電機(jī)學(xué)直流電機(jī)

第三章

直流電機(jī)的工作原理和基本結(jié)構(gòu)

3.1直流電機(jī)的工作原理3.2直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)3.3直流發(fā)電機(jī)的額定值3.4直流電動機(jī)的勵磁方式3.5直流電機(jī)的電樞繞組內(nèi)容：

3.1直流電機(jī)的工作原理

磁極電樞鐵心氣隙電樞繞組換向器（換向片）電樞電刷

在圖示時刻，線圈abcd的感應(yīng)電勢方向由d到a。此時a端經(jīng)換向片與電刷A接觸，d端經(jīng)換向片與電刷B接觸，所以電刷A為正極性而電刷B為負(fù)極性。直流發(fā)電機(jī)3.1直流電機(jī)的工作原理

當(dāng)原動機(jī)驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)子逆時針旋轉(zhuǎn)后，如右圖。

可見，和電刷A接觸的導(dǎo)體總是位于N極下，和電刷B接觸的導(dǎo)體總是位于S極下，因此電刷A的極性總是正的，電刷B的極性總是負(fù)的，在電刷A、B兩端可獲得直流電勢。導(dǎo)體ab在S極下，導(dǎo)體cd在N極下，線圈abcd的感應(yīng)電勢方向由a

到d

。此時a端經(jīng)換向片與電刷B接觸，d端經(jīng)換向片與電刷

A接觸，所以電刷A極性仍為正，電刷B極性仍為負(fù)。3.1直流電機(jī)的工作原理

直流電動機(jī)在磁場作用下，N極性下導(dǎo)體ab受力方向從右向左，S極下導(dǎo)體cd受力方向從左向右。該電磁力形成逆時針方向的電磁轉(zhuǎn)矩。當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩大于阻力轉(zhuǎn)矩時，電機(jī)轉(zhuǎn)子逆時針方向旋轉(zhuǎn)。電樞旋轉(zhuǎn)180o后，右下圖，原N極性下導(dǎo)體ab轉(zhuǎn)到S極下，受力方向從左向右，原S極下導(dǎo)體cd轉(zhuǎn)到N極下，受力方向從右向左。該電磁力形成逆時針方向的電磁轉(zhuǎn)矩。線圈在該電磁力形成的電磁轉(zhuǎn)矩作用下繼續(xù)逆時針方向旋轉(zhuǎn)。把電刷A、B接到直流電源上，電刷A接正極，電刷B接負(fù)極。此時電樞線圈中將電流流過。如右上圖。3.2直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

主磁極換向極電刷裝置機(jī)座端蓋定子轉(zhuǎn)子電樞鐵心電樞繞組換向器轉(zhuǎn)軸軸承直流電機(jī)3.3直流電機(jī)的額定值

⒈額定功率PN

指電機(jī)額定狀態(tài)下運(yùn)行時，電機(jī)的輸出功率對于直流發(fā)電機(jī)，PN是指輸出的電功率，它等于額定電壓和額定電流的乘積。PN＝UNIN

對于直流電動機(jī)，PN是指輸出的機(jī)械功率，PN＝UNINηN

⒉額定電壓UN

指額定狀態(tài)下電樞出線端的電壓，以“V”為量綱單位。

⒊額定電流IN

指電機(jī)在額定電壓、額定功率時的電樞電流值，以“A”為單位。

⒋額定轉(zhuǎn)速nN

指額定狀態(tài)下運(yùn)行時轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，以r/min為量綱單位。此外，還有一些物理量的額定值，如額定效率ηN、額定轉(zhuǎn)矩TN、額定溫升等，不一定標(biāo)在電機(jī)銘牌上。

3.4直流電機(jī)的勵磁方式

復(fù)勵式：裝有兩個勵磁繞組，一個與電樞并聯(lián)，二個與電樞串聯(lián)。1、他勵式：其勵磁繞組由其他電源供電，勵磁繞組與電樞繞組不相連。

2、自勵式發(fā)電機(jī)：利用自身發(fā)出的電流勵磁；

電動機(jī)：勵磁繞組和電樞繞組由同一電源供電。串勵式：

勵磁繞組與電樞繞組串聯(lián)；并勵式：

勵磁繞組與電樞繞組并聯(lián)；3.5直流電機(jī)的電樞繞組

1.電樞繞組的構(gòu)成

元件：構(gòu)成繞組的線圈稱為繞組元件，分單匝和多匝兩種。元件的首末端：每一個元件均引出兩根線與換向片相連，其中一根稱為首端，另一根稱為末端。疊繞組：指串聯(lián)的兩個元件總是后一個元件的端接部分緊疊在前一個元件端接部分，整個繞組成折疊式前進(jìn)。波繞組：指把相隔約為一對極距的同極性磁場下的相應(yīng)元件串聯(lián)起來，象波浪式的前進(jìn)。直流電樞繞組的元件數(shù)S、換向片數(shù)K和虛槽數(shù)Qu三者相等。

極距：相鄰兩個主磁極軸線沿電樞表面之間的距離，用表示。3.5直流電機(jī)的電樞繞組

2.電樞繞組的節(jié)距

合成節(jié)距：連接同一換向片上的兩個元件對應(yīng)邊之間的距離。第一節(jié)距：一個元件的兩個有效邊在電樞表面跨過的距