發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)

1、1) 了解三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理。2）了解三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性，掌握起動(dòng)、調(diào)速、反轉(zhuǎn)和制動(dòng)。3）了解車用交流發(fā)電機(jī)。4）了解直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。5）了解直流并勵(lì)、他勵(lì)、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性及其應(yīng)用。6）了解直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、反轉(zhuǎn)和調(diào)速。實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的電工設(shè)備總稱為電機(jī)。機(jī)械能電能發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)的最大特點(diǎn)優(yōu)良的調(diào)速性能起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也比較大生產(chǎn)成本較高需要使用直流電源維護(hù)要求較高應(yīng)用：軋鋼機(jī)、龍門刨床等主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)某些電力牽引和起重設(shè)備電車及電力機(jī)車 異步電動(dòng)機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、工作可靠、使用維護(hù)方便應(yīng)用：應(yīng)用：金屬切削機(jī)床、起重機(jī)、傳送帶、功率不大的水泵

2、、通風(fēng)機(jī)在全國電動(dòng)機(jī)總?cè)萘恐杏?5以上是三相異步電動(dòng)機(jī)?；\型電機(jī)的各部件0.5mm厚機(jī)座：鑄鐵或鋼板焊接機(jī)座：鑄鐵或鋼板焊接支撐鐵心和固定電機(jī)支撐鐵心和固定電機(jī)裝有三相繞組的定子定子繞組定子繞組接線盒接線盒。通常。通常聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)電機(jī)容量電機(jī)容量Y3kW 聯(lián)聯(lián)結(jié)結(jié)電電機(jī)機(jī)容容量量 kW4XAZBYCAXZXYBCACBZY籠型籠型 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子: 在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或電流產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或電流,產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子繞組0.5mm的硅鋼片疊壓籠型轉(zhuǎn)子籠型轉(zhuǎn)子(1)籠型轉(zhuǎn)子籠型轉(zhuǎn)子 鐵芯槽內(nèi)放銅條，端鐵芯槽內(nèi)放銅條，端 部用短路環(huán)形成一體。部用短路環(huán)形成一體。 或鑄鋁

3、形成轉(zhuǎn)子繞組?；蜩T鋁形成轉(zhuǎn)子繞組。(2) 繞線式轉(zhuǎn)子繞線式轉(zhuǎn)子三相轉(zhuǎn)子繞組通常連接成星形，即三個(gè)末端連在一起，三個(gè)首端分別與轉(zhuǎn)軸上的三個(gè)滑環(huán)（滑環(huán)與軸絕緣且滑環(huán)間相互絕緣）相連，通過滑環(huán)和電刷接到外部的變阻器上，以便改善電機(jī)的起動(dòng)和調(diào)速性能。繞線式轉(zhuǎn)子繞組與外接變阻器的連接CiAXCZBYAiBiiCiAiBitmIo4.2.1旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生iCiAiBitmIo0n規(guī)定規(guī)定 i : “+” 首端流入，尾端流出。首端流入，尾端流出。 i : “” 尾端流入，首端流出。尾端流入，首端流出。 AYCBZX()電流出電流出( )電流入電流入三相對(duì)稱交流繞組通入三相對(duì)稱交流電流時(shí)，將在電機(jī)氣隙空間產(chǎn)生

4、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)；（動(dòng)畫1，動(dòng)畫2）CiBiAii tAXYCBZAXYCBZAXYCBZNS0 t 60t 0n60 90t 600mIoSNSNAAXZBCYAAXZBCY分析可知：三相電流產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)是一旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)分析可知：三相電流產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)是一旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng) 即：即：1、0t 60t 任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線NSNSBiAXBYCZAiCiCYABCXYZAXBZAiBiCiX A AXBYB Y CC ZZ 極對(duì)數(shù)極對(duì)數(shù)2p動(dòng)畫動(dòng)畫旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)與三相繞組的排列有關(guān)與三相繞組的排列有關(guān)CYABCXYZAXBZAiBiCiAX XNSZ CZBYB Y

5、A C SNBiCiAiimIt 01160 (/nf轉(zhuǎn) 分）工頻：工頻：Hz501 f13000 (/n 轉(zhuǎn) 分 ）p=1時(shí)時(shí)0mICiBiAi tiomINSAXYCBZNSAXYCBZNSAXYCBZNSX NSA X ABZCYZ C Y B SN0t 60tp=2時(shí)時(shí)BiCiAiit mI011601500 (/2fn 轉(zhuǎn) 分）1n30AX XZ CZBYB Y A C NSNS1160 (/)fnp轉(zhuǎn) 分2p180分）轉(zhuǎn)/( 50011p360分）轉(zhuǎn)/( 0003極對(duì)數(shù)極對(duì)數(shù)每個(gè)電流周期每個(gè)電流周期磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過的空間角度磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過的空間角度同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速)f(Hz501 3p120分）

