單元六_直流電動機

1、 直流電動機雖然比三相交流異步電動機結(jié)構(gòu)復(fù)雜直流電動機雖然比三相交流異步電動機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修也不便，但由于它的調(diào)速性能較好和起動轉(zhuǎn)矩，維修也不便，但由于它的調(diào)速性能較好和起動轉(zhuǎn)矩較大，因此，對較大，因此，對調(diào)速要求較高調(diào)速要求較高的生產(chǎn)機械或者需要的生產(chǎn)機械或者需要較較大起動轉(zhuǎn)矩大起動轉(zhuǎn)矩的生產(chǎn)機械往往采用直流電動機驅(qū)動。的生產(chǎn)機械往往采用直流電動機驅(qū)動。 直流電機由直流電機由定子定子(磁極磁極)、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子(電樞電樞)和機座等部和機座等部分構(gòu)成。分構(gòu)成。1-端蓋端蓋 2-電刷和刷架電刷和刷架 3-勵磁繞組勵磁繞組 4-磁磁極鐵心極鐵心 5-機殼機殼 6-電樞電樞 7-后端蓋后端蓋 1.1.主磁

2、極主磁極2.2.換向磁極換向磁極3.3.機座機座 由鐵心、繞組、換向器組成。由鐵心、繞組、換向器組成。 IU+SbNacdU+U+電刷電刷換向片換向片U+IFFTn 1.1.轉(zhuǎn)動原理轉(zhuǎn)動原理： CE: 與電機結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)與電機結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)n: 電動機轉(zhuǎn)速電動機轉(zhuǎn)速 ：磁通磁通U+EETnSbNdFFacII換向片換向片電刷電刷 aaaaRInCRIEUERaIaE+UM 02TTT 6.2.1.分類：分類：直流電機按直流電機按照勵磁方式可分為他勵電照勵磁方式可分為他勵電動機、并勵電動機、串勵動機、并勵電動機、串勵電動機和復(fù)勵電動機。電動機和復(fù)勵電動機。UaUfIaM+_+_IffRaRIa

3、UM+_IffRaR+_IE UIa+_IfM復(fù)勵復(fù)勵U+_IMIa 轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系，稱為電動機的機械特性轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系，稱為電動機的機械特性( )nf T即：1.1.他勵（并勵）電動機的機械特性他勵（并勵）電動機的機械特性UaUfIaM+_+_IffRaRIaUM+_IffRaR+_IE由以下公式由以下公式a2CC CETERUnTaaCCETUEI REanT TI IIaUM+_IffRaR+_IEUaUfIaM+_+_IffRaRnnn 0a2TEC CRnT0CEUn令：令：a2TE:C CRnT轉(zhuǎn)速降0E:CUn理理想想空空載載轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速式中：式中：n0nNTNn

4、0Ta2CCCETERUnT 改變電樞電壓和電樞回路串電阻可得人工特性曲線改變電樞電壓和電樞回路串電阻可得人工特性曲線 自動調(diào)節(jié)：當電動機負載發(fā)生變化時，電動機自動調(diào)節(jié)：當電動機負載發(fā)生變化時，電動機自動調(diào)整輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，使它穩(wěn)定運行自動調(diào)整輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，使它穩(wěn)定運行: n應(yīng)用：硬特性，應(yīng)用：硬特性，T變化時，變化時，n變化不大，適合于變化不大，適合于恒轉(zhuǎn)速類機械，如金屬切削機床，龍門刨床，恒轉(zhuǎn)速類機械，如金屬切削機床，龍門刨床，大型車床和冶金機械，可設(shè)計成平滑調(diào)速，用大型車床和冶金機械，可設(shè)計成平滑調(diào)速，用于軋鋼機，造紙機等。于軋鋼機，造紙機等。nT負載增加負載增加 2.2.串勵電動機的

