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(共14张PPT)
直流电动机的工作原理
课程内容
直流电动机的分类
01
直流电动机的工作原理和电流换向的过程
02
直流电动机的旋转方向
03
一、 直流电动机分类
无刷微型电机
Z4系列直流电机
永磁无刷直流电机
直流串励电机
永磁直流电动机
有刷永磁直流电动机
直流电动机
无刷永磁直流电动机
电磁直流电动机
他励直流电动机
串励直流电动机
并励直流电动机
复励直流电动机
一、 直流电动机分类
定子和转子、碳刷等部分组成
定子和转子等部分组成
U
Uf
Ia
M
+
_
+
_
If
他励直流电动机
Ia
U
M
+
_
If
+
_
I
E
并励直流电动机
他励电动机
励磁绕组和电枢绕组分别由两个直流电源供电。
一、 直流电动机分类
并励电动机
励磁绕组和电枢绕组并联，由一个直流电源供电。
串励电动机
励磁线圈与转子电枢串联接到同一电源上。
一、 直流电动机分类
复励电动机
励磁线圈与转子电枢的联接有串有并，接在同一电源上。
串励直流电动机
U
Ia
+
_
If
M
复励直流电动机
U
+
_
I
M
Ia
二、直流电动机的原理
N
S
直流电动机模型
换向片2
换向片1
电刷1
电枢绕组
电刷2
_
+
二、直流电动机的原理
I
U
–
+
S
c
N
d
a
b
U
–
+
U
–
+
电刷
换向片2
U
–
+
I
F
X
–
电枢绕组
磁极
F
换向片1
Y
电刷2
Φ
直流电机换向的过程分析
电刷X和Y之间通入直流电源,
电流方向a-b-c-d
线圈的导体ab和cd在磁场中会受到电磁力，左手定则判断力的方向，其大小为： F=Bx L I
T
n
线圈放在一个圆柱体,ab边受的力与cd边受的力是一对力偶，形成转距
二、直流电动机的原理
U
–
+
S
c
N
d
b
U
–
+
U
–
+
U
–
+
X
–
直流电机换向的过程分析
a
Φ
当线圈转过90度，线圈平面与磁力线方向垂直的时候，电刷接触的是换向片之间的绝缘材料
n
线圈中是没有电流流过的，abcd不再受力，由于惯性，线圈会继续转动转过此处。
Y
二、直流电动机的原理
I
U
–
+
S
b
N
a
c
U
–
+
U
–
+
U
–
+
I
X
–
直流电机换向的过程分析
转到180°位置时,线圈中电流的流向为a-b-c-d
ab转到S极下受力的方向变为由左向右，CD转到N极下，受力方向变为由右向左。
N极下导体受力方向为由右向左
S极下导体受力方向为由左向右
d
Y
F
F
T
n
二、直流电动机的原理
思考：
由于在垂直于磁力线方向位置的转距为零，会使线圈的运动不平衡。还有可能卡在换向器缝隙中间位置，应该如何解决呢？
一根绕组
四根绕组
八根绕组
方法：
给电机增加换向片和对应数量的线圈。线圈数量越多，电机的运动就越平稳，力矩也越大。
二、直流电动机的原理
三、直流电动机的方向
思考：
从直流电动机的工作原理分析,电机的转向取决于电磁力矩的方向，而电磁力矩的方向取决于线圈电流的方向和磁场的方向。怎么来改变电机的转向呢？
I
U
+
S
c
N
d
b
I
X
–
a
Y
F
F
+
改变外加电源方向
I
U
N
c
S
d
b
I
X
–
a
Y
F
F
+
改变外加电源方向
–
总结
直流电机的分类
按照结构类型：直流有刷电机和直流无刷电机
按照励磁方式：他励、并励、串励和复励直流电动机
直流电机的工作原理
1.在主磁极绕组中接入直流电，产生固定磁场
2.换向器和电刷配合将外部的直流电变换为电枢绕组内的交流电。
3.电枢电流在磁场的作用下产生电磁转矩，驱动电动机转动。
直流电机的旋转方向
改变电机电压方向或改变电磁电流的方向

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