6、轉(zhuǎn)/( 00014p分分）轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/( 75090旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速 與頻率與頻率f1和極對(duì)數(shù)和極對(duì)數(shù)p有關(guān)。有關(guān)。AXYCBZ1160 (/fnp轉(zhuǎn) 分）BlvBliFnF1nNS1nn如果如果:1nn%s)91( 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦可由轉(zhuǎn)差率求得轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦可由轉(zhuǎn)差率求得1(1)nns11100%nnsn 例例1 1：一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速 n= =975 r/min，電源頻率，電源頻率 f1 1= =50 Hz。試求電動(dòng)機(jī)的。試求電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)和額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率。極對(duì)數(shù)和額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率。解：解：根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)

7、速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系可知：速的關(guān)系可知：n1=1000 r/min , 111000975100%100%2.5%1000nnns 磁極數(shù)磁極數(shù)( 極對(duì)數(shù)極對(duì)數(shù) p = 2 )例如：例如： Y 132 M4 用以表明電動(dòng)機(jī)的系列、幾何尺寸和極數(shù)。用以表明電動(dòng)機(jī)的系列、幾何尺寸和極數(shù)。機(jī)座長(zhǎng)度代號(hào)機(jī)座長(zhǎng)度代號(hào)機(jī)座中心高（機(jī)座中心高（mm）三相異步電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)例如：例如：380/220V、Y/ 是指線電壓為是指線電壓為 380V 時(shí)時(shí) 采用采用 Y聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)；線電壓為；線電壓為 220V 時(shí)采用時(shí)采用 聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)。電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組的電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組的 表示星形表示星形

8、聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)下電機(jī)的線電流為下電機(jī)的線電流為 6.73A；三角形；三角形聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)下線電下線電流為流為 11.64A。兩種接法下相電流均為。兩種接法下相電流均為 6.73A。12PP cos3NN1IUP 籠型電機(jī)籠型電機(jī) =7293額定功率是指電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)軸上輸出的機(jī)額定功率是指電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)軸上輸出的機(jī)械功率械功率 P2，它不等于從電源吸取的電功率，它不等于從電源吸取的電功率 P1。PN 三相異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)較低，在額定負(fù)載三相異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)較低，在額定負(fù)載時(shí)約為時(shí)約為 0.7 0.9。空載時(shí)功率因數(shù)很低，只有。空載時(shí)功率因數(shù)很低，只有 0.2 0.3。額定負(fù)載時(shí)，功率因數(shù)最高。

9、額定負(fù)載時(shí)，功率因數(shù)最高。 電機(jī)在額定電壓、額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速。電機(jī)在額定電壓、額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速。P2cos O 0N0Nnnns 額額定定轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)差差率率22Tcos IKT 常數(shù)，與電常數(shù)，與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)每極磁通每極磁通轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電路的轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)功率因數(shù)ilBF 22cos, , IT 21220222)(UsXRsRKT 22 cos IKTT 21220222)(UsXRsRKT 21UmaxTmSNSOTS曲曲線線)(sfT 曲曲線線)(Tfn 根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式22022212)(sXRUsRKT 得特性曲線：得特性曲線：Nn

10、maxTstTOnTNT0n動(dòng)畫動(dòng)畫stT1NT動(dòng)畫動(dòng)畫NnNT)/()(9550NNN分分轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)千千瓦瓦nPT OnT0n(N m) 如某普通機(jī)床的主軸電機(jī)如某普通機(jī)床的主軸電機(jī)(Y132M-4型型) 的額定功的額定功率為率為7.5kw, 額定轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速為1440r/min, 則額定轉(zhuǎn)矩為則額定轉(zhuǎn)矩為nPnPT9550602 m.N7 .4914405 .795509550NNN nPT21220222UsXRsRKT)(2021max2XUKT 0dd ST令：令：求得求得202mXRss 臨界轉(zhuǎn)差率臨界轉(zhuǎn)差率On0nTmax將將sm代入轉(zhuǎn)矩公式，可得代入轉(zhuǎn)矩公式，可得 max121ma

