《大工秋《電氣工程概論》輔導(dǎo)文檔四》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《大工秋《電氣工程概論》輔導(dǎo)文檔四（10頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、電氣工程概論輔導(dǎo)資料四 主 題：直流電機(jī) 學(xué)習(xí)時間：2010年11月8 日- 11月14日 內(nèi) 容： 我們這周主要學(xué)習(xí)直流電機(jī)。 一、 學(xué)習(xí)要求 通過學(xué)習(xí)了解直流電機(jī)的工作原理變壓器的結(jié)構(gòu)，掌握直流電機(jī)的調(diào)速和功 率平衡方程。 二、 主要內(nèi)容 一、 概述 電機(jī)是依據(jù)電磁感應(yīng)定律和電磁力定律， 實現(xiàn)電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的電磁 裝置。 按照電機(jī)的用途分類：可分為發(fā)電機(jī)、電動機(jī)和控制電機(jī)。 按照電機(jī)的電流類型分類：可以分為直流電機(jī)和交流電機(jī)，其中交流電機(jī)可 以分為同步電機(jī)和異步電機(jī)。 按照電機(jī)的相數(shù)分類：可以分為單相電機(jī)和多相電機(jī)，如單相交流電機(jī)和最 常見三相電機(jī)。 按照電機(jī)

2、的大小尺寸、容量分類：有大、中、小和微型電機(jī)。 二、 直流電機(jī) (一) 直流發(fā)電機(jī)工作原理 (a) (b) 63直流發(fā)電機(jī)工作原理圖 (a)電動勢方向為dr: (b)電動勢方向為ab* cd A. B ■靜止的電審h h 2換向JW (二) 直流電動機(jī)工作原理 (H) ⑹ 圖2?65直流電動機(jī)工作原理圖 (e)電動協(xié)方向為dci (b)電動崢方向為mb, cd A. B—靜止的電刷:1. 換向器 (1) 電機(jī)的可逆原理：直流電機(jī)可作為發(fā)電機(jī)運行，也可作為電動機(jī)運行 (2) 換向器的作用是實現(xiàn)電樞線圈內(nèi)的交流電動勢、電流與電刷的直流電 壓、電流之間的轉(zhuǎn)化。

3、(三) 直流電機(jī)的結(jié)構(gòu) 勵磁繞組 換向皺 電摳齒 底腳 換向扱繞組 電樞繞組 電樞鐵芯 圖2-66血流電機(jī)緒構(gòu)橫剖面 直流電機(jī)主要包括轉(zhuǎn)子和定子兩大部分。 轉(zhuǎn)子是電機(jī)的轉(zhuǎn)動部分，定子是電 機(jī)的靜止部分。 1定子：用來產(chǎn)生磁場和作為電機(jī)的機(jī)械支架，主要包括主磁極、換向極、 機(jī)座和電刷裝置。 2轉(zhuǎn)子：也稱為電樞，用來產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換。 主要包括電樞鐵芯、電樞繞組、換向器、轉(zhuǎn)軸和風(fēng)扇等。 （四）直流電機(jī)的勵磁 直流電機(jī)的勵磁方式分為永磁體勵磁、電機(jī)本體勵磁（并勵、串勵和 復(fù)勵）、其他電源勵磁三種。 電源（負(fù)載） 電源（負(fù)載） 他助 圖2-

4、69直流電機(jī)的勵磁方式 （五）直流電機(jī)中的感應(yīng)電動勢 E = 02 e 60a 其中p為極對數(shù)，N為電樞繞組的總導(dǎo)體數(shù)，a為支路對數(shù)，①為每極主磁 通，n為電機(jī)轉(zhuǎn)速。 （六）直流電機(jī)的電動勢平衡方程 1直流發(fā)電機(jī)的電動勢方程 2直流電動機(jī)的電動勢方程 V E,+山 （七） 直流電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩 （八） 直流電機(jī)損耗和功率平衡 1直流電機(jī)損耗分類 （1） 機(jī)械損耗Pmec,主要由軸承間的磨擦和電刷與換向器間的摩擦產(chǎn)生 （2） 鐵芯損耗PFe，由電樞鐵芯產(chǎn)生的渦流損耗和磁滯損耗。 (3) 勵磁損耗Pf,由勵磁繞組電阻產(chǎn)生的損耗 (4) 負(fù)載損耗Pa，電樞繞組的電阻

