注電考試最新版教材-第55講直流電機(jī)

1、29.1.3直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)定子部分定子的主要部件包括：直流電機(jī)的定子由主磁極、機(jī)座、換向極、端蓋和電刷裝置等部件組成。主磁極 主磁極的作用是建立主磁場(chǎng)。絕大多數(shù)直流電機(jī)的主磁極不是用永久磁鐵而是由勵(lì) 磁繞組通以直流電流來建立磁場(chǎng)。主磁極由主磁極鐵心和套裝在鐵心上的勵(lì)磁繞組構(gòu)成。主磁極 鐵心靠近轉(zhuǎn)子一端的擴(kuò)大的部分稱為極靴，它的作用是使氣隙磁阻減小，改善主磁極磁場(chǎng)分布， 并使勵(lì)磁繞組容易固定。機(jī)座 機(jī)座有兩個(gè)作用，一是作為主磁極的一部分，二是作為電機(jī)的結(jié)構(gòu)框架。機(jī)座中作為磁通通路疊部分稱為磁軛。換向極一一換向極是安裝在兩相鄰主磁極之間的一個(gè)小磁極，它的作用是改善直流電機(jī)的 換向情況，使電機(jī)運(yùn)

2、行時(shí)不產(chǎn)生有害的火花。換向極結(jié)構(gòu)和主磁極類似，是由換向極鐵心和套在 鐵心上的換向極繞組構(gòu)成，并用螺桿固定在機(jī)座上。端蓋 一一端蓋裝在機(jī)座兩端并通過端蓋中的軸承支撐轉(zhuǎn)子，將定轉(zhuǎn)子連為一體。同時(shí)端蓋對(duì)電機(jī)內(nèi)部還起防護(hù)作用。電刷裝置一一電刷裝置是電樞電路的引出（或引入）裝置，它由電刷，刷握，刷桿和連線 等部分組成轉(zhuǎn)子部分直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分稱為轉(zhuǎn)子，又稱電樞。轉(zhuǎn)子部分包括電樞鐵心、電樞繞組、換向器、轉(zhuǎn) 軸、軸承、風(fēng)扇等。電樞鐵心 一一電樞鐵心既是主磁路的組成部分，又是電樞繞組支撐部分；電樞繞組就嵌放 在電樞鐵心的槽內(nèi)。電樞繞組一一電樞繞組由一定數(shù)目的電樞線圈按一定的規(guī)律連接組成，他是直流電機(jī)的電路 部

3、分，也是感生電動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩進(jìn)行機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的部分。換向器一一前面已經(jīng)指出，在直流發(fā)電機(jī)中，換向器起整流作用，在直流電動(dòng)機(jī)中，換向器 起逆變作用，因此換向器是直流電機(jī)的關(guān)鍵部件之一。29.1.4直流電機(jī)的額定值1額定功率Pn指電機(jī)在銘牌規(guī)定的額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，電機(jī)的輸出功率，以W為量綱單位。若大于1kW或1MW時(shí),則用kW 或MW表示。注意：對(duì)于直流發(fā)電機(jī)，Pn是指輸出的電功率，它等于額定電壓和額定電流的乘積。FN= UIn對(duì)于直流電動(dòng)機(jī),Pn是指輸出的機(jī)械功率，所以公式中還應(yīng)有效率n n存在。R= UNI nn n2額定電壓Un指額定狀態(tài)下電樞出線端的電壓，以V為量綱單位。3.額定電流指

