直流电动机及其应用.ppt

图5-23车用直流起动机结构图1—磁场绕组2—磁极铁芯3—起动机外壳4—磁极固定螺钉5—换向器6—转子铁芯7—电枢绕组8—电枢轴磁极机壳机壳的作用是固定机件和构成导磁回路。壳体用铸铁浇铸或钢板卷焊而成。壳体上设有一个接线端子并在内部与磁场绕组的一端相接。图5-24磁场绕组的连接方式图3．电枢4．换向器图5-25换向器剖面图1—铜片2—轴套3—压环4—云母串励直流电动机的励磁绕组和电枢绕组串联后，由一个电源供电，其等效电路如图5-10所示。01可见串励直流电动机的励磁电流就是电枢电流，其数值为02（5-11）035.2.3串励直流电动机图5-10串励直流电动机的等效电路图复励直流电动机的主磁极上装有两个励磁绕组。1一个励磁绕组与电枢电路并联，称为并励绕组；另一个励磁绕组与电动机电枢串联，称为串励绕组；两绕组共同由一个直流电源供电。25.2.4复励直流电动机图5-12复励直流电动机的等效电路图01启动02反转03调速5.3直流电动机的启动、反转和调速电动机在启动的瞬间转速n=0，所以此时Ea=0，此时电枢电流称为启动电流（Ist），根据式（5-2）可知（5-16）根据式（5-16）可知为了减小启动电流，对于容量稍大的直流电动机，启动时可降低加在电枢绕组上的电压，或在电枢电路中串联启动变阻器。5.3.1启动降压启动的方法只适用于他励直流电动机。这种方法要求有一个电压可变的直流电源（如可控硅电源）专供电枢使用。启动时，降低电枢电压，待启动后，随着转速的升高逐步升高电枢电压，直到转速达到额定值。1．降压启动2．串联启动变阻器图5-13并励直流电动机串变阻器启动原理电路0102030405改变电动机的旋转方向叫反转。改变电动机的旋转方向就是改变电动机电磁转矩方向。实现电动机反转的具体方法有改变电枢电压极性和改变励磁电压极性。电磁转矩的方向是由主磁通方向和电枢电流的方向共同决定的。因此，改变电枢电流或主磁通的方向都能使电磁转矩方向改变。5.3.2反转1．改变电枢电压极性图5-1分时四轮驱动系统的组成图5-14并励直流电动机改变电枢电压极性电路图将励磁绕组两极接线调换，即可改变励磁电压的极性，使励磁电流方向改变，从而使主磁通的方向改变。01这种实现反转的方法在实际中一般很少采用。02因为改接励磁绕组接线时，励磁电流有可能出现中断，从而引起“飞车”事故。032．改变励磁电压极性由直流电动机的机械特性方程式（5-19）可知，当转矩（T）不变（负载不变）时，影响电动机转速高低的主要是电枢回路电阻（Ra）、主磁通（Φ）、电源电压（U）3个因素。因此电动机的转速可由下述3种方法调节。5.3.3调速1．改变电枢电路的电阻调速图5-15电枢电路串联电阻调速原理图图5-16调速物理过程图只能在额定转速（nN）以下进行调节，简称下调。01由于流过调速电阻（Re）上的电流为电枢电流，其数值较大，故Re上的能量损耗大，不经济。使电动机的机械特性变软。当负载变动时，电动机的速度变化较大，这对于要求稳速的负载来说是不利的。电枢电流不受影响，数值保持不变，故这种调速叫作恒转矩调速。调控方法简单，容易实现。02030405这种调速方法的特点如下。2．改变励磁电流调速图5-17励磁电路串联电阻调速原理图图5-18调速物理过程图调速平滑，可做到无级调速。1流经调速电阻（Re）的励磁电流较小，故功率损耗小，比较经济。2调速后机械特性变软，运行的稳定性差。3调速范围比较小。4只能在额定转速（nN）以上调速，简称上调，也称为弱磁调速。5这种调速方法的特点如下。直流电动机常由单独的可调整流装置供电。目前用得最多的可调直流电源是晶闸管整流（SCR）装置。调节电源电压就可均匀调速。因为加在电枢上的电压不能超过额定值（UN），所以这种调速方法只能在额定转速（nN）以下作均匀调速。这种调速方法具有调速范围广、平滑性好等优点，但需要专用的直流调压电源。32143．降低电源电压无刷直流电动机的结构无刷直流电动机的工作原理5.4无刷直流电机无刷直流电动机按照其工作特性，基本上可以分为两大类。具有直流电动机特性的无刷直流电动机具有交流电动机特性的无刷直流电动机5.4.1无刷直流电动机的结构无刷直流电动机的组成：电动机本体、位置传感器和电子换向线路。1．电动机本体图5-19曲型无刷直流电动机本体基本结构位置传感器在无刷直流电动机中起着测定转子磁极位置的作用，