5、損耗等。 (5) 雜散損耗Pad。 2直流電機(jī)的功率平衡方程 (1) 直流發(fā)電機(jī)的功率平衡方程 P1 — P 2 + 直 +” mcc 直流發(fā)電機(jī)的效率 (2) 直流電動機(jī)的功率平衡方程 P1 = + XR. = Pt + 十戶氐 + = Pi + 2p (九) 直流發(fā)電機(jī)的特性 1空載特性：發(fā)電機(jī)當(dāng)n為常值，l=OA時，發(fā)電機(jī)空載端電壓U0與勵磁 電流If之間的函數(shù)關(guān)系。 2負(fù)載特性:發(fā)電機(jī)n為常值，I>OA時，發(fā)電機(jī)端電壓U與勵磁電流之 間的函數(shù)關(guān)系。 幾 fn h 圖2上74他勵發(fā)電機(jī)的負(fù)載特忤 3外特性:發(fā)電機(jī)當(dāng)n為常值，If為常值時，發(fā)電機(jī)電壓U

6、與輸出電流I之間 的函數(shù)關(guān)系。 4調(diào)節(jié)特性:發(fā)電機(jī)n為常值，U為常值時，勵磁電流If與輸出電流I之 間的函數(shù)關(guān)系。 （十）直流電動機(jī)的機(jī)械特性和調(diào)速 1他勵直流電動機(jī)的機(jī)械特性：電機(jī)勵磁電流If恒定且電樞端電壓一定 時，電機(jī)轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)矩之間的函數(shù)關(guān)系。 其中 （1）固有機(jī)械特性：當(dāng)電動機(jī)端電壓額定 U=UN，每極氣隙勵磁磁通額 定①二①N，電樞回路無串接電阻（Rst= 0）時的機(jī)械特性。 （2）人為機(jī)械特性：在固有機(jī)械特性的基礎(chǔ)上，主要分析改變電樞回路串 接電阻、改變端電壓和改變勵磁磁通三種情況下的人為機(jī)械特性。 1 ）電樞回路串接電阻的人為機(jī)械特性：

7、 R刑 ￡ Rm H輕 圖2-78電樞同路串接不同 飢値電肌時的人為機(jī)械持性 2）改變電樞端電壓的人為機(jī)械特性: V K, （叭 CrC,0s 3）改變氣隙磁通①的人為機(jī)械特性（Rst = 0）  2他勵直流電動機(jī)的調(diào)速 (1)串電阻調(diào)速 n「 ■fill H2-81串電阻闊速持性 優(yōu)點：實現(xiàn)簡單，適用于低速短時運行的拖動裝置。 缺點：機(jī)械特性軟，靜差率大；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍小，只能低于額定轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié); 串接電阻消耗功率；只能實現(xiàn)有級調(diào)速。 (2)調(diào)壓調(diào)速 圖2?82調(diào)壓調(diào)速持性 優(yōu)點：機(jī)械特性硬度不變；勵磁電流額定時，可實現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速；調(diào)速范

8、圍 寬，可實現(xiàn)無級調(diào)速；調(diào)速過程能量損耗小。 缺點：需要調(diào)壓電源；只能低于額定轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)；隨電壓降低靜差率增大；串 接電阻消耗功率；只能實現(xiàn)有級調(diào)速。 （3）弱磁調(diào)速（恒功率調(diào)速） n 1^1 2- 83弱磁關(guān)速特羊 優(yōu)點：控制方便，調(diào)速平滑，經(jīng)濟(jì)性好。 缺點：調(diào)速范圍窄，受電機(jī)機(jī)械強(qiáng)度和換向火花的限制，轉(zhuǎn)速不可太高；此 外還要防止電機(jī)飛車的現(xiàn)象發(fā)生。 （十一）直流電機(jī)的額定值 （1額定功率PN:對于直流發(fā)電機(jī)，指電機(jī)輸出的功率；對于直流電動 機(jī)，指電機(jī)輸出的機(jī)械功率。 （2） 額定電壓UJ:電機(jī)額定運行時的輸入或輸出電壓。 （3） 額定電流I N:電機(jī)額定運行時能承受的電流。 （4） 額定轉(zhuǎn)速nN:電機(jī)額定運行時的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。 （5）額定勵磁電壓UfN :保證電機(jī)額定運行的勵磁繞組 三、重要考點 簡答題 1直流電動機(jī)的勵磁方式有哪幾種，各有什么特點。 2他勵直流電動機(jī)的調(diào)速方法有哪幾種。 3按照電機(jī)的用途分為哪幾種？按照電機(jī)的電流類型可分為哪幾種？其中交 流電機(jī)分為哪幾種？ 參考答案： 1見課本55頁 2見課本62頁 3見課本52頁