電機(jī)與電氣控制技術(shù) 第3版 課件 第三章 直流電動(dòng)機(jī)

第三章直流電機(jī)

第一節(jié)直流電機(jī)的基本原理與結(jié)構(gòu)第二節(jié)直流電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩和電樞電動(dòng)勢(shì)第三節(jié)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行原理與機(jī)械特性第四節(jié)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和反轉(zhuǎn)第五節(jié)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第六節(jié)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速3/6/202411:19AM第一節(jié)直流電機(jī)的基本原理與結(jié)構(gòu)

一、直流電機(jī)的工作原理

（一）直流發(fā)電機(jī)工作原理3/6/202411:19AM（二）直流電動(dòng)機(jī)工作原理3/6/202411:19AM二、直流電機(jī)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(jī)的勵(lì)磁方式

a)他勵(lì)直流電機(jī)b)并勵(lì)直流電機(jī)c)串勵(lì)直流電機(jī)d)復(fù)勵(lì)直流電機(jī)3/6/202411:19AM四、直流電機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)和主要系列（一）直流電機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)1、電機(jī)型號(hào)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(dòng)機(jī)額定效率ηN

3/6/202411:19AM（二）直流電機(jī)主要系列

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

力矩直流電動(dòng)機(jī)。

3/6/202411:19AM第二節(jié)直流電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和電樞電動(dòng)勢(shì)

一、電磁轉(zhuǎn)矩

T=CTφIa

T＝9550P/n二、電樞電動(dòng)勢(shì)

Ea＝Ceφn

3/6/202411:19AM第三節(jié)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理與機(jī)械特性一、直流電動(dòng)機(jī)的基本方程式

（一）電動(dòng)勢(shì)平衡方程式

U＝Ea+IaRa

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

電動(dòng)機(jī)總損耗ΣP＝

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

電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率P2＝P1－ΣP

直流電動(dòng)機(jī)的效率

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

二、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性

（一）他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性方程式

n=3/6/202411:19AM（二）他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性

n=（三）他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的人為機(jī)械特性

人為地改變電動(dòng)機(jī)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(jī)械特性為人為機(jī)械特性。

3/6/202411:19AM1、電樞回路串接電阻R時(shí)的人為特性

n=3/6/202411:19AM2、改變電源電壓時(shí)的人為機(jī)械特性

n=3/6/202411:19AM3、改變磁通時(shí)的人為機(jī)械特性

n=3/6/202411:19AM第四節(jié)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和反轉(zhuǎn)

一、起動(dòng)方法

生產(chǎn)機(jī)械對(duì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)要求是：起動(dòng)轉(zhuǎn)矩T足夠大，因?yàn)橹挥蠺大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩T時(shí)，電動(dòng)機(jī)方可順利起動(dòng)；起動(dòng)電流I不可太大；起動(dòng)設(shè)備操作方便，起動(dòng)時(shí)間短，運(yùn)行可靠，成本低廉。

1、全壓起動(dòng)

Ist=UN/Ra

Tst=CTφNIst

3/6/202411:19AM2、減壓起動(dòng)

Ust=Ist

Ra

=(1.5-2)

IN

Ra3、電樞回路串電阻起動(dòng)Ist=

UN/(Ra+

Rst

)3/6/202411:19AM他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)4級(jí)起動(dòng)機(jī)械特性

二、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)

1）改變勵(lì)磁電流方向

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

一、能耗制動(dòng)

3/6/202411:19AM當(dāng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的是位能性負(fù)載時(shí)，下放重物能耗制動(dòng)的電路工作情況。3/6/202411:19AM二、反接制動(dòng)

（一）電樞反接制動(dòng)

Ia=

=-3/6/202411:19AM（二）倒拉反接制動(dòng)

這種制動(dòng)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(dòng)

（一）位能負(fù)載高速拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)的發(fā)電回饋制動(dòng)（二）降低電樞電壓調(diào)速時(shí)的發(fā)電回饋制動(dòng)3/6/202411:19AM第六節(jié)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速

由直流電動(dòng)機(jī)機(jī)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(lì)電動(dòng)機(jī)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