直流電機(jī)基本原理及結(jié)構(gòu)機(jī)電控制技術(shù)68課件

M1直流電機(jī)基本原理及結(jié)構(gòu)機(jī)電控制技術(shù)2

這一講主要內(nèi)容?

一

、直流電機(jī)工作原理?

二

、感應(yīng)電勢與電磁轉(zhuǎn)矩?

三

、直流電機(jī)的主要部件機(jī)電控制技術(shù)3一、直流電機(jī)工作原理

直流電機(jī)包括直流發(fā)電機(jī)和直流電動機(jī)

直流發(fā)電機(jī)：將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成直流電能

直流電動機(jī)：將直流電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能機(jī)電控制技術(shù)4主要部件：磁極、轉(zhuǎn)子、換向片及電刷（一）直流發(fā)電機(jī)工作原理轉(zhuǎn)子及換向片由原動機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)R

Nad

SbciA

+

-Ben機(jī)電控制技術(shù)5原動機(jī)帶動轉(zhuǎn)子逆時針旋轉(zhuǎn)

ab

邊：b

a

cd

邊：d

c（一）直流發(fā)電機(jī)工作原理

N

ad

Sbci

A

+

-

BRen機(jī)電控制技術(shù)6感應(yīng)電勢方向：正負(fù)交替變化（一）直流發(fā)電機(jī)工作原理?

電刷

A

：正電位?

電刷

B

：負(fù)電位R

Nad

SbciA

+

-Ben機(jī)電控制技術(shù)7（一）直流發(fā)電機(jī)工作原理磁極：提供磁場

轉(zhuǎn)子：

產(chǎn)生感應(yīng)電勢R

Nad

SbciA

+

-Ben換向器及電刷：把交流變直流機(jī)電控制技術(shù)8沒有原動機(jī)驅(qū)動電刷接外部電源有電流就會產(chǎn)生電磁力產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩（二）直流電動機(jī)工作原理bci

N

a

ed

Sn

-

A

+

B-

U+i機(jī)電控制技術(shù)9轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過程中，每個磁極下導(dǎo)體電流方向不變。確保產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩方向不變。（二）直流電動機(jī)工作原理bci

N

a

ed

Sn

-

A

+

B-

U+i機(jī)電控制技術(shù)（三）直流電機(jī)的可逆性

同一個電機(jī)，既可以用作發(fā)電機(jī)，

也可以用作電動機(jī)。

不管是發(fā)電機(jī)運(yùn)行，還是電動機(jī)

運(yùn)行，感應(yīng)電勢與電磁轉(zhuǎn)矩同時

存在。機(jī)電控制技術(shù)

10二、感應(yīng)電勢與電磁轉(zhuǎn)矩

感應(yīng)電勢與電磁轉(zhuǎn)矩是直流電機(jī)的核

心物理量。

直流電機(jī)是以感應(yīng)電勢與電磁轉(zhuǎn)矩的

形式實現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。機(jī)電控制技術(shù)

1112（一）直流電機(jī)的磁場分布NSNSSN機(jī)電控制技術(shù)磁極極掌與轉(zhuǎn)子鐵芯之間有空氣隙，氣隙雖小，但對電機(jī)磁路影響較大。一對磁極：兩極電機(jī)兩對磁極：四極電機(jī)思考：氣隙磁阻如何？13NB

xB

1B

2B

3B

xABB

1B

2B

3B

xDCS（一）直流電機(jī)的磁場分布機(jī)電控制技術(shù)14e

x

=

B

x

lv

E

=

K

e

nNE

=

e

x

=

lv

B

x

N

2

a

2

a

x

=

1

x

=

1

=

B

pj

l

n

v

=

2

p

60（二）直流電機(jī)的感應(yīng)電勢單個導(dǎo)體感應(yīng)電勢整個轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢機(jī)電控制技術(shù)15

f

x

=

B

x

liT

x

=

2

f

x

r

=

B

x

liD

T

=

K

t

I

a（三）直流電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩單個導(dǎo)體電磁力整個轉(zhuǎn)子電磁轉(zhuǎn)矩機(jī)電控制技術(shù)16二、直流電機(jī)的主要部件

直流電機(jī)主要由定子、轉(zhuǎn)子、換向器

及電刷三部分組成。機(jī)電控制技術(shù)機(jī)電控制技術(shù)

17定子磁軛定子磁極換向極定子機(jī)座轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子鐵芯（一）直流電機(jī)的定子

定子部分主要包括機(jī)座、主磁極、換向極

主磁極用于產(chǎn)生工作磁場——主磁通。

換向極用于抵消電樞電流產(chǎn)生的磁場，消

除其對主磁通的影響。機(jī)電控制技術(shù)

181.

產(chǎn)生磁場的方式

采用永久磁鐵作主磁極，這樣的電機(jī)稱為

永磁直流電機(jī)，極大多數(shù)的微、小型直流

電機(jī)都采用這種方法。

由勵磁繞組通以直流電流來產(chǎn)生磁場，幾

乎所有的中、大型直流電機(jī)的主磁極都采

用這種方法。機(jī)電控制技術(shù)

19202.

定子主磁極與勵磁繞組SN機(jī)電控制技術(shù)

為了減小勵磁功率，勵磁繞組通常采用多匝數(shù)小電流。勵磁繞組（二）直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子

轉(zhuǎn)子部分主要包括轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組。

轉(zhuǎn)子用以感應(yīng)電勢和通過電流，使電機(jī)

實現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換，所以習(xí)慣上也稱為

電樞。機(jī)電控制技術(shù)

21221.

轉(zhuǎn)子鐵芯電樞鐵芯用作電機(jī)磁的通路及嵌置電樞繞組機(jī)電控制技術(shù)232.

轉(zhuǎn)子繞組

電樞繞組由許多用絕緣導(dǎo)線繞成的線圈組

成，各線圈以一定規(guī)律焊接到換向器上而

連接成一整體。機(jī)電控制技術(shù)（三）換向器及電刷

換向器由若干換向片拼裝而成，并安裝

在轉(zhuǎn)子軸上，隨轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)。

電刷裝置固定在機(jī)座上，并確保電刷與

換向片可靠接觸。機(jī)電控制技術(shù)

241.

換向器及電刷結(jié)構(gòu)

電刷：

圓周方向靜止

徑向彈簧壓緊

換向器：

導(dǎo)電片之間絕緣

隨軸一起旋轉(zhuǎn)機(jī)電控制技術(shù)

252.

換向器及電刷的作用

把轉(zhuǎn)動的電樞電路與靜止的外電路相連接