電機(jī)原理及拖動(dòng)（第4版）課件：直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)、用途、基本工作原理

《電機(jī)原理及拖動(dòng)》

第4版2024/12/272

直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)、用途、基本工作原理一、用途勵(lì)磁機(jī)電源測(cè)速伺服

二、直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)（P14圖1-4）2024/12/273主磁極換向磁極電刷裝置機(jī)座端蓋定子轉(zhuǎn)子電樞鐵心電樞繞組換向器轉(zhuǎn)軸軸承直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)2024/12/274直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)（P14圖1-5）直流電機(jī)的截面圖2024/12/275主磁極的作用是建立主磁場(chǎng)。它由主磁極鐵心和套裝在鐵心上的勵(lì)磁繞組構(gòu)成。

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)座的主體是極間磁通路徑的一部分，稱(chēng)為磁軛。定子-主磁極和機(jī)座2024/12/276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)行時(shí)不產(chǎn)生有害的火花。定子-換向極2024/12/277電刷裝置是電樞電路的引出（或引入）裝置。電刷由四部分構(gòu)成：1.連線2.刷桿3.電刷4.刷握定子-電刷裝置（P15圖1-6）2024/12/278截面轉(zhuǎn)子-電樞鐵芯2024/12/279

電樞繞組是直流電機(jī)的電路部分，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。槽楔線圈絕緣槽底絕緣導(dǎo)體槽絕緣層間絕緣轉(zhuǎn)子-電樞繞組2024/12/2710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，換向器起逆變作用轉(zhuǎn)子-轉(zhuǎn)向器（P15圖1-7）2024/12/2711直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)(視頻）2024/12/2712二極簡(jiǎn)化模型三、

直流電機(jī)基本工作原理2024/12/2713原理視頻原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)體ab在N極下感應(yīng)電勢(shì)e的方向由b指向a；轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)180后，導(dǎo)體ab在S極下感應(yīng)電勢(shì)e的方向由a指向b。電刷A的極性始終為正，電刷B的極性始終為負(fù)，因此在電刷A、B兩端可獲得直流電動(dòng)勢(shì)。直流發(fā)電機(jī)原理2024/12/2714直流發(fā)電機(jī)原理（視頻）2024/12/2715發(fā)電機(jī)電勢(shì)波形2024/12/2716把電刷A、B接到直流電源上，電刷A接正極，電刷B接負(fù)極。此時(shí)電樞線圈中將電流流過(guò)，如圖。在磁場(chǎng)作用下，N極性下導(dǎo)體ab受力方向從右向左，S極下導(dǎo)體cd受力方向從左向右。該電磁力形成逆時(shí)針?lè)较虻碾姶呸D(zhuǎn)矩。當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩大于阻轉(zhuǎn)矩時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。原理視頻直流電動(dòng)機(jī)原理2024/12/2717直流電動(dòng)機(jī)的工作原理（視頻）2024/12/2718

四、直流電機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)2024/12/2719額定條件下電機(jī)所能提供的輸出功率指電刷間輸出的額定電功率發(fā)電機(jī)指軸上輸出的機(jī)械功率電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)直流電機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)額定功率PN2024/12/2720在額定工況下，電機(jī)出線端的平均電壓是指輸出額定電壓發(fā)電機(jī)是指輸入額定電壓電動(dòng)機(jī)直流電機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)額定電壓UN在額定電壓、額定電流下，運(yùn)行于額定功率時(shí)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速nN在額定電壓下，運(yùn)行于額定功率時(shí)對(duì)應(yīng)的電流額定電流IN2024/12/2721

此外，電機(jī)銘牌上還標(biāo)有其它數(shù)據(jù)，如勵(lì)磁電壓、出廠日期、出廠編號(hào)等。直流電機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于額定電壓、額定電流、額定轉(zhuǎn)速及額定功率時(shí)的勵(lì)磁電流額定勵(lì)磁電流IfN指直流電機(jī)的勵(lì)磁線圈與電樞線圈的連接方式勵(lì)磁方式2024/12/27221.為什么直流電機(jī)能發(fā)出直流電？如果沒(méi)有換向器，直流電機(jī)能不能發(fā)出直流電流？2.試判斷下列情況下，電刷兩端電壓性質(zhì)：磁極固定，電刷與電樞同時(shí)旋轉(zhuǎn)：電樞固定，電刷與磁極同時(shí)旋轉(zhuǎn)。3.已知某直流電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)如下，額定功率750kW，額定電壓220V，額定轉(zhuǎn)速1000r/min，額定效率88.5％，試求該電機(jī)的額定電流。

4.已知某直流發(fā)電機(jī)的額定功率240kW，額定電壓460V，額定轉(zhuǎn)速1500r/min，試求該電機(jī)的額定電流。

5.一臺(tái)直流發(fā)電機(jī)額定容量180kw，額定電壓230伏，額定轉(zhuǎn)速1450r/min，額定效率89.5%,求額定輸入功率和額定電流。答答答答答作業(yè)：1-1~1-42024/12/27231.答：由于換向器的作用，電刷短接的元件始終連接相同磁極，感應(yīng)電勢(shì)在電刷兩端不變，故直流機(jī)能發(fā)出直流電。如果沒(méi)有換向器，直流機(jī)不能發(fā)出直流電，只能發(fā)出交流電。答案2024/12/27242.答：（1）電刷兩端的是交流電壓：（2）電刷兩端的是直流電壓。

答案2024/12/27253.解：對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)，

故該電機(jī)的額定電流答案2024/12/2726