5、機械特性串勵電動機的機械特性由由aaafaUI RI REaC ITaTCIaEECnafEEERRUUnC CTC TC CC C 串勵電動機的機械特性曲線串勵電動機的機械特性曲線OTnnNTN特點：特點：(1) n(1) n減小減小T T增大，能穩(wěn)定運行增大，能穩(wěn)定運行(2) (2) ，不允許空載運，不允許空載運行，以免造成行，以免造成“飛車飛車”，與機，與機械負載須可靠連接。械負載須可靠連接。(3)(3)額定狀態(tài)附近，曲線斜率額定狀態(tài)附近，曲線斜率大，大，n n變化明顯，特性軟。變化明顯，特性軟。(3)(3)起動轉(zhuǎn)矩大起動轉(zhuǎn)矩大: : 過載能力強過載能力強: : 0n s tT2TaaT

6、CICI 在電樞回路串入不同阻值的電阻，可得人工特性曲在電樞回路串入不同阻值的電阻，可得人工特性曲線如圖：線如圖： 應(yīng)用：軟特性，轉(zhuǎn)速隨負載變化應(yīng)用：軟特性，轉(zhuǎn)速隨負載變化明顯，起動轉(zhuǎn)矩和過載能力大，明顯，起動轉(zhuǎn)矩和過載能力大，可用于頻繁起動的生產(chǎn)機械，在可用于頻繁起動的生產(chǎn)機械，在汽車、電車、起重機、升降機等汽車、電車、起重機、升降機等方面得到廣泛應(yīng)用。汽車起動機方面得到廣泛應(yīng)用。汽車起動機采用直流串勵起動機。采用直流串勵起動機。 3.3.復(fù)勵電動機的機械特性復(fù)勵電動機的機械特性n工作特性介于并勵和串勵電動機之間，當并勵繞工作特性介于并勵和串勵電動機之間，當并勵繞組磁場起主導(dǎo)作用時，機械特性

7、接近并勵電動機，組磁場起主導(dǎo)作用時，機械特性接近并勵電動機，反之接近串勵電動機。機械特性如圖：反之接近串勵電動機。機械特性如圖： 特點及應(yīng)用：特點及應(yīng)用：n并勵為主：轉(zhuǎn)矩大，但轉(zhuǎn)速變化不大，并勵為主：轉(zhuǎn)矩大，但轉(zhuǎn)速變化不大，主要用于沖床、刨床、印刷機等。主要用于沖床、刨床、印刷機等。n串勵為主：與串勵特點接近，沒有串勵為主：與串勵特點接近，沒有“飛飛車車”危險，常用于吊車、電梯中。危險，常用于吊車、電梯中。 6.2.3 6.2.3 額定轉(zhuǎn)矩和額定功率額定轉(zhuǎn)矩和額定功率n電動機損耗的功率電動機損耗的功率= =輸入電功率輸入電功率- -輸出機輸出機械功率。械功率。n電動機銘牌上給出的電動機銘牌上給

8、出的PN是指電動機長期是指電動機長期連續(xù)運行所容許的輸出機械功率。連續(xù)運行所容許的輸出機械功率。TN與與PN的關(guān)系為：的關(guān)系為：9550NNNPTn單位：單位：PNKw nNr/min TNN.m 6.2.4 6.2.4 轉(zhuǎn)矩和功率的自動平衡：轉(zhuǎn)矩和功率的自動平衡：n電動機穩(wěn)定運行時：電動機穩(wěn)定運行時：LTT2PP吸電自動平衡過程：自動平衡過程：LT n aE aI T 2P P吸電可見：反電動勢可見：反電動勢Ea在轉(zhuǎn)矩和功率的自動在轉(zhuǎn)矩和功率的自動調(diào)節(jié)中起著重要的作用調(diào)節(jié)中起著重要的作用 直流電動機在汽車電器中的應(yīng)用直流電動機在汽車電器中的應(yīng)用n汽車起動機汽車起動機n刮水電動機刮水電動機n空

