直流电动机的工作原理、结构及分类

1、2.12.1直流电直流电动机的工动机的工作原理、作原理、结构及分结构及分类类电动机和我们日常生活的联系电动机和我们日常生活的联系： 大型电动机大型电动机 小型电动机小型电动机 通过上面图片的观赏我们可以看到电动机通过上面图片的观赏我们可以看到电动机和我们平时日常生产生活息息相关，那么和我们平时日常生产生活息息相关，那么本章节的学习就是围绕它展开。本章节的学习就是围绕它展开。 上新课之前大家思考两个小问题：上新课之前大家思考两个小问题：1 1）电动机是如何工作的呢？电动机是如何工作的呢？2) 2) 它内部结构到底是怎样的呢？它内部结构到底是怎样的呢？ 接下来，我们带着这样的疑问正式进入本接下来，

2、我们带着这样的疑问正式进入本章节的新课学习：章节的新课学习：1 12 23 3直流电动机的工作原理（直流电动机的工作原理（难点难点）电动机的结构和分类（电动机的结构和分类（重点重点）直流电动机的铭牌数据（直流电动机的铭牌数据（扩展知识点扩展知识点）2.1.12.1.1直流电动机工作原理直流电动机工作原理 直流电动机与交流直流电动机与交流电动机原理大致相电动机原理大致相似，似， 也是基于也是基于电磁电磁感应感应的原理，的原理， 使得使得转轴受到一个力的转轴受到一个力的作用旋转起来。作用旋转起来。 电磁感应原理电磁感应原理 产生感应电压或感应电产生感应电压或感应电流的流的现象。现象。1 1）直流电

3、动机线圈动态转动图）直流电动机线圈动态转动图2 2）线圈受力和转动分析）线圈受力和转动分析受力分析：受力分析：由左手定则由左手定则得得abab受力向上，受力向上，cdcd受受力向下。这两个力不力向下。这两个力不是平衡力。是平衡力。运动分析：运动分析：在这两个力在这两个力作用下，线圈作顺时作用下，线圈作顺时针转动。针转动。线圈到了线圈到了9090 受力分析：受力分析：此时换此时换向器与碳刷没接触，向器与碳刷没接触，线圈不受力。线圈不受力。 运动分析：运动分析：由于惯由于惯性线圈将继续转动性线圈将继续转动。线圈过了线圈过了9090后后 换向器换向器：线圈转过线圈转过9090后，换向器换后，换向器换

4、向，线圈上电流发向，线圈上电流发生变化。生变化。 受力分析受力分析：线圈转：线圈转过过9090后后abab受力向受力向下，下，cdcd受力向上。受力向上。 运动分析运动分析：线圈继：线圈继续顺时针转动。续顺时针转动。线圈转到线圈转到270270 受力分析受力分析：线圈转到线圈转到270270时，换向器又和时，换向器又和碳刷没接触，线圈不碳刷没接触，线圈不受力。受力。 运动分析：运动分析：由于惯性由于惯性线圈继续转动。线圈继续转动。 换向器：换向器：此时，换向此时，换向器又换向，电流方向器又换向，电流方向也变化，线圈仍继续也变化，线圈仍继续顺时针转动。顺时针转动。v换向器可自动改变线圈中电流方向

5、，使线圈不停地转动下去换向器可自动改变线圈中电流方向，使线圈不停地转动下去。2.2.22.2.2 直流电动机基本结构：直流电动机基本结构： 定子定子、转子转子和和结构件结构件（端盖、轴承等）（端盖、轴承等）三大部分组成。三大部分组成。由永久磁铁做成。由永久磁铁做成。磁极上绕线圈，线圈中通过直流电磁极上绕线圈，线圈中通过直流电，形成电磁铁。，形成电磁铁。磁极上的线圈通以直流电产生磁磁极上的线圈通以直流电产生磁通，称为励磁。通，称为励磁。定子包括机座、主磁极、换向磁极、前定子包括机座、主磁极、换向磁极、前后端盖和电刷装置等几部分。后端盖和电刷装置等几部分。2 2）转子转子( (电枢电枢) ) 转子

