第18章 直流電機(jī)的基本工作原理和結(jié)構(gòu)

目錄第一節(jié)12第二節(jié)3第三章4第四節(jié)第18章直流電機(jī)的基本工作原理和結(jié)構(gòu)18.1直流電機(jī)的用途和基本工作原理

直流電機(jī)——實現(xiàn)機(jī)械能和直流電能相互轉(zhuǎn)換的電磁機(jī)械裝置。把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成直流電能的電機(jī)是直流發(fā)電機(jī)；反之，則為直流電動機(jī)。直流電機(jī)的用途特點調(diào)速范圍寬，易于平滑調(diào)節(jié)過載、起動、制動轉(zhuǎn)矩大易于控制，可靠性高調(diào)速時能量損失較小直流電動機(jī)應(yīng)用于對調(diào)速要求高的場所：軋鋼機(jī)、艦船推進(jìn)、造紙、挖掘機(jī)等。直流發(fā)電機(jī)給直流電動機(jī)、電解、電鍍、冶煉、充電、交流發(fā)電機(jī)勵磁等的直流電源。直流電機(jī)的用途缺點換向困難，使容量受到限制。有換向器，費工費料、造價昂貴，需要經(jīng)常維護(hù)，壽命較短。可靠性差。對環(huán)境要求高。1.電動勢的產(chǎn)生電磁感應(yīng)定律：滿足右手定則為隨時間正負(fù)交變的電動勢結(jié)論：結(jié)論：為脈動的直流電動勢。由于靜止電刷和旋轉(zhuǎn)換向器的作用，2、電磁轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生

電磁力定律：滿足左手定則以單線圈簡化模型為例，進(jìn)行分析。顯然，在電刷間接入直流電源后，在線圈中就有直流電流流過。直流電機(jī)換向器將外部的直流電變成了內(nèi)部交替變化的電流。圖中電刷相對于磁極的位置保證了，無論線圈邊處在N極下，還是S極下，線圈電流均產(chǎn)生逆時針方向的電磁力矩，從而使轉(zhuǎn)子獲得了一個固定方向的電磁轉(zhuǎn)矩。直流電機(jī)的基本工作原理旋轉(zhuǎn)電樞式直流發(fā)電機(jī)的基本工作原理電樞導(dǎo)體與換向片固定連接，換向片之間由絕緣體隔開，換向器隨電樞旋轉(zhuǎn)，而電刷是靜止不動的，并與外電路相連，這樣電刷接觸的換向片是不斷變化的的、電樞每轉(zhuǎn)過一周（360空間電角度），線圈中和電刷A、B間的電動勢方向改變一次，電刷極性保持不變，換向器的作用如同全波整流。從電刷A、B兩端得到的是脈動電動勢。直流電機(jī)的基本工作原理直流發(fā)電機(jī)的基本工作原理換向器將線圈內(nèi)部的交流電動勢轉(zhuǎn)變?yōu)殡娝⑼獠康闹绷麟妱觿?。通過換向器和電刷將交流變成直流直流電機(jī)的基本工作原理直流電動機(jī)的基本工作原理換向器將電刷外部的直流電流變換為線圈內(nèi)部的交流電流，產(chǎn)生單方向的電磁轉(zhuǎn)矩。TT直流電機(jī)的基本工作原理為了減小直流電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩中的脈動，需要增加線圈數(shù)目。主磁極換向磁極電刷裝置機(jī)座端蓋磁極鐵心勵磁繞組電刷刷握絕緣支架壓緊力調(diào)整裝置轉(zhuǎn)子定子直流電機(jī)（產(chǎn)生勵磁磁場）（產(chǎn)生電動勢，流過電流，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩）轉(zhuǎn)軸電樞鐵心電樞繞組換向器（空氣隙）一、直流電機(jī)的靜止部分1、主磁極2、換向極1—主磁極鐵心2—勵磁繞組3—機(jī)座1—換向極鐵心2—換向極繞組3、機(jī)座——用來固定主磁極、換向極和端蓋；另外，又作為磁路的一部分。4、電刷裝置1—刷握2—電刷3—壓緊彈簧4—銅絲辮二、直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動部分1、電樞鐵心a)—電樞鐵心沖片b)—電樞鐵心2、電樞繞組——由許多按一定規(guī)律連接的線圈組成。2、電樞繞組1—槽楔2—線圈絕緣3—導(dǎo)體4—層間絕緣5—槽絕緣6—槽底絕緣電樞槽內(nèi)的絕緣直流電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)換向器結(jié)構(gòu)1－換向片；2－墊圈3－絕緣層；4－套筒3、換向器——由許多換向片組成，換向片之間用云母絕緣。18.2直流電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)定子機(jī)座（磁軛）主極換向極電刷裝置轉(zhuǎn)子電樞鐵心電樞繞組換向器轉(zhuǎn)軸直流電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)1－換向極鐵心2－換向極繞組3－主極鐵心4－勵磁繞組5－電樞齒6－電樞鐵心7－換向器8－電刷9－電樞繞組10－機(jī)座11－底腳18.3直流電機(jī)的額定值額定功率，PN

（kW

）由溫升和換向等條件限制，按規(guī)定運行方式電機(jī)能輸出的功率。發(fā)電機(jī)：輸出的電功率。電動機(jī)：轉(zhuǎn)軸上輸出的機(jī)械功率。額定電壓，UN（V）額定運行時，電機(jī)出線端的平均電壓。直流電機(jī)的額定電壓通常不高。

直流電機(jī)的額定值額定電流，IN（A）電機(jī)在額定電壓下運行，輸出功率為額定功率時，通過電機(jī)出線端的線路電流。發(fā)電機(jī)：電動機(jī)：直流電機(jī)的額定值額定轉(zhuǎn)速，nN（r/min）額定功率、額定電壓、額定電流時的轉(zhuǎn)速。額定勵磁電流，IfN（A）電機(jī)在額定工況下，其勵磁繞組中的直流電流。額定效率，N額定工況下，輸出功率與輸入功率的百分比。西門子公司的一臺電機(jī)的銘牌額定功率7457W額定轉(zhuǎn)速