9、調(diào)用鼓風電動機空調(diào)用鼓風電動機n電動車窗電動機電動車窗電動機n電動門鎖電動機電動門鎖電動機 有一并勵電動機，其額定功率有一并勵電動機，其額定功率PN=18KW, UN=220V, nN=1500r/min, = 85%, 并已知并已知Rf=50 ，Ra= 0.2 , 試求試求:額定電樞電流額定電樞電流Ia及及額定勵磁額定勵磁電流電流If ; 額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩TN及額定運轉(zhuǎn)下的及額定運轉(zhuǎn)下的 反電動勢反電動勢EN。解：解： PN是輸出功率，額定輸入功率為是輸出功率，額定輸入功率為11821.20.85NPPKW3121.21096.4 A220NPIU額定電流為額定電流為額定勵磁電流額定勵磁電流

10、UIRNfNf220= 4.4 A50額定電樞電流額定電樞電流aNfN96.44.492 AIII 1895509550114.6N.m1500NNNPTn額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩反電動勢反電動勢a a220 0.2 92201.6VNNNEUR I 思考與練習(xí)思考與練習(xí)：n1.直流電動機的勵磁方式可分為？直流電動機的勵磁方式可分為？n2.判斷：直流電機的轉(zhuǎn)子是由判斷：直流電機的轉(zhuǎn)子是由 電樞鐵心電樞鐵心 、 繞組、繞組、換向器換向器 、 轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸 和和 風扇風扇 等部分組成，是進行等部分組成，是進行 能量能量轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 的重要部分。的重要部分。n3.判斷：串勵直流電動機的電磁轉(zhuǎn)矩與電樞電流的判斷：串勵

11、直流電動機的電磁轉(zhuǎn)矩與電樞電流的平方成正比。平方成正比。 n4.直流電機的換向極的作用？直流電機的換向極的作用？n5.當直流電動機換向極繞組接反時，會引起什么現(xiàn)當直流電動機換向極繞組接反時，會引起什么現(xiàn)象？象？n6.直流電機轉(zhuǎn)子的主要部分是（直流電機轉(zhuǎn)子的主要部分是（ ）（A） 電樞電樞 （B）主磁極）主磁極 （C）換向極）換向極 （D）電）電刷刷n7.（ ）是直流電機特有的裝置？）是直流電機特有的裝置？ 6.3 6.3 直流電動機的起動、調(diào)速和反轉(zhuǎn)直流電動機的起動、調(diào)速和反轉(zhuǎn)n6.3.1 起動起動 直流電動機從接通電源開始，轉(zhuǎn)子由靜止到穩(wěn)直流電動機從接通電源開始，轉(zhuǎn)子由靜止到穩(wěn)定運行的過程稱

12、為起動。定運行的過程稱為起動。 1.起動電流和起動轉(zhuǎn)矩起動電流和起動轉(zhuǎn)矩 起動瞬間的電流稱起動電流，用起動瞬間的電流稱起動電流，用Ist表示，對應(yīng)表示，對應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩稱為起動轉(zhuǎn)矩，用的電磁轉(zhuǎn)矩稱為起動轉(zhuǎn)矩，用Tst表示。表示。 2.起動要求起動要求 Tst 足夠大，足夠大，Ist要小，要小，tst要短。要短。 3.起動方法起動方法 (1)降低電樞電壓起動降低電樞電壓起動-適于他勵適于他勵 (2)電樞電路串聯(lián)起動電阻電樞電路串聯(lián)起動電阻-適于并勵、串適于并勵、串勵和復(fù)勵。勵和復(fù)勵。aaaaCCETEUUEI RIRaT TI In = 0 n6.3.2 6.3.2 調(diào)速調(diào)速 用人為的方法使電動機在同樣的負載下得用人為的方法使電動機在同樣的負載下得到不同的轉(zhuǎn)速，叫做調(diào)速。到不同的轉(zhuǎn)速，叫做調(diào)速。aaCEUEI REnCaaEUI Rn得：得：由：由：調(diào)速方法：調(diào)速方法：(1)電樞回路串聯(lián)電阻調(diào)速電樞回路串聯(lián)電阻調(diào)速(2)改變電壓調(diào)速改變電壓