电枢电流Ia.ppt

电动机原理及运行技术
杭锦后旗职教中心郑永明
高二年级
一、直流电动机
直流电动机虽然比三相交流异步电动机结构复杂,维修也不便,但由于它的调速性能较好和起动转矩较大,因此,对调速要求较高的生产机械或者需要较大起动转矩的生产机械往往采用直流电动机驱动。
直流电机的优点:
(1) 调速性能好, 调速范围广, 易于平滑调节。
(2) 起动、制动转矩大, 易于快速起动、停车。
(3) 易于控制。
应用:
1) 轧钢机、电气机车、中大型龙门刨床、矿山竖井
提升机以及起重设备等调速范围大的大型设备。
2) 用蓄电池做电源的地方,如汽车、拖拉机等
N
S
·
·
·
·
·
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·
·
·
·
·
·
N
S
极掌
极心
励磁绕组
机座
转子
直流电机由定子(磁极)、转子(电枢)和机座等部分构成。
1、直流电动机的构造
转子(电枢)
由铁心、绕组(线圈)、换向器组成。
磁极
永磁式: 由永久磁铁做成。
励磁式: 磁极上绕线圈,线圈中通过直流电,
形成电磁铁。
励磁: 磁极上的线圈通以直流电产生磁通,称
为励磁。
电枢铁心:由硅钢片叠装而成。
电枢绕组:单个绕组元件组成。
用来在电机中产生磁场。
2、直流电动机的分类
直流电机按照励磁方式可分为他励电动机、并励电动机、串励电动机和复励电动机
U
Uf
Ia
M
+
_
+
_
If
他励
Ia
U
M
+
_
If
+
_
I
E
并励
串励
U
Ia
+
_
If
M
复励
U
+
_
I
M
Ia
I
U
–
+
S
b
N
a
c
d
直流电从两电刷之间通入电枢绕组,电枢电流方向如图所示。由于换向片和电源固定联接,无论线圈怎样转动,总是S极有效边的电流方向向里, N极有效边的电流方向向外。电动机电枢绕组通电后中受力(左手定则)按顺时针方向旋转。
U
–
+
U
–
+
电刷
换向片
U
–
+
I
F
F
T
n
换向器作用:
将外部直流电
转换成内部的
直流电,以保
持转矩方向不
变。
3、直流电机的基本工作原理
U
–
+
E
E
T
n
S
b
N
d
F
F
a
c
I
I
换向片
电刷
线圈在磁场中旋转,将在线圈中产生感应电动势。由右手定则,感应电动势的方向与电流的方向相反。
KE: 与电机结构有关的常数
n: 电动机转速
:磁通
电枢感应电动势
E=EK n
U
–
+
E
E
T
n
S
b
N
d
F
F
a
c
I
I
换向片
电刷
由图可知,电枢感应电动势E与电枢电流或外加电压方向总是相反,所以称反电势。
式中:U —外加电压
Ra —绕组电阻
电枢回路电压平衡式
–
Ra
Ia
E
+
–
+
U
M
KT: 与电机结构有关的常数
: 线圈所处位置的磁通
Ia:电枢绕组中的电流
电磁转矩
直流电动机电枢绕组中的电流(电枢电流Ia)与磁通相互作用,产生电磁力和电磁转矩,直流电机的电磁转矩公式为
转矩平衡关系
电动机的电磁转矩T为驱动转矩, 它使电枢转动。
在电机运行时,电磁转矩必须和机械负载转矩及空
载损耗转矩相平衡,即
T=KT Ia