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第1章直流电机原理及单闭环调速系统.ppt

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文档列表 文档介绍

第1章直流电机原理及单闭环调速系统
基本电磁定律
直流电机的工作原理及类型
直流电机的模型
他励直流电机的调速方法
开环调压调速系统
转速单闭环调速系统
无静差调速系统和基本调节电路
其它反馈环节的直流调速系统
单闭环调速系统电流截止负反馈基本电磁定律
法拉第(Faraday)于1821 年发现了载流导体在磁场中受力的现象, 并首次使用模型表演了这种把电能转换为机械能的过程。
1831 年, 他又发现了电磁感应定律。在这一基本定律的指导下。
第二年, 皮克西(Pixii)利用磁铁和线圈的相对运动, 再加上一个换向装置, 制成了一台原始的旋转磁极式直流发电机。
1870~1890 年是直流电机发展的另一个重要阶段。 1873 年, 海夫纳阿尔泰涅克(Hefner Alteneck)发明了鼓形绕组, 提高了导线的利用率。为加强绕组的机械强度, 减少铜线内部的涡流损耗, 绕组的有效部分被放入铁芯槽中。
1880 年爱迪生(Edison)提出采用叠片铁芯, 进一步减少了铁芯损耗, 降低了绕组温升。鼓形电枢绕组和有槽叠片铁芯结构一直沿用至今。
1884 年出现了换向极和补偿绕组。
1885 年开始用碳粉制作电刷。这些措施使火花问题暂告缓和, 反过来又促进了电磁负荷和单机容量的进一步提高。
在电机理论方面, 1886 年霍普金森兄弟(J&E Hopkinson)确立了磁路欧姆定律。
1891年阿诺尔特(Anoret)建立了直流电枢绕组理论。这就使直流电机的分析和设计建立在更为科学的基础上。
(1-1)
全电流定律

式中: H为沿该回路上各点切线方向的磁场强度分量; I为每根导体中的电流; l为导体的长度。式(1-1)表明磁场强度沿闭合回路的线积分与路径无关。称NI为磁路的磁动势, 简称磁势。
磁场强度H与磁感应强度B及磁导率关系为

磁感应强度B为单位面积的磁通量, 即

也称为磁通密度, 简称磁密。
(1-2)
电磁感应定律
线圈中的磁通量Φ发生变化时, 在该线圈中将产生与磁通变化率成正比的电动势, 若线圈匝数为W, 则

磁通Φ是时间t和线圈对磁场相对位移x的函数, 即Φ=f(t, x)。
将式(1-2)写成全微分形式

若, 则

eb称为变压器电势。变压器工作原理就是线圈位置不动, 而通过线圈的磁通量对时间发生变化。
(1-3)
(1-4)
(1-5)
式(1-2)中, WdΦ=dψ; ψ=WΦ, 称为磁链。
若则

ev称为速度电势。电机的工作原理就是磁场的大小及分布不变, 仅靠磁场和线圈有相对位移来产生变化磁通和感应电势进行能量变换。

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