11、x, )1(TUUT2021max2 XUKT NmaxTT 一般三相異步電動(dòng)機(jī)的過載系數(shù)為一般三相異步電動(dòng)機(jī)的過載系數(shù)為2 .28 .1 12 II(2) sm與與 R2 有關(guān)，有關(guān)， R2 sm n 。繞線式電。繞線式電機(jī)改變轉(zhuǎn)子附加電阻機(jī)改變轉(zhuǎn)子附加電阻R 2 可實(shí)現(xiàn)調(diào)速?？蓪?shí)現(xiàn)調(diào)速。 22022212)(sXRUsRKT 22022212stXRURKT 電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩。起動(dòng)時(shí)起動(dòng)時(shí)n= 0 時(shí)時(shí)，s =1 st121st, ) 1 (TUUT(2) Tst與與 R2 有關(guān)，有關(guān)， 適當(dāng)使適當(dāng)使 R2 Tst 。對(duì)繞線式。對(duì)繞線式 電機(jī)改變轉(zhuǎn)子附加電阻電機(jī)改變轉(zhuǎn)

12、子附加電阻 R 2 , 可使可使Tst =Tmax 。體現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)帶體現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)帶載起動(dòng)的能力。載起動(dòng)的能力。 0nOnTNststTTK 起動(dòng)能力起動(dòng)能力T2 sT2 TT =T2n T T 2達(dá)到新的平衡達(dá)到新的平衡T20nnTOn問題：?jiǎn)栴}：。 一般中小型鼠籠式電機(jī)起動(dòng)電流為額定電流的一般中小型鼠籠式電機(jī)起動(dòng)電流為額定電流的4 7 倍倍; 電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 7.5千瓦以下的異步電動(dòng)機(jī)一般都采用直接起千瓦以下的異步電動(dòng)機(jī)一般都采用直接起動(dòng)。動(dòng)。星形星形-三角形三角形(Y ) 換接起動(dòng)換接起動(dòng)自耦降壓起動(dòng)自耦降壓起動(dòng)轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)以下介紹降壓起動(dòng)和轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)。以下介

13、紹降壓起動(dòng)和轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)。ZUIll3:Y 星形聯(lián)結(jié)時(shí)星形聯(lián)結(jié)時(shí)ZUIll3 三三角角形形聯(lián)聯(lián)結(jié)結(jié)時(shí)時(shí)：Z31Y llII31YlIZlU+U1U2V1V1W1W2 lIlU+ZU1U2V1V2W1W2lUU31P (a) 僅適用于正常運(yùn)行為三角形聯(lián)結(jié)的電機(jī)。僅適用于正常運(yùn)行為三角形聯(lián)結(jié)的電機(jī)。 )(2StUT (b) Y 起動(dòng)起動(dòng) ststTIY 換接起動(dòng)適合于空載或輕載起動(dòng)的場(chǎng)合換接起動(dòng)適合于空載或輕載起動(dòng)的場(chǎng)合SYtst31TT UlU1W2V2W1+U2V1UP+Ul+U1W2V2W1U2V1L1L3L2FUQQ2RRR滑環(huán)滑環(huán)電刷電刷定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子起動(dòng)電阻起動(dòng)電阻 R2 Tst

14、22022212stXRURKT 22RR stTTOn0nmaxT2R2R stT pfsnsn106011 f=50HzM3 +變頻調(diào)速方法變頻調(diào)速方法恒轉(zhuǎn)距調(diào)速（恒轉(zhuǎn)距調(diào)速（f1f1N）變頻調(diào)速方法可實(shí)現(xiàn)無級(jí)平滑調(diào)速變頻調(diào)速方法可實(shí)現(xiàn)無級(jí)平滑調(diào)速,調(diào)速性調(diào)速性能優(yōu)異，因而正獲得越來越廣泛的應(yīng)用。能優(yōu)異，因而正獲得越來越廣泛的應(yīng)用。A1X1A2X2iiP=2A1A2X1X2NNSSA1X1A2X2iiP=1 采用變極調(diào)速方法的電動(dòng)機(jī)稱作雙速電機(jī)，采用變極調(diào)速方法的電動(dòng)機(jī)稱作雙速電機(jī)，由于調(diào)速時(shí)其轉(zhuǎn)速呈跳躍性變化，因而只用在對(duì)由于調(diào)速時(shí)其轉(zhuǎn)速呈跳躍性變化，因而只用在對(duì)調(diào)速性能要求不高的場(chǎng)合，

