2直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理(已修改)
2025-08-17 00:23 本頁面
【正文】 直流電機(jī)篇 ?主要內(nèi)容 ?直流電機(jī)的作用原理和結(jié)構(gòu) ?直流電機(jī)的電磁關(guān)系 ?直流電機(jī)的運(yùn)行性能 ?直流電機(jī)的起動等 ?直流電機(jī)是電機(jī)的主要類型之一，直流電機(jī)即可作為發(fā)電機(jī)使用，也可作為電動機(jī)使用。 ?用作直流發(fā)電機(jī)，直流發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為直流電能； ?作為直流電動機(jī)，直流電動機(jī)將直流電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，由于其具有良好的調(diào)速性能，在許多調(diào)速性能要求較高的場合，得到廣泛使用； ?還可做作勵磁機(jī)，一般小于 10萬 kW即 100MW的單機(jī)同步發(fā)電機(jī)要用直流發(fā)電機(jī)作為勵磁機(jī)； ?用作信號傳遞，直流測速發(fā)電機(jī)將機(jī)械信號轉(zhuǎn)換為電信號，直流伺服電動機(jī)將控制信號轉(zhuǎn)換為機(jī)械信號。 ? 由于直流電機(jī)存在換向器，其制造復(fù)雜，維護(hù)困難，價(jià)格較高，加之幾年來變流器的快速發(fā)展，大有取代直流發(fā)電機(jī)的趨勢。 ? 但直流電機(jī)具有突出的優(yōu)點(diǎn)：直流發(fā)電機(jī)的電勢波形較好，對電磁干擾的影響??；直流電動機(jī)的調(diào)速范圍寬廣，調(diào)速特性平滑；直流電動機(jī)過載能力較強(qiáng)，熱動和制動轉(zhuǎn)矩較大，因此仍得到廣泛的應(yīng)用。 ? 為了提高直流電機(jī)的可靠性，延長電機(jī)壽命，除了在電機(jī)結(jié)構(gòu)上不斷改進(jìn)，使其能長期可靠的運(yùn)行外，國際上一直致力于發(fā)展各種無刷電機(jī)，如無刷直流電機(jī)、永磁直流電機(jī)。 ? 永磁材料在直流電機(jī)中的普遍應(yīng)用已是必然趨勢。我國稀土資源豐富，為我國永磁電機(jī)的發(fā)展提供了良好的條件。 第十八章 直流電機(jī)的基本工作原理與結(jié)構(gòu) 第一節(jié) 直流電機(jī)的基本工作原理 ? 一、直流發(fā)電機(jī)的工作原理及物理模型 ? 一般直流電機(jī)是磁極固定，電樞旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。為了理解直流電機(jī)的工作原理， 如圖是一臺直流發(fā)電機(jī)的物理模型，固定部分（定子）上，裝設(shè)了一對直流勵磁的靜止的主磁極 N和 S，在旋轉(zhuǎn)部分（轉(zhuǎn)子）上裝設(shè)電樞鐵心。 ?定子與轉(zhuǎn)子之間有一氣隙。在電樞鐵心上放置了電樞繞組線圈，線圈的首端和末端分別連到兩個(gè)圓弧形的銅片上，此銅片稱為換向片。換向片之間互相絕緣，由換向片構(gòu)成的整體稱為換向器。換向器固定在轉(zhuǎn)軸上，換向片與轉(zhuǎn)軸之間亦互相絕緣。在換向片上放置著一對固定不動的電刷 A和 B。當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)時(shí)，電樞線圈通過換向片和電刷與外電路接通。 ?電機(jī)內(nèi)部的固定部分要有磁場。這個(gè)磁場可以是如下圖示的磁鐵，也可以是磁極鐵心上繞套線圈，再通過直流電產(chǎn)生磁場。 ?磁極鐵心上繞套的線圈每個(gè)磁極上有一個(gè)，也就是，電機(jī)有幾個(gè)磁極就有幾個(gè)勵磁線圈，這幾個(gè)線圈串聯(lián)（或并聯(lián)）起來就構(gòu)成了勵磁繞組。這里要注意各線圈通過電流的方向不可出錯(cuò)。 ?設(shè)原動機(jī)拖動轉(zhuǎn)子以每分鐘 n轉(zhuǎn)的速度轉(zhuǎn)動，線圈的導(dǎo)體 ab和 cd分別切割不同極性磁極下的磁力線，感應(yīng)電動勢，其大小與磁通密度 B 、導(dǎo)體的有效長度 l 和導(dǎo)體切割磁場速度 v 三者的乘積成正比，即 ，其方向用右手定則判斷。 ?因?yàn)殡娝?A通過換向片引出的電動勢始終是切割 N極磁力線的線圈邊的電勢，所以電刷 A始終有正極性。同樣道理，電刷 B始終有負(fù)極性，所以電刷能引出方向不變但大小變化的脈動電動勢。 ?直流發(fā)電機(jī)的工作原理就是把電樞線圈中產(chǎn)生的交變電動勢，靠換向器配合電刷的作用，使之從電刷端引出時(shí)變?yōu)橹绷麟妱觿荨?
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