直流电动机原理总结

1、直流电动机原理及应用直流电机控制6字原则: 启动 调速 制动直流电动机原理部分一、 电枢中的感应电动势电枢通入电流后，产生电磁转矩，使电机在磁场中转动起来。通电线圈在磁场中转动，又会在线圈中产生感应电动势（用E表示）。FFU+NS电刷换向片IIEE根据右手定则知，反电动势E和原通入的电流方向相反，其大小为： Ke：与电机结构有关的常数、F为励磁磁通MRaIaE+U二、电枢绕组中电压的平衡关系U：外加电压Ra:绕组电阻以上两公式反映的概念：(1)电枢反电动势的大小和磁通、转速成正比，若想改变E，只能改变F 或 n。(2)若忽略绕组中的电阻Ra，则U ,可见，当外加电压一定时，电机转速和磁通成反比

2、，通过改变F 可调速。三、电磁转矩由转矩公式可知：(1)产生转矩的条件：必须有励磁磁通和电枢电流。(2)改变电机旋转的方向：改变电枢电流的方向或者改变磁通的方向。四、转矩平衡关系电磁转矩T为驱动转矩，在电机运行时，必须和外加负载和空载损耗的阻转矩相平衡，即 TL： 负载转矩 T0 ：空载转矩 转矩平衡过程：当负载转矩（TL）发生变化时，通过电机转速、电动势、电枢电流的变化，电磁转矩自动调整，以实现新的平衡。例：设外加电枢电压 U 一定，T=TL+ T0(平衡)，这时，若TL突然增加，则调整过程为： 五、运动控制系统的基本运动方程（忽略阻尼转矩和扭转弹性转矩） GD² 转动惯性，习惯称

3、飞轮转矩（N.m²） Te 电磁转矩（N.m） TL 负载转矩（N.m） a 加速度六、机械特性M他励UfIfIaU机械特性指的是电机的电磁转矩和转速间的关系，下边以他励电机为例说明。他励电动机和并励电动机的特性一样。 F 为励磁磁通即 ，其中 直流电机通过以下（人为特性）三种方法为依据进行调速 直流电动机特性类型的选择:(1) 恒转矩的生产机械(TL一定，和转速无关）要选硬特性的电动机，如： 金属加工、起重机械等。(2) 恒功率负载（P 一定时，T 和 n 成反比），要选软特性电机拖动。如：电气机车等。直流电动机应用部分（启动、制动、调速）一、直流电机启动1、启动时,n= 0 &#

4、174; Ea=0，若加入额定电压，则Iast太大会使换向器产生严重的火花，烧坏换向器。一般Iast限制在(2-2.5)IaN 内。2、限制Iast的措施：（1）启动时在电枢回路串电阻。（2）启动时降低电枢电压。3、直流机在启动和工作时，励磁电路一定要接通，不能让它断开，而且启动时要满励磁。否则，磁路中只有很少的剩磁，可能产生以下事故：（1）若电动机原本静止，由于电磁转矩 T = KTF Ia，而 F®0 ，电机将不能启动，因此，反电动势为零，电枢电流会很大，电枢绕组有被烧毁的危险。（2）如果电动机在有载运行时磁路突然断开， 则E，Ia，T 和 F，可能不满足TL的要求，电动机必将减

5、速或停转，使Ia更大，也很危险。（3）如果电机空载运行，可能造成飞车。 F ¯ ® E ¯ ®Ia­ ®T ­>> T0 ® n­飞车措施：他励直流电动机一定要有失磁保护。一般在励磁绕组加失压继电器或欠流继电器。当失压或欠流时，自动切断电枢电源U。反转：电动机的转动方向由电磁力矩的方向确定。改变直流电机转向的方法：（1）改变励磁电流的方向。（2）或改变电枢电流的方向。二、直流电机制动制动的所采用的方法： 反接制动、能耗制动、发电回馈制动（1） 反接制动 电阻 R 的作用是限制电源反接制动时电枢

6、的电流过大。 MUUfIf+R运行制动（2）能耗制动 电枢断电后立即接入一个电阻。 MUUfIf +R运行制动K停车时，电枢从电源断开,接到电阻上，这时：由于惯性电枢仍保持原方向运动，感应电动势方向也不变，电动机变成发电机，电枢电流的方向与感应电动势相同，从而电磁转矩与转向相反，起制动作用。(3) 发电回馈制动特殊情况下，例如汽车下坡时、吊车重物下降时，在重力的作用下 n>n0 （ n0理想空载转速），这时电动机变成发电机，电磁转矩成为阻转矩，从而限制电机转速过分升高三、 直流电机调速（见直流电机的调速PPT文档）1、电力拖动系统的调速: 1)机械调速; 2)电气调速2、他励电动机的转速公式：3、电气调速方法：1）调压调速； 2）电枢回路串电阻调速； 3）调磁调速4、调速指标 1) 调速范围D：2) 静差率（相对稳定性）%：指负载变化时，转速变化的程度，转速变化小，稳定性好。 %越小，相对稳定性越好；%与机械特性硬度和n0有关。D与%相互制约： 越小，D越小，相对稳定性越好；在保证一定的指标的前提下，要扩大D，须减少n，即提高机械特性的硬度。3）调速的平滑性： 在一定的调速范围内，调速的级数越多，调速越平滑。相邻两级转速之比，为平滑系数 ： 平滑系数越接近1，平滑性