直流發(fā)電機的工作原理及結構(編輯修改稿)
2025-07-22 03:22 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 83。 發(fā)電機運行時的直流電機工作模型如圖所示，圖中的電刷Ａ和Ｂ間外接的是直流負載，電機由一原動機拖動以逆時針方向旋轉。在圖示瞬間，元件邊ab的感應電勢方向為b端到a端，元件邊cd的感應電勢方向為d端到c端，元件中的電流ia的方向為B刷→d→c→b→a→Ａ刷，元件邊ab、cd產(chǎn)生電磁力f，作用在電樞圓周切線方向的電磁力f將產(chǎn)生電磁轉矩Ｔem，方向為順時針，與電機旋轉方向相反。轉過 180176。的位置后，元件內(nèi)的電流ia的方向為從Ｂ刷→a→b→c→d→Ａ刷，外電路中的電流I的方向仍不變，產(chǎn)生的電磁轉矩Ｔem方向仍為順時針?！ ≈绷靼l(fā)電機的工作模型 由上面分析可見，直流電機在作發(fā)電機運行時，有以下幾個特點： ?。?）在每個電樞線圈內(nèi)流動的電流ia為交流，同時產(chǎn)生的感應電勢e亦為交流。 ?。?）電刷間為直流電勢，而元件內(nèi)的感應電動勢e和電流ia的方向相同?！ 。?）由電樞電流所產(chǎn)生的磁場在空間上也是固定不變的?！ 。?）n與電磁轉矩Ｔem 反方向，電磁轉矩Ｔem 起制動作用。直流發(fā)電機的額定值 額定值是電機生產(chǎn)企業(yè)按國家標準對電機產(chǎn)品在指定工作條件下（即額定工作條件）所規(guī)定的一些量值。主要額定值通常標在電機的銘牌上。直流電動機的主要額定值有： 直流電機有電動機和發(fā)電機兩種狀態(tài)，分別對這兩種狀態(tài)的原理進行分析。 一、直流電動機的工作原理 圖2111 直流電動機模型 直流電動機的工作原理是建立在電磁力定律基礎上的。 圖2112 一對主磁極下氣隙磁場的分布 在圖2111 a）中，當在線圈上加上直流電壓，就有直流電流通過，上圈邊中電流由a→b，根據(jù)左手定則，ab線圈受到電磁力 f=Bli 的作用，方向向左，下圈邊中電流由c→d，同樣受到電磁力的作用，方向向右，這樣作用在線圈上的電磁轉矩為 T=bliD ，其中D為圓柱體直徑。在該電磁轉矩作用下，電樞將逆時針旋轉。 但是當線圈旋轉過幾何中性線之后，到達如圖b）所在位置時，此時由于線圈內(nèi)電流方向未變，但所處磁場方向發(fā)生改變，因此根據(jù)左手定則，ab線圈所受電磁力方向變?yōu)橄蛴?，cd線圈所受電磁力方向變?yōu)橄蜃?，此時作用在線圈上的電磁轉矩和圖a)中相反，電樞將順時針旋轉。從圖a)和圖b）兩種不同狀態(tài)的分析中可知，由于線圈中電流保持不變，在不同磁極下磁密b的方向正負交替，因此線圈所受電磁轉矩為交變的，電樞無法持續(xù)旋轉。 為了讓電樞持續(xù)旋轉，就必須維持電磁轉矩和電磁力方向 圖2113 一對主磁極下氣隙磁場的分布 不變，這就需要在線圈轉過幾何中性線后，同時改變線圈內(nèi)的電流。為此，在原有的基礎上，增加電刷和換向器裝置，外加電壓并非直接加在線圈上，而是通過電刷A、B和換向器再加到線圈上，電刷是固定不動的，而換向器是隨線圈旋轉的，如圖2113所示。有了這樣的裝置，電流i總是從正極性電刷A流入，經(jīng)過處在N極下的圈邊，再從處在S極下的圈邊，由負極性電刷B流出；固當圈邊輪流交替處于N極和S極下時，圈邊中的電流隨其所處磁極極性的改變而改變其方向，從而使電磁轉矩的方向一致保持不變，使電動機連續(xù)旋轉。 1
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