直流电机的用途原理及结构PPT学习教案

1、会计学1 直流电机的用途原理及结构直流电机的用途原理及结构 第1页/共35页 直流电机用途直流电机用途 1 限制了它的极限容量限制了它的极限容量 又增加了维护工作量又增加了维护工作量 第2页/共35页 第3页/共35页 直流电机的基本工作原理直流电机的基本工作原理 2 第4页/共35页 载流导体载流导体abab、cdcd 在磁场中产生电磁力在磁场中产生电磁力f f 形成电磁转矩带动转子旋转形成电磁转矩带动转子旋转 直流电动机工作原理模型直流电动机工作原理模型 产生磁场：（产生磁场：（N N、S S极）极） 第5页/共35页 - + f f n 例例1-1 1-1 电动机电动机 拖动的生产设拖动

2、的生产设 备常需要作正备常需要作正 转或反转运动转或反转运动 ，如电力机车，如电力机车 的前行和倒退的前行和倒退 ，就要求牵引，就要求牵引 电动机能正、电动机能正、 反转。分析前反转。分析前 图中的直流电图中的直流电 动机如何能反动机如何能反 转转( (顺时针旋转顺时针旋转 )?)? 第6页/共35页 2.直流发电机的基本工作原理直流发电机的基本工作原理 第7页/共35页 基于电磁感应原理：右手定则基于电磁感应原理：右手定则 产生磁场：（产生磁场：（N N、S S极）极） 运动导线运动导线abab、cdcd切割磁场切割磁场 线圈感应电动势线圈感应电动势交变交变 换向整流换向整流电刷间输出直流电

3、动电刷间输出直流电动 势势 直流发电机的工作原理模型直流发电机的工作原理模型 2 2、直流发电机的基本工作原理、直流发电机的基本工作原理 第8页/共35页 例例1-21-2 如果前图中的直流发电机顺时针旋转，电刷两 端的电动势极性有何变化？还有什么因素会引起同样 的变化？ + - - N S 第9页/共35页 第10页/共35页 3 3、直流电机的可逆原、直流电机的可逆原 理理 v一台直流电机，原则上既可以做直流电动一台直流电机，原则上既可以做直流电动 机运行，又可以做直流发电机运行，这叫机运行，又可以做直流发电机运行，这叫 做直流电机的做直流电机的可逆原理可逆原理。 u如果电机转子输入机械能

4、，而电枢绕如果电机转子输入机械能，而电枢绕 组输出电能，电机作为发电机运行；组输出电能，电机作为发电机运行； 如果在电枢绕组中输入电能，转子输出如果在电枢绕组中输入电能，转子输出 机械能，则电机作为电动机运行。机械能，则电机作为电动机运行。 电机的实际运行方式由外施条件决定：电机的实际运行方式由外施条件决定： 第11页/共35页 直流电机基本结构直流电机基本结构 3 换向磁极换向磁极 电刷装置电刷装置 机座机座 端盖端盖 电枢铁心电枢铁心 电枢绕组电枢绕组 换向器换向器 转轴转轴 风扇风扇 主磁极主磁极 转子转子 定子定子 第12页/共35页 静止部分静止部分: :定子定子 旋转部分旋转部分:

5、 :转子转子 中间有气隙中间有气隙 电磁方面：产生磁场和构成磁路电磁方面：产生磁场和构成磁路 。 机械方面：整个电机的支撑。机械方面：整个电机的支撑。 作用 主要部件：磁极、机座、换 向极、电刷、端盖等 作用 感应电动势和产生电磁转矩，感应电动势和产生电磁转矩， 从而实现能量的转换从而实现能量的转换 主要部件：电枢铁心、电枢 绕组、换向器、轴承和风扇 等 直流电机基本结构直流电机基本结构 3 （电枢）（电枢） 第13页/共35页 主磁极主磁极 1 1、定子部分、定子部分 产生磁场，产生磁场，N N、S S 相隔，用相隔，用p p表示极对数表示极对数 导磁和机械支导磁和机械支 撑撑 机座机座 由

6、磁极铁心和励磁绕组构成,磁极铁心由极身和极 靴组成. 第14页/共35页 作用作用: :改善直 流电机的换向 ，一般电机容 量超过1kW时 均应安装换向 极。 安装在相邻两 主磁极之间， 用螺钉固定在 机座上。 用整块钢制成，也可用用整块钢制成，也可用 厚厚1 1 1.5mm1.5mm厚钢板或硅钢厚钢板或硅钢 片叠成片叠成 换换 向向 极极 第15页/共35页 作用：作用：将旋转的电枢与固定不动的外电路相将旋转的电枢与固定不动的外电路相 连，把直流电压和直流电流引入或引出连，把直流电压和直流电流引入或引出 电电 刷刷 1-刷握 2-铜丝辫 3-压紧弹簧 4-电刷块（石墨材 料） 第16页/共3

7、5页 第17页/共35页 第18页/共35页 第19页/共35页 2 2、转子部分、转子部分 材料材料：为减小磁滞损耗和涡流损耗，电枢铁心为减小磁滞损耗和涡流损耗，电枢铁心 用用0.35mm0.35mm或或0.5mm0.5mm厚的硅钢片叠成，表面有绝厚的硅钢片叠成，表面有绝 缘层。缘层。 作用：作用：通过磁通和嵌通过磁通和嵌 放电枢绕组。放电枢绕组。 电电 枢枢 铁铁 心心 铁心冲片铁心冲片 第20页/共35页 第21页/共35页 换向换向 器器 作用：作用：实现电刷内外交直流的转换实现电刷内外交直流的转换 第22页/共35页 由许多燕尾状的铜片间由许多燕尾状的铜片间 隔绝缘云母片而成隔绝缘云

