直流电动机工作原理(11页).doc
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1、-直流电动机工作原理图7-4 直流电动机模型图7-4是一个最简单的直流电动机模型。在一对静止的磁极N和S之间,装设一个可以绕Z-Z轴而转动的圆柱形铁芯,在它上面装有矩形的线圈abcd。这个转动的部分通常叫做电枢。线圈的两端a和d分别接到叫做换向片的两个半圆形铜环1和2上。换向片1和2之间是彼此绝缘的,它们和电枢装在同一根轴上,可随电枢一起转动。A和B是两个固定不动的碳质电刷,它们和换向片之间是滑动接触的。来自直流电源的电流就是通过电刷和换向片流到电枢的线圈里。图7-5 换向器在直流电机中的作用当电刷A和B分别与直流电源的正极和负极接通时,电流从电刷A流入,而从电刷B流出。这时线圈中的电流方向是
2、从a流向b,再从c流向d。我们知道,载流导体在磁场中要受到电磁力,其方向由左手定则来决定。当电枢在图7-5(a)所示的位置时,线圈ab边的电流从a流向b,用表示,cd边的电流从c流向d,用表示。根据左手定则可以判断出,ab边受力的方向是从右向左,而cd边受力的方向是从左向右。这样,在电枢上就产生了反时针方向的转矩,因此电枢就将沿着反时针方向转动起来。当电枢转到使线圈的ab边从N极下面进入S极,而cd边从S极下面进入N极时,与线圈a端联接的换向片1跟电刷B接触,而与线圈d端联接的换向片2跟电刷A接触,如图7-5(b)所示。这样,线圈内的电流方向变为从d流向c,再从b流向a,从而保持在N极下面的导
3、体中的电流方向不变。因此转矩的方向也不改变,电枢仍然按照原来的反时针方向继续旋转。由此可以看出,换向片和电刷在直流电机中起着改换电枢线圈中电流方向的作用。直流电机工作原理和结构一、直流电机工作原理 * 直流发电机的工作原理 * 直流电动机的工作原理 * 电机的可逆运行原理两个定理与两个定则 1、电磁感应定理 在磁场中运动的导体将会感应电势,若磁场、导体和导体的运动方向三者互相垂直,则作用导体中感应的电势大小为: e = Blv 符号 物理量 单位 B 磁场的磁感应强度 Wb/m2 v 导体运动速度 米/秒 l 导体有效长度 m e 感应电势 V电势的方向用右手定则 2.电磁力定律 载流导体在磁
4、场中将会受到力的作用,若磁场与载流导体互相垂直 (见下图),作用在导体上的电磁力大小为:f = Bli 符号 物理量 单位 i 导体中的电流 A l 导体有效长度 m f 电磁力 N 力的方向用左手定则(一)直流发电机的工作原理 a、直流电势产生 用电动机拖动电枢使之逆时针方向恒速转动,线圈边 a b 和 c d 分别切割不同极性磁极下的磁力线,感应产生电动势 直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应产生的交变电动势,靠换向器配合电刷的换向作用,使之从电刷端引出时变为直流电动势 因为电刷 A 通过换向片所引出的电动势始终是切割N 极磁力线的线圈边中的电动势。所以电刷 A 始终有正极性,同样道理
5、,电刷 B 始终有负极性。所以电刷端能引出方向不变但大小变化的脉动电动势 b、结论 线圈内的感应电动势是一种交变电动势,而在电刷 A B 端的电动势却是直流电动势。(二)直流电动机的工作原理1.直流电动机的原理模型(图)直流电动机的工作原理 要使电枢受到一个方向不变的电磁转矩,关键在于:当线圈边在不同极性的磁极下,如何将流过线圈中的电流方向及时地加以变换, 即进行所谓“换向”。 为此必须增添一个叫做换向器的装置,换向器配合电刷可保证每个极下线圈边中电流始终是一个方向,就可以使电动机能连续的旋转,这就是直流电动机的工作原理(三)电机的可逆运行原理 从上述基本电磁情况来看:一台直流电机原则上既可以
6、作为电动机运行,也可以作为发电机运行,这种原理在电机理论中称为可逆原理二、直流电机的结构 旋转电机结构形式 , 必须有满足电磁和机械两方面要求的结构 旋转电机必须具备静止和转动两大部分 作用 - 产生磁场 由主磁极、换向极、机座和电刷装置等组成2.直流电机转动部分称作转子(通常称作电枢) 作用 - 产生电磁转矩和感应电动势 由电枢铁心和电枢绕组、换向器、轴和风扇等组成直流电机电枢照片(一) 直流电机的静止部分1.主磁极是一种电磁铁,用 1-1.5 毫米厚的钢板冲片叠压紧固而成的铁心2.换向极(又称附加极或间极) 作用 - 改善换向 换向极装在两主磁极之间,也是由铁心和绕组构成 铁心一般用整块钢
7、或钢板加工而成;换向极绕组与电枢绕组串联图 主磁极和换向极示意图3.机座 机座通常由铸铁或厚铁板焊成,有两个作用: 固定主磁极、换向极和端盖; 作为磁路的一部分。 机座中有磁通经过的部分称为磁轭4.电刷装置 (图) 作用-把直流电压、直流电流引入或引出 由电刷(图)、刷握、刷杆座和铜丝辫组成 二) 直流电机的转动部分1.电枢铁心 两个用处:电枢铁心装配图 (图 ) 作为主磁路的主要部分; 嵌放电枢绕组,通常用.厚的硅钢片冲片叠压而成 直流电机的主要电路部分, 用以通过电流和感应产生电动势以实现机电能量转换,由许多按一定规律联接的线圈组成,元件及嵌放方法(图) 直流电机的重要部件,作用-将电刷上
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- 直流电动机 工作 原理 11
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