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第三節(jié) 直流電動機及其控制
直流電動機是將直流電能轉(zhuǎn)換為機械能的設(shè)備。直流電動機優(yōu)點:具有良好的調(diào)速性能和較大的起動轉(zhuǎn)矩。
但直流電動機的制造工藝復(fù)雜,生產(chǎn)成本較高,維護較困難,可靠性較差。
一、直流電動機的工作原理(重點)
直流電動機的工作原理圖
上圖為直流電機的物理模型,N、S是一對固定不變的磁極,用以產(chǎn)生所需要的磁場。abcd是固定在可旋轉(zhuǎn)鐵質(zhì)圓柱體上的線圈,線圈和圓柱體分別稱為電樞繞組和電樞鐵心。線圈的首末端a、d連接到兩個相互絕緣并可隨線圈一同旋轉(zhuǎn)的換向片上。轉(zhuǎn)子線圈與外電路的連接是通過與換向片連接、固定不動的電刷進行的。
通電導(dǎo)線在磁場中受到電磁力作用。其方向有左手定則確定。
如圖電刷A接電源正極,且總與轉(zhuǎn)到上邊的換向片接觸,所以產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子總是逆時針旋轉(zhuǎn)。
二、直流電動機的構(gòu)造(重點)
直流電動機主要由靜止的定子和旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子組成。定子的作用是產(chǎn)生磁場,轉(zhuǎn)子的作用是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩。
(一) 定子
1、 主磁極。作用產(chǎn)生主磁場。
2、 機座。機座又稱為磁軛,是各磁極間的磁通路。
3、 換向極。兩個相鄰磁極間的小磁極。作用產(chǎn)生附加磁場,漸弱換向片與電刷間的電火花。
(二) 轉(zhuǎn)子
1、 轉(zhuǎn)子鐵芯。有兩個作用:一是用來安放轉(zhuǎn)子繞組;二是作為電動機磁路的一部分。
2、 轉(zhuǎn)子繞組。作用產(chǎn)生感應(yīng)電動勢并通過電流,使電動機實現(xiàn)機、電能量轉(zhuǎn)換。
3、 換向器。裝在轉(zhuǎn)子軸的一端,換向器與繞組元件連接。
三、直流電動機的勵磁方式(重點)
直流電動機中的主磁通是由勵磁繞組中通過勵磁電流產(chǎn)生的。直流電動機的性能與它的勵磁方式密切相關(guān)。
1、 直流他勵電動機
2、 直流并勵電動機
3、 直流串勵電動機
4、 直流復(fù)勵電動機
四、并勵直流電動機的起動、反轉(zhuǎn)及調(diào)速
(一) 起動
由于起動電流大,直流電動機絕對不允許直接起動。通常在轉(zhuǎn)子繞組電路中串聯(lián)接入一個起動變阻器。
(二) 反轉(zhuǎn)
要改變電動機的旋轉(zhuǎn)方向,關(guān)鍵是改變電磁轉(zhuǎn)矩的方向。改變繞組電流的方向或改變勵磁電流方向,都可以改變電磁轉(zhuǎn)矩的方向。如圖3-38對調(diào)轉(zhuǎn)子繞組的接頭或?qū)φ{(diào)勵磁繞組接頭改變方向。
(三) 調(diào)速
并勵電動機通常有三種調(diào)速方法:改變磁通、改變外加電壓、改變轉(zhuǎn)子繞組電阻調(diào)速。
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