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棋牌游戏平台十大排名直流电动机_结构

  电 机 及 拖 动 基 础 电机及拖动基础 第3讲 直流电动机_结构&绕组 (3学时) 2013.04.02 本讲内容及要求: 电 机 及 拖 动 基 础 直流电动机的运行原理(掌握) 直流电机的额定值(掌握) 直流电机的励磁方式(掌握) 直流电机的基本结构(掌握) 直流电机的电枢反应(了解) 直流电机的基本原理和结构 直流电机的简化模型 直轴就是磁极的方向,交轴是与磁极正交的方向 电 机 及 拖 动 基 础 励磁线圈通入直流电流,产生直轴(d轴)方向 的主极磁通?,称为主磁场。 电枢绕组 q 定子 电枢 q A Φ ? d N S n d B 励磁线圈 电刷 - Uf + a) 交轴(q轴)方向上的一对 电刷将电枢线圈分为左右两 b) 部分,电枢线 直流电机的简化模型 联接方式组成电枢绕组。 a) 直流电机结构 b) 直流电机模型 直流电机的基本工作原理 电 机 及 拖 动 基 础 左手定则 1、直流电动机工作原理 在磁场作用下,N极性下导体 直流电动机是将电能 ab受力方向从右向左,S 极下导 转变成机械能的旋转机械。体cd受力方向从左向右。该电磁 把电刷A、B接到直流 电源上,电刷A接正极, 电刷B接负极。此时电枢 线圈中将有电流流过。 力形成逆时针方向的电磁转矩。 当电磁转矩大于阻转矩时,电机 转子逆时针方向旋转。 电刷 + U - N S 换向片 直流电机的基本工作原理 当电枢旋转到右图所示位置时: 电 机 及 拖 动 基 础 原N极性下导体ab转到S 极下,受力方向从左向右, 原S 极下导体cd转到N极下, 受力方向从右向左。该电磁 力形成逆时针方向的电磁转 矩。线圈在该电磁力形成的 电磁转矩作用下继续逆时针 方向旋转。 N + U - S 关键点: 换向片。 换向片安装在电机转 轴上,与电枢同步旋转。 直流电机的基本工作原理 电 机 及 拖 动 基 础 电磁关系 直流 电流 换向 交流 电流 Φ 电磁转矩 (拖动转矩) 旋转 机械 负载 克服 反电 做功 动势 直流电机的基本结构 直流电机由定子(固定不动)与转子(旋转)两大部分组 成,定子与转子之间有空隙,称为气隙。 定子部分包括机座、主磁极、换向极、端盖、电刷等装 置; 转子部分包括电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴、风 扇等部件。 电 机 及 拖 动 基 础 1—风扇;2—机座; 3—电枢;4—主磁极; 5—刷架;6—换向器; 7—接线—端盖 直流电机的基本结构 电 机 及 拖 动 基 础 1.定子部分 (1)机座 机座既可以固定主磁极、 换向极、端盖等,又是电机磁路的 一部分(称为磁轭)。机座一般用 铸钢或厚钢板焊接而成,具有良好 的导磁性能和机械强度。 (2)主磁极 主磁极的作用是产生气隙 磁场,由主磁极铁心和主磁极绕组 (励磁绕组)构成,如图所示。主 主磁极 磁极铁心一般由1.0mm~1.5mm 厚的低碳钢板冲片叠压而成,包括 极身和极靴两部分。极靴做成圆弧 1—固定主磁极的螺钉; 形,以使磁极下气隙磁通较均匀。 极身上面套有励磁绕组,绕组中通2—主磁极铁心;3—励磁绕组 入直流电流。整个磁极用螺钉固定 在机座上。 机 座 直流电机的基本结构 (3)换向极 换向极用来改善 换向,由铁心和套在铁心 上的绕组构成,如图所示。 换向极铁心一般用整块钢 制成,如换向要求较高, 则用 1.0mm ~ 1.5mm 厚 的钢板叠压而成,其绕组 中流过的是电枢电流。换 向极装在相邻两主磁极之 间,用螺钉固定在机座上。 1—换向极铁心;2—换向极绕组 注意: 换向极绕组与定子(励磁)绕组串联连接。 电 机 及 拖 动 基 础 直流电机的基本结构 2.转子部分 (1)电枢铁心 电枢铁心是电机磁路的 一部分,其外圆周开槽, 用来嵌放电枢绕组。电枢 铁 心 一 般 用 0.5mm 厚 、 两边涂有绝缘漆的硅钢片 冲片叠压而成,如图所示。 电枢铁心固定在转轴或转 子支架上。铁心较长时, 为加强冷却,可把电枢铁 心沿轴向分成数段,段与 段之间留有通风孔。 电 机 及 拖 动 基 础 直流电机的基本结构 (2)电枢绕组 电 机 及 拖 动 基 础 电枢绕组是直流电机的主要组成部分,其 作用产生感应电动势和电磁转矩,它是电机实 现机电能量转换的关键。通常用绝缘导线绕成的 线圈(或称元件),按一定规律连接而成。 直流电机的基本结构 (3)换向器 换向器是直流电机最重要的部件之一, 对于发电机,是将电枢绕组元件中的直流 交变电势转换为电刷间的直流电势;对于 电动机则是将输入的直流电流转换为电枢 绕组元件中的交变电流,产生恒定方向的 电磁转矩。 电 机 及 拖 动 基 础 直流电机的基本结构 直流电机的主要结构概述: 电 机 及 定子 拖 动 基 础 转子 主磁极:产生恒定的气隙磁通,由铁心和励磁绕组构成 换向磁极:改善换向。 