第18章 直流电机的基本工作原理和结构

目录第一节12第二节3第三章4第四节第18章直流电机的基本工作原理和结构18.1直流电机的用途和基本工作原理

直流电机——实现机械能和直流电能相互转换的电磁机械装置。把机械能转换成直流电能的电机是直流发电机；反之，则为直流电动机。直流电机的用途特点调速范围宽，易于平滑调节过载、起动、制动转矩大易于控制，可靠性高调速时能量损失较小直流电动机应用于对调速要求高的场所：轧钢机、舰船推进、造纸、挖掘机等。直流发电机给直流电动机、电解、电镀、冶炼、充电、交流发电机励磁等的直流电源。直流电机的用途缺点换向困难，使容量受到限制。有换向器，费工费料、造价昂贵，需要经常维护，寿命较短。可靠性差。对环境要求高。1.电动势的产生电磁感应定律：满足右手定则为随时间正负交变的电动势结论：结论：为脉动的直流电动势。由于静止电刷和旋转换向器的作用，2、电磁转矩的产生

电磁力定律：满足左手定则以单线圈简化模型为例，进行分析。显然，在电刷间接入直流电源后，在线圈中就有直流电流流过。直流电机换向器将外部的直流电变成了内部交替变化的电流。图中电刷相对于磁极的位置保证了，无论线圈边处在N极下，还是S极下，线圈电流均产生逆时针方向的电磁力矩，从而使转子获得了一个固定方向的电磁转矩。直流电机的基本工作原理旋转电枢式直流发电机的基本工作原理电枢导体与换向片固定连接，换向片之间由绝缘体隔开，换向器随电枢旋转，而电刷是静止不动的，并与外电路相连，这样电刷接触的换向片是不断变化的的、电枢每转过一周（360空间电角度），线圈中和电刷A、B间的电动势方向改变一次，电刷极性保持不变，换向器的作用如同全波整流。从电刷A、B两端得到的是脉动电动势。直流电机的基本工作原理直流发电机的基本工作原理换向器将线圈内部的交流电动势转变为电刷外部的直流电动势。通过换向器和电刷将交流变成直流直流电机的基本工作原理直流电动机的基本工作原理换向器将电刷外部的直流电流变换为线圈内部的交流电流，产生单方向的电磁转矩。TT直流电机的基本工作原理为了减小直流电动势和电磁转矩中的脉动，需要增加线圈数目。主磁极换向磁极电刷装置机座端盖磁极铁心励磁绕组电刷刷握绝缘支架压紧力调整装置转子定子直流电机（产生励磁磁场）（产生电动势，流过电流，产生电磁转矩）转轴电枢铁心电枢绕组换向器（空气隙）一、直流电机的静止部分1、主磁极2、换向极1—主磁极铁心2—励磁绕组3—机座1—换向极铁心2—换向极绕组3、机座——用来固定主磁极、换向极和端盖；另外，又作为磁路的一部分。4、电刷装置1—刷握2—电刷3—压紧弹簧4—铜丝辫二、直流电机的转动部分1、电枢铁心a)—电枢铁心冲片b)—电枢铁心2、电枢绕组——由许多按一定规律连接的线圈组成。2、电枢绕组1—槽楔2—线圈绝缘3—导体4—层间绝缘5—槽绝缘6—槽底绝缘电枢槽内的绝缘直流电机的主要结构换向器结构1－换向片；2－垫圈3－绝缘层；4－套筒3、换向器——由许多换向片组成，换向片之间用云母绝缘。18.2直流电机的主要结构定子机座（磁轭）主极换向极电刷装置转子电枢铁心电枢绕组换向器转轴直流电机的主要结构1－换向极铁心2－换向极绕组3－主极铁心4－励磁绕组5－电枢齿6－电枢铁心7－换向器8－电刷9－电枢绕组10－机座11－底脚18.3直流电机的额定值额定功率，PN

（kW

）由温升和换向等条件限制，按规定运行方式电机能输出的功率。发电机：输出的电功率。电动机：转轴上输出的机械功率。额定电压，UN（V）额定运行时，电机出线端的平均电压。直流电机的额定电压通常不高。

直流电机的额定值额定电流，IN（A）电机在额定电压下运行，输出功率为额定功率时，通过电机出线端的线路电流。发电机：电动机：直流电机的额定值额定转速，nN（r/min）额定功率、额定电压、额定电流时的转速。额定励磁电流，IfN（A）电机在额定工况下，其励磁绕组中的直流电流。额定效率，N额定工况下，输出功率与输入功率的百分比。西门子公司的一台电机的铭牌额定功率7457W额定转速