6、是直流电动机实现能量转换的枢纽，又称为转子是直流电动机实现能量转换的枢纽，又称为“电枢电枢”，它包括电枢铁心、电枢绕组及换向器。，它包括电枢铁心、电枢绕组及换向器。 电枢铁心电枢铁心的作用：导磁和嵌放电枢绕组的作用：导磁和嵌放电枢绕组; ; 电枢绕组电枢绕组的作用：作发电机时产生感应电动势；的作用：作发电机时产生感应电动势； 换向器换向器的作用：作发电机时将电枢导体感应的交的作用：作发电机时将电枢导体感应的交流电压经由电刷转变成直流电压输出，作电动机流电压经由电刷转变成直流电压输出，作电动机时将电路中的直流电压经由电刷转变成交流电压时将电路中的直流电压经由电刷转变成交流电压输入电枢。输入电枢。

7、2.1.32.1.3直流电动机的分类直流电动机的分类 励磁绕组与电源的连接方式励磁绕组与电源的连接方式被称为励磁方式。被称为励磁方式。 按照不按照不同的励磁方式，同的励磁方式， 直流电动直流电动机可以分为机可以分为他励、他励、 并励、并励、 串励和复励串励和复励四种。四种。 MIaIfUU1(a)IfMIaU(b)Ia IfMU(c)If2MU(d)Ia If1( (a a) ) 他励；他励； ( (b b) ) 并励；并励； ( (c c) ) 串励；串励； ( (d d) ) 复励复励2.1.42.1.4直流电动机的铭牌数据直流电动机的铭牌数据 每台直流电动机的外壳上都有一个铭牌，每台直流

8、电动机的外壳上都有一个铭牌， 上面标上面标有该电机的技术数据，有该电机的技术数据， 主要包括其主要包括其型号型号和和额定值额定值。 型号型号 直流电动机的型号如直流电动机的型号如Z241Z241， Z Z表示直流电动机，表示直流电动机， 2 2表示第二次统一设计，表示第二次统一设计， 4141中的中的4 4表示机座号，表示机座号， 1 1表示电枢铁心的长度序号。表示电枢铁心的长度序号。 直流电动机还有其他的型号表示方法，直流电动机还有其他的型号表示方法， 如如Z ZF F2151121511B B、 ZD21211ZD21211B B等等2.2.额定电压额定电压 对于电动机，对于电动机， 额定

9、电压是指电动机额定电压是指电动机额定工作状态下电动机的输入电压；额定工作状态下电动机的输入电压； 对于发电机，对于发电机， 额定电压是指电动机额定工作状态下电动机的输额定电压是指电动机额定工作状态下电动机的输出电压。出电压。 3.3.额定电流额定电流 对于电动机，对于电动机， 额定电流是指电动机额定电流是指电动机长期连续运行时从电源输入的电流；长期连续运行时从电源输入的电流； 对于发电机，对于发电机， 额定电流是指长期连续运行时供给负载的电流。额定电流是指长期连续运行时供给负载的电流。 4.4.额定转速额定转速 电动机在额定运行时，电动机在额定运行时， 转轴的转速称转轴的转速称为额定转速。为额定转速。5.5.额定功率额定功率 电动机额定运行状态下，电动机额定运行状态下， 电动机轴上电动机轴上输出的机械功率称为额定功率；输出的机械功率称为额定功率； 发电机的额定功发电机的额定功率是指供给负载的电功率。率是指供给负载的电功率。 6.6.额定励磁电流额定励磁电流 电动机在额定运行的情况下，电动机在额定运行的情况下， 通过励磁通过励磁绕组的电流称为额定励磁电流。绕组的电流称为额定励磁电流。 课后小结课后小结 本章节重点掌握直流电动机的工作原理和本章节重点掌握直流电动机的工作原理和结构结构 本章节难点是直流电动机的分类，注意本章节难点是直流