15、如銑床、鏜床、磨床調(diào)速性能要求不高的場(chǎng)合，如銑床、鏜床、磨床等機(jī)床上。等機(jī)床上。A1A2X1X2SNTn0no22RR2R2R( 變轉(zhuǎn)差率調(diào)速是繞線式電動(dòng)機(jī)特有的一種調(diào)變轉(zhuǎn)差率調(diào)速是繞線式電動(dòng)機(jī)特有的一種調(diào)速方法。其優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速平滑、設(shè)備簡(jiǎn)單投資少，速方法。其優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速平滑、設(shè)備簡(jiǎn)單投資少，缺點(diǎn)是能耗較大。這種調(diào)速方式廣泛應(yīng)用于各種缺點(diǎn)是能耗較大。這種調(diào)速方式廣泛應(yīng)用于各種提升、起重設(shè)備中。提升、起重設(shè)備中。nnTLTLs sTs2R2RoM3M3制動(dòng)方法制動(dòng)方法機(jī)械制動(dòng)機(jī)械制動(dòng)電氣制動(dòng)電氣制動(dòng)能耗制動(dòng)能耗制動(dòng)反接制動(dòng)反接制動(dòng)發(fā)電反饋制動(dòng)發(fā)電反饋制動(dòng) 在斷開三相電源的同時(shí)，給電動(dòng)機(jī)其中兩相在斷開

16、三相電源的同時(shí)，給電動(dòng)機(jī)其中兩相繞組通入直流電流，直流電流形成的固定磁場(chǎng)與繞組通入直流電流，直流電流形成的固定磁場(chǎng)與旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子作用，產(chǎn)生了與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反的旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子作用，產(chǎn)生了與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反的轉(zhuǎn)距（制動(dòng)轉(zhuǎn)距），使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)距（制動(dòng)轉(zhuǎn)距），使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)。nF轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子T n0=0 +-運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)制動(dòng)制動(dòng)RP運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)nFT n0 當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速大于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速大于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)距作用方向發(fā)生變時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)距作用方向發(fā)生變化，由驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)距變?yōu)橹苿?dòng)轉(zhuǎn)距。電動(dòng)機(jī)進(jìn)入制化，由驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)距變?yōu)橹苿?dòng)轉(zhuǎn)距。電動(dòng)機(jī)進(jìn)入制動(dòng)狀態(tài)，同時(shí)將外力作

17、用于轉(zhuǎn)子的能量轉(zhuǎn)換成動(dòng)狀態(tài)，同時(shí)將外力作用于轉(zhuǎn)子的能量轉(zhuǎn)換成電能回送給電網(wǎng)。電能回送給電網(wǎng)。nF轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子T n0n n0定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子鐵心、鐵心、繞組、繞組、換向器換向器作用是產(chǎn)生磁場(chǎng)和作電機(jī)的機(jī)械支撐產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部分。直流電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)：直流電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)： 直流電機(jī)按照勵(lì)磁方式可分為他勵(lì)電動(dòng)機(jī)直流電機(jī)按照勵(lì)磁方式可分為他勵(lì)電動(dòng)機(jī)、并勵(lì)電動(dòng)機(jī)、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)和復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)、并勵(lì)電動(dòng)機(jī)、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)和復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)UUfIaM+_+_IffR stRIaUM+_IffR stR+_IEUIa+_IfM復(fù)勵(lì)復(fù)勵(lì)U+_IMIa電機(jī)軸上輸出的機(jī)械功率。電機(jī)軸上輸出的機(jī)械功率。額定工作情況下

18、的電樞上加額定工作情況下的電樞上加 的直流電壓。（例：的直流電壓。（例：110V，220V，440V） 額定電壓下軸上輸出額定功額定電壓下軸上輸出額定功 率時(shí)的電流（并勵(lì)包括勵(lì)磁和電樞電流）。率時(shí)的電流（并勵(lì)包括勵(lì)磁和電樞電流）。 （ ：效率）：效率）額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速nN: 在在PN , UN , IN 時(shí)的轉(zhuǎn)速。時(shí)的轉(zhuǎn)速。 直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速一般在直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速一般在500500r/min 以上。特以上。特 殊的直流電機(jī)轉(zhuǎn)速可以做到很低（如每分殊的直流電機(jī)轉(zhuǎn)速可以做到很低（如每分 鐘幾轉(zhuǎn)）或很高（每分鐘鐘幾轉(zhuǎn)）或很高（每分鐘30003000轉(zhuǎn)以上）。轉(zhuǎn)以上）。調(diào)速時(shí)對(duì)于沒有調(diào)速要求的電機(jī)，最大轉(zhuǎn)