电刷装置:与换向片配合,完成直流与交流的互换 机座和端盖:起支撑和固定作用。 电枢铁心:主磁路的一部分,放置电枢绕组。 电枢绕组:由带绝缘的导线绕制而成,是电路部分。 换向器:与电刷装置配合,完成直流与交流的互换 转轴 轴承 直流电机的绕组 对绕组的要求:在能够通过规定的电流和产 生足够的电动势的前提下,尽可能节省铜和绝 缘材料,并且结构简单、运行可靠。 电 机 及 拖 动 基 础 一、简单的绕组 右图只是说明原理的示意图。它的缺点是: 随着电枢的转动,始终只有一个线圈有电 流。这样的话,材料没有充分利用,产生 的总转矩或电势均很小。 解决办法:用4个换向片将4个线圈都连 接起来,成为一个闭合绕组,两个不同 的元件边连接一个换向片。每个元件的 两个元件边连接2个不同的换向片。共 用了4个换向片,节省了材料,提高了 输出转矩。 1-2、3-4、5-6、7-8 分别构成4个线个线圈单层结构示意图 电 机 及 拖 动 基 础 直流电机的绕组 4绕组展开图: 电 机 及 拖 动 基 础 为了使得线个有效边所感应的电动势相等,则线圈的有 效边之间的距离(跨距)应等于或接近于一个极距(相邻主 磁极间的跨度)。 直流电机的绕组 6个线圈的电枢绕组与电刷连接 电 机 及 拖 动 基 础 当电枢转到图示位置时:构成如图所示的等效并联支路。 电刷将环形闭合电枢绕组分成两条对称的并联支路。 结论:整个电枢绕组通过换向片连成一个闭合回路。 直流电机的绕组 直流电机电枢绕组结构形式:单 叠绕组、单波绕组。 电 机 及 拖 动 基 础 在实际电机中----- 为使线圈(元件) 端部平整排列,一般在每个槽中放置 上/下 两个有效边,所以,多为双层 绕组。 (一)单叠绕组 特点:元件的两个端子连接在相邻的两个换向 片上。 y1------节距(元件跨距---2个有效边所跨槽数) yk------换向器节距(上层边与下层边所连接的 两个换向片之间的距离) 直流电机的绕组 单叠绕组的所有的相邻元件依次串联,即后一元件的首端与前 一元件的末端连在一起,接到一个换向片上。最后一个元件末 端与第一个元件首端连接在一起,棋牌游戏平台十大排名形成一个闭合回路。棋牌游戏平台十大排名, 电 机 及 拖 动 基 础 直流电机的绕组 根据绕组展开图可绘制绕组等效电路图: 电 机 及 拖 动 基 础 结论:并联支路数=电刷数 电刷数=被短路的元件数=磁极数 ------- a=p 直流电机的绕组 (二)单波绕组 电 机 及 拖 动 基 础 单波绕组: 不是把元件依串联,而是把相隔大约两个极距 (τ),即在磁场中的位置差不多相对应的元件连接起来。 该种连接保证元件中的电流产生相同方向的电磁力,从而 使电机产生的总电磁转矩最大。 直流电机的磁场 1. 空载磁场 电 机 及 拖 动 基 础 直流电机空载是指电枢绕组电流为零或很小, 电机几乎无功率输出。空载磁场是由励磁绕 组的励磁磁动势单独建立的磁场。 p=1 漏磁通??,一般: ??=(15~20)%?。 直流电机的磁场 2. 电枢反应 当直流电机带上负载以后, 在电机磁路中又形成一个 磁动势,这个磁动势称为 电枢磁动势。 不论什么形式的绕组, 在一个磁极下元件边中的 电流方向总是相同的,不 同磁极下元件边中的电流 方向总是相反的。因此, 电枢磁动势分布规律如图: 电 机 及 拖 动 基 础 直流电机的磁场 结论:直流电机负载时气隙磁场是由励磁磁动势 电 机 及 拖 动 基 础 和电枢磁动势共同产生的。电枢磁动势对气隙磁 场的影响称为电枢反应。 几何中性线n-n (a)主极磁场 (b)电枢磁场 物理中性线m-m (c)合成磁场 直流电机的励磁方式 在直流电机中,由定子励磁线圈通电所产生的主磁场称为 励磁磁场。不同的励磁方式,直流电机的运行特性有很大 差异。 电 机 及 拖 动 基 础 他励:励磁绕组的电流由独立电源提供 的。 并励;励磁绕组与电枢绕组并联。 串励;励磁绕组与电枢绕组串联。 自励 复励;励磁绕组一部分与电枢绕组串联, 另一部分与电枢绕组并联。 直流电机的额定值 额定功率 PN 电 机 及 拖 动 基 础 指轴上输出 电动机 指电刷间输出的 发电机 额定条件下电机 的机械功率 额定电功率 所能提供的功率 额定电压 UN 在额定工况下,电机 出线端的平均电压 额定电流 IN 额定功率时对应的电流 在额定电压、额定电流下,运 电动机:是指输入额定电压。 行于额定功率时对应的转速. 电机铭牌上还标有其它数 额定励磁电流 I fN 据,如励磁电压、出厂日 对应于额定电压、额定电流、额 期、出厂编号等。 定转速及额定功率时的励磁电流 发电机:是指输出额定电压; 额定转速 nN 在额定电压下,运行于 问题讨论: 电 机 及 拖 动 基 础 问题讨论: 电 机 及 拖 动 基 础 问题讨论: 电 机 及 拖 动 基 础 问题讨论: 电 机 及 拖 动 基 础 电 机 及 拖 动 基 础 Class discussion

时间:2020-07-13 15:35