第章直流电机原理.ppt

《直流电机原理》 直流电机在技术和工程领域中扮演着重要的角色，因其独特的性能和广泛的应用而备受关注。本章将深入探讨直流电机的工作原理、结构、电路、磁路以及运行特性。 直流电机的基本工作原理基于电磁感应定律，也就是法拉第电磁感应定律，它阐述了磁通变化会产生电动势的现象。在直流电机中，当外加电压通过电刷作用于电枢绕组时，会在其中产生电流，进而根据右手定则，产生电磁转矩，驱动电机转动。而当电机反转时，例如在发电机模式下，电机的旋转运动将产生电动势，这是电磁力定理的体现，符合左手定则。 直流电机的主要结构包括定子和转子两大部分。定子是电机的静止部分，主要任务是产生磁场，由主磁极、换向极、机座和电刷装置构成。主磁极通常采用钢板冲片叠压制成，励磁绕组连接方式使得相邻磁极的极性交替，形成N-S极结构。换向极则用来改善电枢绕组的换向过程，其绕组与电枢绕组串联。机座作为机械支撑，同时作为磁路的一部分。电刷装置负责引入或引出电流，由电刷、刷握、刷杆座和铜丝辫组成。 转子，又称电枢，是电机的转动部分，其主要功能是产生电磁转矩和感应电动势。电枢铁心由硅钢片叠压而成，减少了涡流损耗。电枢绕组与换向器相连，换向器通过改变电枢电流的方向来维持电机的稳定运行。 电枢电动势和电磁转矩是直流电机运行的关键概念。电枢电动势是由电枢绕组在磁场中切割磁感线产生的，而电磁转矩则是由通过电枢的电流与磁场相互作用产生的力矩。这两者决定了电机的性能和效率。 直流电机的调速范围宽，启动、制动和过载转矩大，控制简便，可靠性高，使其广泛应用于各种需要精确速度控制的场合，如轧钢机、电气机车、汽车、电动自行车等。同时，由于其可以轻松实现电动机和发电机之间的转换，遵循电机的可逆原理，因此具有很高的灵活性和实用性。 直流电机的工作原理涉及到电磁感应和电磁力的基本定律，其结构设计巧妙地实现了电流和磁通的交互作用，产生动力。了解这些基础知识对于理解和应用直流电机至关重要，也为深入学习电机控制、电力系统和自动化技术奠定了基础。