19、速調(diào)速時(shí)對(duì)于沒有調(diào)速要求的電機(jī)，最大轉(zhuǎn)速 不能超過不能超過1.2nN 。 。IU+SbNacd 直流電從兩電刷之間通入電樞繞組，電樞電流直流電從兩電刷之間通入電樞繞組，電樞電流方向方向如圖所示。由于換向片和電源固定聯(lián)接，無論如圖所示。由于換向片和電源固定聯(lián)接，無論線圈怎樣轉(zhuǎn)動(dòng)，總是線圈怎樣轉(zhuǎn)動(dòng)，總是S極有效邊的電流方向向里極有效邊的電流方向向里, N極有效邊的電流方向向外。電動(dòng)機(jī)電極有效邊的電流方向向外。電動(dòng)機(jī)電樞樞繞組通電繞組通電后中受力后中受力(左手定則左手定則)按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。U+U+電刷電刷換向片換向片U+IFFTn換向器作用：換向器作用：將外部直流電將外部直流電轉(zhuǎn)換

20、成內(nèi)部的轉(zhuǎn)換成內(nèi)部的直流電，以保直流電，以保持轉(zhuǎn)矩方向不持轉(zhuǎn)矩方向不變。變。U+EETnSbNdFFacII換向片換向片電刷電刷Ce : 與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)n: 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 ：磁通磁通Ea=Ce nU+EETnSbNdFFacII換向片換向片電刷電刷aaaaaEUEI RKnI R RaIaE+UM20emTTT設(shè)外加電樞電壓設(shè)外加電樞電壓 U 一定，一定，T=T2 (平衡平衡)，此時(shí)，此時(shí)，若若T2突然增加，則調(diào)整過程為突然增加，則調(diào)整過程為達(dá)到新的平衡點(diǎn)達(dá)到新的平衡點(diǎn)(Ia 、 P入入 ) 。T2 n Ia Tem E aaaREUI aemTTC IEa=

21、Ce naaaUEI R由圖可求得由圖可求得aaaUEIRffRUI aafIIII 由上分析可知：由上分析可知： 當(dāng)電源電壓當(dāng)電源電壓U和勵(lì)磁回路的電阻和勵(lì)磁回路的電阻Rf一定時(shí)一定時(shí), 勵(lì)勵(lì)磁電流磁電流If和磁通和磁通則則IaUM+_IffR stR+_IEnnn 0a2emTeRnTC C 0eUnC 令：令：a2emeTeRUnTC C C aaaaeTUEI RECCane em mT TI I由以下公式由以下公式IaUM+_IffR stR+_IE轉(zhuǎn)速降轉(zhuǎn)速降0:eUnC 理理想想空空載載轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速式中：式中：n0nNTN改變電樞電壓和電樞回路串電阻可得人工特性曲線改變電樞電壓和電樞

22、回路串電阻可得人工特性曲線n0Ta02emeTeRUnTnnC C C a2emTeRnTC C 太大會(huì)使換向器產(chǎn)生嚴(yán)重的火花太大會(huì)使換向器產(chǎn)生嚴(yán)重的火花, ,燒壞換向器；燒壞換向器；NaaNast)2010(IRUI 1. 起動(dòng)問題：起動(dòng)問題：(1) 起動(dòng)電流大起動(dòng)電流大(2) 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為(1020)TN , 造成機(jī)械沖擊，使傳造成機(jī)械沖擊，使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)遭受損壞。動(dòng)機(jī)構(gòu)遭受損壞。tasIT NstaNast)5 . 25 . 1 (IRRUI 直流電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)和工作時(shí)，勵(lì)磁電路一定要直流電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)和工作時(shí)，勵(lì)磁電路一定要接通接通, ,不能讓它斷開不能讓它斷開,

