合肥工业大学：《电机及拖动》第二章 直流电机

人起火誉 Hefel University of Technology 第二章直流电机 第一节直流宅机的工作原理及构 直流电机的工作原理 (-)直流电动机的工作原理 载流导体在磁场中受到的力 f∫=Bi B-磁场的磁感应强度Wbm2)「 i一导体中的电流(A) 1一导体的有效长度(m b)

第二章 直流电机 第一节直流电机的工作原理及结构 一、直流电机的工作原理 （一）直流电动机的工作原理 载流导体在磁场中受到的力 f = Bil B — 磁场的磁感应强度(Wb/m2) i — 导体中的电流(A) l — 导体的有效长度(m)

当线圈ax中通入直流电流时,线圈边a和x上均受到电磁力,根据 左手定则确定力的方向。这一对电磁力形成了作用于电枢的一个电 磁转矩。 当安装换向器以后,将直流电压加于电刷端,直流电流经电刷流 过电枢上的线圈,则产生电磁转矩,电枢在电磁转矩的作用下就旋 转起来。由于换向器配合电刷对电流的换向作用,使得线圈边只要 处在N极下,其中通过电流的方向总是由电刷A流入的方向;而在S 极下时,总是从电刷B流出的方向,就使电动机能够连续地旋转

2 当安装换向器以后，将直流电压加于电刷端，直流电流经电刷流 过电枢上的线圈，则产生电磁转矩，电枢在电磁转矩的作用下就旋 转起来。由于换向器配合电刷对电流的换向作用，使得线圈边只要 处在N极下，其中通过电流的方向总是由电刷A流入的方向；而在S 极下时，总是从电刷B流出的方向，就使电动机能够连续地旋转。 当线圈ax中通入直流电流时，线圈边a和x上均受到电磁力，根据 左手定则确定力的方向。这一对电磁力形成了作用于电枢的一个电 磁转矩

(二)直流发电机的工作原理 用原动机拖动电枢逆时针方向恒速 转动,线圈边ab和cd就分别切割不同 极性磁极下的磁场,线圈中产生了交 变的电动势。由于换向器配合电刷对 电流的换向作用,在电刷A、B端的 电动势确是直流电动势。 一台直流电机 作为电动机运行—在直流电机的两电刷端上加上直流电压,电枢 旋转,拖动生产机械旋转,输出机械能; 作为发动机运行—用原动机拖动直流电机的电枢,电刷端引出直 流电动势,作为直流电源,输出电能

3 （二）直流发电机的工作原理 用原动机拖动电枢逆时针方向恒速 转动，线圈边ab和cd就分别切割不同 极性磁极下的磁场，线圈中产生了交 变的电动势。由于换向器配合电刷对 电流的换向作用，在电刷A、B端的 电动势确是直流电动势。 一台直流电机 作为电动机运行——在直流电机的两电刷端上加上直流电压，电枢 旋转，拖动生产机械旋转 ，输出机械能； 作为发动机运行——用原动机拖动直流电机的电枢，电刷端引出直 流电动势，作为直流电源，输出电能

二、直流电机的结构 1—换向器 2—电刷装置 3—机座 4主磁极 历 5换向极 6-端盖 风扇 8—电枢绕组 9—电枢铁心 直流电机剖面图

4 二、直流电机的结构 直流电机剖面图 1—换向器 2—电刷装置 3—机座 4—主磁极 5—换向极 6—端盖 7—风扇 8—电枢绕组 9—电枢铁心

磁场绕组⑨ 电刷 极靴 电枢 机座 向器 5

5

(一)直流电机的静止部分 1、主磁极 2、换向极 1-主磁极铁心2浦 2一励磁绕组 3—机座 1一换向极铁心 2一换向极绕组 3、机座—一用来固定主磁极、换向极和端盖; 另外,又作为磁路的一部分

6 （一）直流电机的静止部分 1、主磁极 2、换向极 1—主磁极铁心 2—励磁绕组 3—机座 1—换向极铁心 2—换向极绕组 3、机座——用来固定主磁极、换向极和端盖； 另外，又作为磁路的一部分

4、电刷装置 1一刷握 2—电刷 3一压紧弹簧 4—铜丝辫 (二)直流电机的转动部分 电枢铁心 a)电枢铁心 冲片 b)-电枢铁心

7 （二）直流电机的转动部分 4、电刷装置 1—刷握 2—电刷 3—压紧弹簧 4—铜丝辫 1、电枢铁心 a)—电枢铁心 冲片 b)—电枢铁心

2、电枢绕组——由许多按 一定规律连接的线圈组成。 l—槽楔 3、换向器—由许多换 2—线圈绝缘 向片组成,换向片之间用云 母绝绿。 导体 m 4一层间绝缘 5—槽绝缘 CmmiqHIu 6—槽底绝缘 电枢槽内的绝缘 1—换向片 一连接片

8 2、电枢绕组——由许多按 一定规律连接的线圈组成。 1—槽楔 2—线圈绝缘 3—导体 4—层间绝缘 5—槽绝缘 6—槽底绝缘 电枢槽内的绝缘 3、换向器——由许多换 向片组成，换向片之间用云 母绝缘。 1—换向片 2—连接片

第二节直流宅杌的銘牌数据 直流电机的额定值有: 1、额定功率P(kW) 2、额定电压UN 3、额定电流Ⅰ(A) 4、额定转速n(r/min) 5、额定励磁电压Un)

9 第二节直流电机的铭牌数据 直流电机的额定值有： 1、额定功率PN(kW) 2、额定电压UN(V) 3、额定电流IN(A) 4、额定转速nN(r/min) 5、额定励磁电压UfN(V)

指轴上输出 额定功率RN 指电刷间输出的 的机械功率 电动机额定条件下电机效电机额定电功率 所能提供的功率 额定电流/N 额定电压UN 在额定电压下,运行于 额定功率时对应的电流 在额定工况下,电机 出线端的平均电压 额定转速nN 发电机:是指输出额定电压; 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 10

10 在额定工况下，电机 出线端的平均电压 发电机：是指输出额定电压； 电动机：是指输入额定电压。 额定电压UN 在额定电压下，运行于 额定功率时对应的电流 N 额定电流I 在额定电压、额定电流下，运 行于额定功率时对应的转速 额定转速nN 指轴上输出 的机械功率 指电刷间输出的 额定电功率 电动机 额定条件下电机 发电机 所能提供的功率 额定功率 PN