8、母片而成 材料：材料：采用导电性能好、硬度大、耐磨采用导电性能好、硬度大、耐磨 性能好的紫铜或铜合金制成。性能好的紫铜或铜合金制成。 第23页/共35页 主极极靴和电枢间主极极靴和电枢间 的间隙。不均匀。的间隙。不均匀。 3 3、气隙、气隙 作用：作用：保证了电机保证了电机 的转子的正常旋转的转子的正常旋转 ，又是磁路的重要，又是磁路的重要 组成部分。组成部分。 小型电机气隙约为小型电机气隙约为0.70.7 5 5mmmm；大型电机气隙；大型电机气隙 可达可达5 51010mm mm 。 第24页/共35页 v所谓所谓系列电机系列电机就是在应用范围、结构形就是在应用范围、结构形 式、性能水平和

9、生产工艺等方面有共同性式、性能水平和生产工艺等方面有共同性 ，功率按一定比例递增，并成批生产的一，功率按一定比例递增，并成批生产的一 系列电机，我国目前生产的直流电机的主系列电机，我国目前生产的直流电机的主 要系列有：要系列有： 额定值和主要系列额定值和主要系列 4 第25页/共35页 Z Z系列：一般用途直流电动机系列：一般用途直流电动机 （如（如 Z2Z2， Z3Z3，Z4Z4等系列）；等系列）； ZFZF系列：一般用途直流发电机系列：一般用途直流发电机 ZTZT系列：广调速直流电动机；系列：广调速直流电动机； ZZJZZJ系列：冶金起重机用直流电动机；系列：冶金起重机用直流电动机； ZQ

10、ZQ系列：直流牵引电动机；系列：直流牵引电动机； ZHZH系列：船用直流电动机；系列：船用直流电动机； ZAZA系列：防爆安全型直流电动机；系列：防爆安全型直流电动机； ZKJZKJ系列：挖掘机用直流电动机；系列：挖掘机用直流电动机； ZJZJ系列：精密机床用直流电动机；系列：精密机床用直流电动机； 直流电机的主要系列简介直流电机的主要系列简介 第26页/共35页 铭牌数据：铭牌数据： 额定值额定值 是制造厂对各种电气设备在指是制造厂对各种电气设备在指 定工作条件下运行时所规定的一些量值。在定工作条件下运行时所规定的一些量值。在 额定状态下运行时，可以保证各电气设备长额定状态下运行时，可以保证

11、各电气设备长 期可靠地工作。并具有优良的性能。额定值期可靠地工作。并具有优良的性能。额定值 也是制造厂和用户进行产品设计或试验的依也是制造厂和用户进行产品设计或试验的依 据。额定值通常标在各电气的铭牌上，故又据。额定值通常标在各电气的铭牌上，故又 叫铭牌值叫铭牌值。 额定值和主要系列额定值和主要系列 4 第27页/共35页 电机型号电机型号 铭牌数据主要有：铭牌数据主要有： 额定功率额定功率 额定电压额定电压额定电流额定电流 额定转速额定转速 额定励磁电流额定励磁电流 励磁方式励磁方式 出厂数据如出厂编号、出厂日期等出厂数据如出厂编号、出厂日期等 第28页/共35页 Z 27 2 一般用途直流

12、电机一般用途直流电机 第二次改型设计第二次改型设计 机座号机座号 电枢铁心长度电枢铁心长度 1 1、电机型号、电机型号 1号为短铁心，号为短铁心，2 号为长铁号为长铁 心心 1号最小，号最小，12 号最大号最大 型号表明电机所属的系列及主要型号表明电机所属的系列及主要 特性。知道了型号，可从相关手特性。知道了型号，可从相关手 册中查出电机的许多技术数据。册中查出电机的许多技术数据。 第29页/共35页 2 2、额定值、额定值 (1)(1)额定功率额定功率P PN N P PN N(kw) (kw) 是指在规定的工作条是指在规定的工作条 件下，长期运行允许件下，长期运行允许输出的功率输出的功率。

13、对于发电。对于发电 机来说，是指正负电刷之间输出的电功率；机来说，是指正负电刷之间输出的电功率； 对于电动机，则是指轴上输出的机械功率。对于电动机，则是指轴上输出的机械功率。 (2)(2)额定电压额定电压N N U UN N(V)(V)对发电机来说，是指对发电机来说，是指 在额定电流下输出额定功率时的端电压；对在额定电流下输出额定功率时的端电压；对 电动机来说，是指所规定的正常工作时，加电动机来说，是指所规定的正常工作时，加 在电动机两端的直流电源电压。在电动机两端的直流电源电压。 (3)(3)额定电流额定电流I IN N I IN N(A)(A)是直流电机正常工作是直流电机正常工作 时输出或输入的最大电流值。时输出或输入的最大电流值。 第30页/共35页 对于发电机，三个额定值之间的关系为 PN=UNIN 对于电动机，三个额定值之间的关系为 PN=UNINN 额定效率：额定效率：N =（PN/P1）100% (4)(4)额定转速额定转速n nN N nN (r/min) (r/min)是指电机额定是指电机额定 运行时的转速。运行时的转速。 第31页/共35页 例例1-3 1-3 一台直流一台直流发电机发电机， P PN N=10KW=10KW，U UN N=230V=230V， n nN N=2850r/min=2850r/min， N N=85%=85%。求其额