23、 ,而且起動(dòng)時(shí)要滿勵(lì)磁。否則，而且起動(dòng)時(shí)要滿勵(lì)磁。否則，磁路中只有很少的剩磁，可能產(chǎn)生事故：磁路中只有很少的剩磁，可能產(chǎn)生事故：aastNstRIUR (3)如果電機(jī)在空載運(yùn)行，可能造成飛車，使電機(jī)遭如果電機(jī)在空載運(yùn)行，可能造成飛車，使電機(jī)遭受嚴(yán)重的機(jī)械損傷，而且因電受嚴(yán)重的機(jī)械損傷，而且因電電流過大而將繞組電流過大而將繞組燒壞。燒壞。（ Ea Ia Tem T0 n 飛車）飛車）電磁轉(zhuǎn)矩：電磁轉(zhuǎn)矩： 1 1）調(diào)速均勻平滑，可以無級(jí)調(diào)速。）調(diào)速均勻平滑，可以無級(jí)調(diào)速。 2 2）調(diào)速范圍大，調(diào)速比可達(dá)）調(diào)速范圍大，調(diào)速比可達(dá)200 以上以上, ,因此機(jī)械因此機(jī)械變速所用的齒輪箱可大大簡(jiǎn)化。變速所

24、用的齒輪箱可大大簡(jiǎn)化。由轉(zhuǎn)速公式由轉(zhuǎn)速公式:aaeUI RnC可見直流電機(jī)調(diào)速方法有三種。可見直流電機(jī)調(diào)速方法有三種。 保持電樞電壓保持電樞電壓U不變，改變勵(lì)磁電流不變，改變勵(lì)磁電流If (調(diào)調(diào)Rf)以以改變磁通改變磁通 。由式由式0n 0n0nTnO動(dòng)畫動(dòng)畫a2emeTeRUnTC C C (1)調(diào)速平滑，可得到無級(jí)調(diào)速；但只能向上調(diào)，受調(diào)速平滑，可得到無級(jí)調(diào)速；但只能向上調(diào)，受 機(jī)械本身強(qiáng)度所限，機(jī)械本身強(qiáng)度所限，n不能太高。不能太高。(2) 調(diào)速設(shè)備簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)，電流小，便于控制。調(diào)速設(shè)備簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)，電流小，便于控制。(3) 機(jī)械特性較硬，穩(wěn)定性較好。機(jī)械特性較硬，穩(wěn)定性較好。(4) 對(duì)專

25、門生產(chǎn)的調(diào)磁電動(dòng)機(jī)對(duì)專門生產(chǎn)的調(diào)磁電動(dòng)機(jī), ,其調(diào)速幅度可達(dá)其調(diào)速幅度可達(dá), 例如例如5302120 r/min及及3101 240 r/min 。(1) (2) n0n0Tcn0nT0a02emTeRUnTnCTCeC C )(a一一定定和和R(1)工作時(shí)電壓不允許超過工作時(shí)電壓不允許超過 ，而，而, 所以調(diào)速所以調(diào)速 只能向下調(diào)只能向下調(diào)。(2)機(jī)械特性較硬，并且電壓降低后硬度不變，穩(wěn)機(jī)械特性較硬，并且電壓降低后硬度不變，穩(wěn) 定性好。定性好。(3)均勻調(diào)節(jié)電樞電壓，可得到平滑無級(jí)調(diào)速。均勻調(diào)節(jié)電樞電壓，可得到平滑無級(jí)調(diào)速。(4)調(diào)速幅度較大。調(diào)速幅度較大。電樞串電樞串 電樞中串入電阻電樞中

26、串入電阻, ,使使 n 、 n0不變，即電機(jī)的特性曲線不變，即電機(jī)的特性曲線變陡變陡( (斜率變大斜率變大) )，在相同力，在相同力矩下矩下, ,n 。特性曲線如圖。特性曲線如圖。Rann0Ta02emeTeRRUnTnnCC C特點(diǎn)：特點(diǎn)：(1) 設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便。設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便。(2)機(jī)械特性軟，穩(wěn)定性差。機(jī)械特性軟，穩(wěn)定性差。(3)能量損耗大，只用于小型直流機(jī)。能量損耗大，只用于小型直流機(jī)。Ra + R由直流電動(dòng)機(jī)、單向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)三大部分組成.直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)是起動(dòng)機(jī)的核心。其作用是產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)所需的電磁轉(zhuǎn)矩。單向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)單向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用是傳遞或切斷發(fā)動(dòng)機(jī)與起動(dòng)機(jī)之間的扭矩。4.5.4車用起動(dòng)機(jī)1、車用起動(dòng)機(jī)基本組成操縱機(jī)構(gòu)操縱機(jī)構(gòu)的作用是接通或切斷起動(dòng)機(jī)與蓄電池之間的主電路。車用起動(dòng)機(jī)的直流電動(dòng)機(jī)主要由磁極、電樞、換向器等部件組成。一般采用串勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)。一般的車用起動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)有四個(gè)