要系列1、(1)答：直流电机的电刷是连接内电路和外电路的装置，换向器可以实现交、直流电动势电流的转换。(2)答：在直流发电机中，换向器连接的电枢元件在不同磁极下产生不同方向的交变电动势，而电刷位置是固定的，每个旋转到该位置的换向片输出电动势极性是一致的，通过静止的电刷可以得到极性固定的电枢电动势。1、(3)答：在电动机刷间电压是直流，根据电磁力定律在旋转的电枢元件中，只有不断改变电流方向才能保证每根导体在任意时刻受到相同方向的电磁力，因此需要电刷和换向器将刷间的直流电转换成旋转元件

14、中的交变电流，电枢才能连续旋转，保证电机正常运行。（直流电产生的磁场是不变的，所以转子处在一个衡定不变的磁场中是不会转动的。要想转子转动必需有一对或几对不停改变方向的磁场。我们直流电电流方向是不变的，所以只能不停地改变电机的接线方向，用来改变接线方向的一组组件就是 换向器和电刷了）2、（1）交流 （2）直流讨论1、为什么定、为什么定/转子的铁芯冲片材料用的是硅转子的铁芯冲片材料用的是硅钢片钢片?2、为什么定、为什么定/转子的铁芯是有很多片冲片叠转子的铁芯是有很多片冲片叠成的叠片式铁芯成的叠片式铁芯, 而不是块状金属体而不是块状金属体?硅钢片导磁性能好硅钢片导磁性能好软磁材料（磁滞损耗小）软磁材料（磁滞损耗小）讨论1、为什么定、为什么定/转子的铁芯冲片材料用的是转子的铁芯冲片材料用的是硅硅钢片钢片?2、为什么定、为什么定/转子的铁芯是有很多片冲片制转子的铁芯是有很多片冲片制成的成的叠片式铁芯叠片式铁芯, 而不是块状金属体而不是块状金属体?减少涡流损耗减少涡流损耗