電機與電氣控制技術 第3版 課件 第三章 直流電動機

第三章直流電機

第一節(jié)直流電機的基本原理與結(jié)構(gòu)第二節(jié)直流電機電磁轉(zhuǎn)矩和電樞電動勢第三節(jié)他勵直流電動機運行原理與機械特性第四節(jié)他勵直流電動機的起動和反轉(zhuǎn)第五節(jié)他勵直流電動機的制動第六節(jié)他勵直流電動機的調(diào)速3/6/202411:19AM第一節(jié)直流電機的基本原理與結(jié)構(gòu)

一、直流電機的工作原理

（一）直流發(fā)電機工作原理3/6/202411:19AM（二）直流電動機工作原理3/6/202411:19AM二、直流電機的基本結(jié)構(gòu)

（一）定子（二）轉(zhuǎn)子（三）氣隙3/6/202411:19AM三、直流電機的勵磁方式

a)他勵直流電機b)并勵直流電機c)串勵直流電機d)復勵直流電機3/6/202411:19AM四、直流電機的銘牌數(shù)據(jù)和主要系列（一）直流電機的銘牌數(shù)據(jù)1、電機型號2、額定功率PN

3、額定電壓UN

4、額定電流IN

5、額定轉(zhuǎn)速nN6、電動機額定效率ηN

3/6/202411:19AM（二）直流電機主要系列

Z4系列一般用途的小型直流電動機。ZT系列廣調(diào)速直流電動機。ZJ系列精密機床用直流電動機。ZTD系列電梯用直流電動機。ZZJ系列起重冶金用直流電動機。ZD2、ZF2系列中型直流電動機。ZQ系列直流牽引電動機。Z-H系列船用直流電動機。ZA系列防爆安全用電動機。ZLJ系列

力矩直流電動機。

3/6/202411:19AM第二節(jié)直流電動機的電磁轉(zhuǎn)矩和電樞電動勢

一、電磁轉(zhuǎn)矩

T=CTφIa

T＝9550P/n二、電樞電動勢

Ea＝Ceφn

3/6/202411:19AM第三節(jié)他勵直流電動機的運行原理與機械特性一、直流電動機的基本方程式

（一）電動勢平衡方程式

U＝Ea+IaRa

3/6/202411:19AM（二）功率平衡方程式直流電動機輸入的電功率是不可能全部轉(zhuǎn)換成機械功率的，因為在轉(zhuǎn)換的過程中存在著各種損耗。按其性質(zhì)可分為機械損耗Pm，鐵心損耗PFe，銅損PCu和附加損耗PS四種。

電動機總損耗ΣP＝

Pm+PFe+PCu+PS電網(wǎng)向電動機輸入的電功率P1＝UI＝UIa

電動機輸出的機械功率P2＝P1－ΣP

直流電動機的效率

η=(P2/P1)×100％3/6/202411:19AM（三）轉(zhuǎn)矩平衡方程式

二、他勵直流電動機的機械特性

（一）他勵直流電動機機械特性方程式

n=3/6/202411:19AM（二）他勵直流電動機的固有機械特性

n=（三）他勵直流電動機的人為機械特性

人為地改變電動機氣隙磁通ф、電源電壓U和電樞回路串聯(lián)電阻R等參數(shù)，獲得的機械特性為人為機械特性。

3/6/202411:19AM1、電樞回路串接電阻R時的人為特性

n=3/6/202411:19AM2、改變電源電壓時的人為機械特性

n=3/6/202411:19AM3、改變磁通時的人為機械特性

n=3/6/202411:19AM第四節(jié)他勵直流電動機的起動和反轉(zhuǎn)

一、起動方法

生產(chǎn)機械對直流電動機的起動要求是：起動轉(zhuǎn)矩T足夠大，因為只有T大于負載轉(zhuǎn)矩T時，電動機方可順利起動；起動電流I不可太大；起動設備操作方便，起動時間短，運行可靠，成本低廉。

1、全壓起動

Ist=UN/Ra

Tst=CTφNIst

3/6/202411:19AM2、減壓起動

Ust=Ist

Ra

=(1.5-2)

IN

Ra3、電樞回路串電阻起動Ist=

UN/(Ra+

Rst

)3/6/202411:19AM他勵直流電動機4級起動機械特性

二、他勵直流電動機反轉(zhuǎn)

1）改變勵磁電流方向

2）改變電樞電壓極性3/6/202411:19AM第五節(jié)他勵直流電動機的制動常用的電氣制動有能耗制動、反接制動和發(fā)電回饋制動。此時電動機電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n的方向相反，其機械特性在第Ⅱ、第Ⅳ象限內(nèi)。

一、能耗制動

3/6/202411:19AM當電動機拖動的是位能性負載時，下放重物能耗制動的電路工作情況。3/6/202411:19AM二、反接制動

（一）電樞反接制動

Ia=

=-3/6/202411:19AM（二）倒拉反接制動

這種制動方法一般發(fā)生在提升重物轉(zhuǎn)為下放重物的情況下。

3/6/202411:19AM三、發(fā)電回饋制動

（一）位能負載高速拖動電動機時的發(fā)電回饋制動（二）降低電樞電壓調(diào)速時的發(fā)電回饋制動3/6/202411:19AM第六節(jié)他勵直流電動機的調(diào)速

由直流電動機機械特性方程式

n＝可知，人為地改變電樞電壓U、電樞回路總電阻R和主磁通Ф都可改變轉(zhuǎn)速n。所以，直流他勵電動機的調(diào)速方法有：降壓調(diào)速、電樞回路串電阻調(diào)速和弱磁通調(diào)速三種。3/6/20241