5.第五章-直流电机

二零一四年元月第五章直流电机主讲：赵振宁新能源汽车电工电子与电力电子基础2能说出简单有刷直流电机的工作原理。能说出简单有刷永磁直流电机的有刷、永磁和直流分别指什么说的。能说出直流电机在加负载后的电流变化。知识目标3能更换汽车起动机。能正确拆装汽车起动机。能对汽车起动机进行必要的检查。能说出汽车上大功率的有刷直流电机有哪些，功率分别大约是多少瓦。通过钳形电流表和万用表测量汽车起动工况时起动机的实际功率是多少瓦。技能目标4第一节概述一、直流电机

直流电机的电源是直流电，电机电柜绕组内电流方向是变化的，不可错误理解为电流方向不变。直流电机的主要优点：具有良好的调速性能，便于经济地在宽范围内做平滑的速度调节；并具有良好的起动性能。这是一般交流电机所不及的。因此，直流电机在电力拖动中仍占有一定地位。主要用来驱动电车、电传动机车、轧钢机、造纸机、电铲、矿井卷扬机等。直流电机分为有刷直流电机和无刷直流电机两种，本章主要介绍有刷电机，无刷电机专门在电动汽车部分讲解。5二、汽车直流电机有刷直流电机在汽车上的应用如下：功率为几千瓦的汽车起动机；功率为几百瓦的散热器风扇电机、空调鼓风机电机和刮水器电机等；功率为１００Ｗ附近的电机有电动窗或座椅电机等；功率为十几瓦的电机有中控锁电机；功率为几瓦的电机有观后镜调节电机。第一节概述6三、电动汽车驱动电机是什么电机可长时间工作的直流有刷电机的功率不能太大，一般不超过１０ｋＷ（绕线异步电机功率可做得很大），功率大时换向器会出现环火烧毁换向器。无刷电机采用变频器对直流进行换流形成单相或三相交流电，使电机成为单相或三相电机，功率可以做到几百到上千千瓦，电动汽车采用的电机为无刷电机。第一节概述7第二节直流电机的基本原理一、直流电机的工作原理8二、直流电机的简单计算

电枢旋转后，绕组的线圈边又因切割磁力线而产生感应电动势，用右手定则判断，它的方向与绕组中的电流方向是相反的，称为反电动势，记作ＥＣ。因此，直流电动机运转时，电枢中的电流为式中，Ｕ为外加电压；Ｒａ为电枢绕组的电阻。式中，ＣＴ为转矩常数，取决于电机结构。第二节直流电机的基本原理9二、直流电机的简单计算式中，ＣＴ为转矩常数，取决于电机结构。直流电机的电磁转矩Ｔ与每极磁通Φ和电枢电流Ｉａ成正比，即反电动势ＥＣ与每极磁通Φ和电机的转速ｎ成正比，即式中，Ｃｅ为电动势常数，由电机结构决定。第二节直流电机的基本原理10第二节直流电机的基本原理11三、直流电机的构造第二节直流电机的基本原理12三、直流电机的构造第二节直流电机的基本原理13三、直流电机的构造第二节直流电机的基本原理14三、直流电机的构造第二节直流电机的基本原理15四、直流电机的励磁方式第二节直流电机的基本原理16第三节直流电机的特性一、直流电机的转速特性17二、直流电机的机械特性第三节直流电机的特性18第三节直流电机的特性二、直流电机的机械特性19第四节直流电机的起动、调速和反转一、电机的起动由于电枢电阻Ｒａ很小，故起动电流可达额定值的十几或几十倍，会损坏换向器和电枢绕组等，并使供电线路的电压下降。因此，起动时可降低加在电枢绕组上的电压，或在电枢电路中串联起动变阻器，以限制起动电流。20二、电机的调速

直流电机的调速方法有三种：电枢串接电阻调速、弱磁调速和降低电源电压调速。第四节直流电机的起动、调速和反转21三、电机的反转直流电机的旋转方向取决于电枢电流的方向和主磁极磁场的方向，所以两者任变其一，就可使电机反转。并励电机通常是改变电枢电流方向使电机反转。这是因为励磁电路的电感很大，换接时将会产生很高的