【文章內(nèi)容簡介】 ： V=l h d為鋼片的體積。 ????6)()4(2222222220vBdfdxxLBfpmmwd????L d xhBhxfdp mx242 22222?????d為鋼片厚度； ?為鋼片電阻率； Bm為磁通密度幅值； f為磁通變化頻率 ③ 渦流損耗的計算及減小損耗的措施 05 鐵磁材料特性 減小渦流損耗的方法 1) 減小硅鋼片厚度 d 一般用 ~工鋼片。 2） 增大電阻率 ρ 加適量硅入鋼片中 當(dāng)利用渦流產(chǎn)生熱效應(yīng)時，提高頻率 f，加大d，如淬火時要用高頻渦流電熱爐。 磁滯損耗與渦流損耗合在一起稱為鐵耗。 硅元素的硅鋼片不僅可增大鋼片的電阻率 ρ ，減小渦流， 而且使磁滯回線減小，磁滯損耗降低?？傊硅F耗減小。 單位重量的鐵耗計算： PF e=P1/50(f/50)βBm2(w/kg) P1/50——鐵耗系數(shù)，是 B m=1T, f=50HZ,每千克硅鋼片損耗。 β——隨硅鋼片的含硅量增高而減少。一般為 ~ ④ 鐵耗及計算 小結(jié) —— 段磁路磁場強度 A/m —— 段磁路的平均長度 (m) 也稱 段磁壓降 —— 磁動勢（ A），也稱磁勢或磁通勢。用 F表示。 ?? ?? IldHl???niii WIlH1WIiilHiHiLii i 電機是能量轉(zhuǎn)換裝置，電機通過電磁感應(yīng)作用實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。 電機的工作原理就建立在電磁感應(yīng)定律、全電流定律，磁路定律、電路定律和電磁力定律等基礎(chǔ)上。 一、全電流定律 用于電機和變壓器可簡化為 小結(jié) F—— 磁動勢 216?！?磁通（ w b) R m i—— i 段磁路磁阻（ 1/H） R m i =L i /(μ i s i ) μ i —— i 段磁路的導(dǎo)磁系數(shù)（ H/m) s i—— i 段磁路的截面積（ m2) ???nimiRF二、磁路歐姆定律 小結(jié) ?— 線圈所交鏈的磁鏈， ? =w 216。 w 216。 B—— 導(dǎo)體所處位置的磁通密度（ w b/ m2或 T） V—— 導(dǎo)體相對磁場運動的線速度（ m/s) L—— 導(dǎo)體切割磁力線的有效長度 (m) 三、電磁感應(yīng)定律 線圈中的感應(yīng)電勢 速度電勢 e=BLV dtdW ????dtde ?問 : 怎樣能在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢？ 條件： 具有導(dǎo)磁材料構(gòu)成的磁路，磁阻??； 由勵磁電流 i產(chǎn)生磁動勢 F； 勵磁電流 I是交變電流。 小結(jié) 問： 怎樣能在導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢？ 條件： 具有磁場（磁路，磁動勢）； 一定長度的導(dǎo)體； 導(dǎo)體與磁場有相對運動。 216。 導(dǎo)體 小結(jié) 第一章 直流電機 重點難點： 換向器的作用；電刷的位置 。元件在不同磁極下電流、電動勢是交變，但由電刷（與磁極位置相對靜止）引入 的是直流電 。發(fā)電機引出的是直流電。 教學(xué)目的和要求： 掌握電動機及發(fā)電機工作原理、基本結(jié)構(gòu)，換向器的作用，勵磁方式，銘牌數(shù)據(jù)。 第一章 直流電機 直流電機分為電動機和發(fā)電機。 直流發(fā)電機 ①用于大型同步發(fā)電機的勵磁電源。 ②化學(xué)工業(yè)中的電鍍、電解 ③直流發(fā)電（ 容量可比交流發(fā)電提高 30％） 直流電動機 ①起動性能好，用于電力機車、重型機械 ② 調(diào)速性能好，高精度、高性能電力拖動， 如驅(qū)動軋鋼機，可以實現(xiàn)無級調(diào)速。 一 直流電機的工作原理 (一 )直流 電動機的工作原理 直流電動機用來拖動生產(chǎn)機械，如 拖動電力機車、吊車、機床等。 輸入電功率 輸出機械功率 電流、電壓 電磁轉(zhuǎn)矩 怎樣使一臺直流電機一通電就能轉(zhuǎn)動并輸出機械功率？ 先復(fù)習(xí)皮奧 —— 薩伐 —— 拉普拉斯定律 。 (一 ) 直流電動機的工作原理 若磁場與載流導(dǎo)體互相垂直，作用在導(dǎo)體上的 電磁力 f=B I L (N) N B S f i f—— 電磁力，可使導(dǎo)體運動 用左手定則確定 B—— 磁場的磁感應(yīng)強度 (w b/m2) i—— 導(dǎo)體中通過的電流（ A） L—— 導(dǎo)體的有效長度（ m） 圖 1. 載流導(dǎo)體在磁場內(nèi)受到 電磁力 (一 ) 直流電動機的工作原理 怎樣利用皮奧 —— 薩伐定律制作一臺直流電動機？ 或怎樣使一臺電動機運轉(zhuǎn)？ 電樞 圖 1 電機簡單結(jié)構(gòu)（剖面圖 ） 軸 磁極 電樞繞組 N S N S 軸 圖 2 軸向看電機 生產(chǎn)機械 磁極固定，電樞可以轉(zhuǎn)動。 (一 ) 直流電動機的工作原理 電樞中嵌的線圈 圖 3 軸向看電樞 L 圖 4 線圈 電動機轉(zhuǎn)動條件： B 磁極和勵磁電流（或永久磁鐵）； i 電樞開槽嵌入線圈，而且線圈通入電流； L 線圈有效長度。 (一 ) 直流電動機的工作原理 請判斷下圖說明電樞是否在擺動？為什么？ a b c d 圖 5 N S a b c d f f 逆時針轉(zhuǎn)動 c d N S a b f f 順時針轉(zhuǎn)動 線圈中的電流不變，則出現(xiàn)電樞來回擺動的現(xiàn)象。 但是我們希望電機朝某個方向連續(xù)轉(zhuǎn)動，怎么辦？ (一 ) 直流電動機的工作原理 線圈中的兩個導(dǎo)體的電流必須 “交變”。 電樞轉(zhuǎn)動時，線圈兩導(dǎo)體在 N極和 S極下電流應(yīng)該方向不同。 換句話 說， N極下無論對應(yīng)哪一個根導(dǎo)體，其方向是正向電流； S極下對應(yīng)導(dǎo)體電流方向為反向。 比較右圖可見，電機不再擺動，而是朝一個方向轉(zhuǎn)動。 N S a b c d f f N S a b c d f f (一 ) 直流電動機的工作原理 N S + A B B +A N S 1 2 3 4 V V 圖 8 電樞、線圈與換向片的關(guān)系示意圖 怎樣使線圈中的導(dǎo)體電流 “ 交變 ” ？ 換向器中的電刷固定 ， 正電刷 A與 N極對應(yīng)，負(fù)電刷 B與 S極對應(yīng)。 使用換向器，換向器中的 換向片隨電樞同步轉(zhuǎn)動，而且與線圈焊接。 (一 ) 直流電動機的工作原理 注意： A正向電刷位置對應(yīng) N磁極； B負(fù)向電刷位置對應(yīng) S磁極。 電刷與磁極相對靜止。 N S I n A B + 直流電源 圖 9 換向器外觀圖 A X N S A 1 2 + A X N S 1 2 + A B v v 圖 10 電流換向 B (一 )直流電動機的工作原理 所以電動機要正常工作還需要一個換向器。 換向器由互相絕緣的銅質(zhì) 換向片 構(gòu)成，與固定不動的電刷滑動接觸。 換向器的作用： ① 使電機產(chǎn)生連續(xù)的轉(zhuǎn)動。 ② 使轉(zhuǎn)動的電樞繞組與靜止的電源滑動接觸。 電機工作原理：由換向器向電動機輸入電功率，使電樞繞組帶電，在磁場作用下產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，輸出機械功率。 磁極、勵磁繞組（靜止） 直流電機結(jié)構(gòu) 電樞、電樞繞組（可轉(zhuǎn)動） 電刷（靜止） 換向片 U 電樞電流 I I f（勵磁電流） (一 ) 直流電動機的工作原理 (二 ) 直流發(fā)電機的工作原理 輸入機械功率 輸出電功率 原動機拖動電樞轉(zhuǎn)動 e=BLV（感應(yīng)電動勢 ) 換向器在直流發(fā)電機中的作用：使交變感應(yīng)電動勢變?yōu)橹绷麟妱觿?。由于電刷僅接觸同一磁極下的導(dǎo)體（無論哪根），所以，導(dǎo)體雖然在 N、 S極下感應(yīng)電動勢方向不同。但一經(jīng)電刷就變?yōu)榉较虿蛔兊闹绷麟妱觿荨? A N S X n I I f Ea 圖 11 右手判斷感應(yīng)電動勢 + (二 ) 直流發(fā)電機的工作原理 B1對應(yīng) N， B2對應(yīng) S或 B1與 N下 導(dǎo)線接觸， B2與 S極下導(dǎo)線接 觸。 N S B1 B2 + N S n n + B1 B2 圖 12 工作原理：把電樞中感應(yīng)產(chǎn)生的交變電動勢，靠換向器配合電刷產(chǎn)生換向作用，從電刷端引出直流電動勢。 問 ：輸出的是直流電還是交流？ 直流 一 直流電機的工作原理 問 ： 發(fā)電機與電動機結(jié)構(gòu)是否相同？ 為什么叫直流發(fā)電機，直流電動機？ 問 ：電機被原動機拖動，勵磁供電產(chǎn)生磁 場， 電 機將處什么工作狀態(tài)？ 答 ：發(fā)電機狀態(tài) （ e=BVL） 問 ：電樞輸入直流電，勵磁供電產(chǎn)生磁 場，電 機何狀態(tài)？ 同一臺電機，能作電動機或發(fā)電機運行的原理，稱為可逆原理。 答： 電動機狀態(tài) (f=B i L) 二 直流電機的結(jié)構(gòu) 靜止部分 主磁極 機座 端蓋 軸承 電刷裝置 轉(zhuǎn)動部分 電樞鐵芯 電樞繞組 換向器 風(fēng)扇 轉(zhuǎn)軸 勵磁繞組 ① 軸的作用？ 固定電樞，又可使電樞隨軸旋轉(zhuǎn) ②電樞的作用？ 電樞槽中可嵌入線圈的導(dǎo)體，可作為磁路的一部分。 ③端蓋：可支承軸。 ④軸承：套在端蓋中，使軸與端蓋之間滾動摩擦 ，可減少摩擦，避免磨損、發(fā)熱、燒壞軸承。 二 直流電機的結(jié)構(gòu) 二 直流電機的結(jié)構(gòu) 軸承結(jié)構(gòu) 外環(huán)，嵌入端蓋靜止 內(nèi)環(huán)，與軸相聯(lián)，隨軸轉(zhuǎn)動 滾子，內(nèi)外環(huán)滾動摩擦， 減小摩擦 ⑤ 機座：固定端蓋、磁極，是一部分磁路，有底腳， 將整個電機固定與基礎(chǔ)上。 ⑥磁極：固定于機座上， N、 S交替，磁極上繞勵磁 線圈，是電磁機構(gòu)中產(chǎn)生磁的重要部分。 ⑦換向器及電刷 發(fā)電機 輸出電樞直流電動勢。 電動機 使電機連續(xù)轉(zhuǎn)動，不來回 擺動，輸入電樞直流電流。 二 直流電機的結(jié)構(gòu) 主磁極作用：產(chǎn)生氣隙磁場，并使電樞表面的氣隙磁通、密度 B按方波沿空間分布。 機座 極身 極靴 勵磁繞組 圖 13 主磁極結(jié)構(gòu) 圖 14 主磁極疊片 極靴作用 ：卡住勵磁線圈， 使主 磁通在氣隙中分 布合理。 一、主磁極