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第三章直流电机原理
电机与拖动
第三章直流电机原理
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目录
直流电机的用途及基本工作原理
直流电机的主要结构与额定值和型号
直流电机的磁路、空载时的气隙磁密与空载磁化特性
直流电机电枢绕组
电枢电动势和电磁转矩
直流发电机原理
直流电动机原理
他励直流电动机的机械特性
串励和复励直流电动机
直流电机的电枢反应和换向
第三章直流电机原理
直流电机的用途及基本工作原理

直流电机分为直流电动机和直流发电机。直流电动机的应用场合
很多,这是因为直流电动机的起动性能和调速性能好,过载能力大,
易于控制。
直流电动机的基本原理
加于直流电动机的直流电源,
借助于换向器和电刷的作用,
使直流电动机电枢线圈中流过
的电流,方向是交变的,然而
电枢线圈所处的磁极也是同时
交变的,从而使电枢产生的电
磁转矩的方向恒定不变,确保
直流电动机朝确定的方向连续
旋转。 3
第三章直流电机原理
直流电动机的基本工作原理直流电动机的基本工作原理 b
换向器作用: 电刷
N F n
将外部直流电 I
a d T
转换成内部的 F
直流电,以保
I
持转矩方向不 c
变。 S 换向片
– U +
直流电从两电刷之间通入电枢绕组,电枢电流方向如图所示。由于
换向片和电源固定联接,无论线圈怎样转动,总是S极有效边的电流方向
向里, N极有效边的电流方向向外。电动机电枢绕组通电后中受力(左手
定则)按顺时针方向旋转。
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第三章直流电机原理
电刷 b
F
N E n
a I d
F T
E
c I
S 换向片
– U +
线圈在磁场中旋转,将在线圈中产生感应电动势。由右手定则,感应
电动势的方向与电流的方向相反。
1. 电枢感应电动势
KE: 与电机结构有关的常数
E=EKΦ n n: 电动机转速
Φ:磁通 5
第三章直流电机原理
电刷 b
F
N E n
a I d
F T
E
c I
S 换向片
– U +
由图可知,电枢感应电动势EE与电枢电流或外加电压方向总是相
反,所以称反电势。
R
2. 电枢回路电压平衡式 Ia a
2. 电枢回路电压平衡式+
+= = Φ+ RInKRIEU +
aa E aa U M E
式中:UU 外加电压–
——
RR ——绕组电阻
a – 6
第三章直流电机原理
直流发电机的基本工作原理
直流发电机的模型与直流电动机相同,不同的是电刷上不加直流电
压,而是利用原动机拖动电枢朝某一方向例如逆时针方向旋转----产生直
流电动势。
电磁感应定律: = Blve 满足右手定则满足右手定则
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结论:结论: eBA 为随时间正负交变的电动势
第三章直流电机原理
eBA
e
结论: eBABA
由于旋转电刷和静止换向器的
作用, e 为脉动的直流电动势。
BA 8
第三章直流电机原理
直流电机的可逆性:
一台直流电机原则上既可以作为电动机运行,也可以作为发电机
运行,只是外界条件不同而已。如果用原动机拖动电枢恒速旋转,就
可以从电刷端引出直流电动势而作为直流电源对负载供电;如果在电
刷端外加直流电压,则电动机就可以带动轴上的机械负载旋转,从而
把电能转变成机械能。这种同一台电机能作电动机或作发电机运行的
原理,在电机理论中称为可逆原理。
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直流电机的主要结构与额定值和型号

直流电机的主要结构