4、電機(jī)在額定電壓、額定功率時(shí)的電樞電流值，以A為量綱單位。4.額定轉(zhuǎn)速指額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，以 r/min為量綱單位。5額定勵(lì)磁電流29.2直流電機(jī)的勵(lì)磁方式I f指電機(jī)在額定狀態(tài)時(shí)的勵(lì)磁電流值。（一）他勵(lì)直流電機(jī)（二）并勵(lì)直流電機(jī)（三）串勵(lì)直流電機(jī)（四）復(fù)勵(lì)直流電機(jī)整個(gè)磁極下磁密的分布為以平頂波,按勵(lì)磁方式不同，電機(jī)可分為電樞和勵(lì)磁繞組由兩個(gè)獨(dú)立的直流電源供電。電樞和勵(lì)磁繞組并聯(lián)后由一個(gè)獨(dú)立的直流電源供電。電樞和勵(lì)磁繞組串聯(lián)后由一個(gè)獨(dú)立的直流電源供電復(fù)勵(lì)電機(jī)有兩個(gè)繞組，一個(gè)并勵(lì)繞組，一個(gè)串勵(lì)繞組，并勵(lì)繞組和 電樞并聯(lián)，和串勵(lì)繞組串聯(lián)后由一個(gè)獨(dú)立的直流電源供電直流發(fā)電機(jī)的主要?jiǎng)?lì)磁方式是他

5、勵(lì)式、并勵(lì)式和復(fù)勵(lì)式29.3直流電機(jī)的磁場(chǎng)和基本方程29.3.1直流電機(jī)的磁場(chǎng)29.3.1.1 空載時(shí)直流電機(jī)的磁場(chǎng).直流電機(jī)的空載磁場(chǎng)直流電機(jī)的空載是指電樞電流等于零或者很小，且可以不計(jì)其影響的一種運(yùn)行狀態(tài)。在主磁極極面下，氣隙小而且基本均勻，磁場(chǎng)較強(qiáng)；極 面以外氣隙大，磁場(chǎng)減弱；在兩極間的幾何中線處磁場(chǎng)為零， 若規(guī)定磁力線方向由定子指向轉(zhuǎn)子為正29.3.1.2直流電機(jī)負(fù)載時(shí)的磁場(chǎng)和電樞反應(yīng)負(fù)載時(shí)磁場(chǎng)電機(jī)帶上負(fù)載以后，電樞繞組內(nèi)流過電流，還會(huì)形成磁通勢(shì)，該磁通稱為電樞磁通勢(shì)。所以，負(fù)載時(shí)電機(jī)中氣隙磁場(chǎng)是由勵(lì)磁磁通勢(shì)和電樞磁通勢(shì)共同建立。由此可知，在直流電機(jī)中，從空載到負(fù)載，其氣隙磁場(chǎng)是變化的

6、電樞反應(yīng)1）電樞磁通勢(shì)電樞磁通勢(shì)對(duì)勵(lì)磁磁通勢(shì)所產(chǎn)生氣隙磁場(chǎng)的影響稱為電樞反應(yīng)。電樞反應(yīng)磁通勢(shì)軸線的位置與電刷軸線重合，當(dāng)電刷處于幾何中性線時(shí)，電樞反應(yīng)磁通勢(shì)與磁極軸線互相垂直。電樞反應(yīng)使氣隙磁場(chǎng)發(fā)生了畸變電樞磁場(chǎng)使主磁場(chǎng)一半削弱，另一半加強(qiáng)，并使電樞表面磁密等于零處（物理中心線）離開 了幾何中性線。電磁反應(yīng)呈去磁作用*在磁路不飽和時(shí) 主磁場(chǎng)削弱的量與加強(qiáng)的量恰好相等。*在磁路臨界飽和時(shí)增磁會(huì)使半個(gè)極下飽和程度提高，鐵心磁阻增大，另外半個(gè)極下飽和程度減小，鐵心磁阻減 小，因磁路臨界飽和，從而使實(shí)際的合成磁場(chǎng)曲線要比不飽和時(shí)略低。增加的磁通數(shù)量就會(huì)小于磁通減少的數(shù)量。2932直流電機(jī)的基本方程29.321電樞繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)運(yùn)行時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)始終存在直流電機(jī)無論作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行還是作發(fā)電機(jī)運(yùn)行，電樞繞組內(nèi)都感應(yīng)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。這個(gè)感應(yīng)電 動(dòng)勢(shì)是指一條支路的電動(dòng)勢(shì)。如何計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)要計(jì)算支路電動(dòng)勢(shì)，可先求出每個(gè)元件電動(dòng)勢(shì)的平均值，然后乘上每條支路串聯(lián)元件數(shù)，就 可得出支路電動(dòng)勢(shì)。元件平均電勢(shì)B為每一個(gè)磁極下的