直流电动机原理、启动、调速

+AB-nφNeeb cadSφ 发电机模型

·同一直流电机即可作发电机运行，也可作电动机运行，关键在

输入功率的性质；

·发电机原理和电动机原理总是同时出现的。

··发电：输出电功率同时导体元件中产生电流依电动机原理产生反转矩；

平衡原动机拖动转矩，使发电机转速稳定。 ··电动：轴上输出机械功率同时导体元件在主极下运动

产生反电动势。

平衡外加电源电压，限制导体元件电流和电动机电

磁转矩，

平衡负载转矩，使电动机转速稳定。

二、基本结构

1、 主磁极 2、电枢绕组 3、电枢铁心 4、换向器 5、换向极 6、

电刷装置 7、机座

三、直流电动机的额定参数

·额定电压UN：额定工况下加在电枢绕组上的工作电压。（V、kV）

·额定电流IN：额定工况下长期运行的最大电枢电流。（A） ·额定功率PN：额定工况下电机轴上允许长期输出的最大机械功率。（W、kW）

PN＝UNIN?N

?N：额定工况下直流电动机的工作效率。

·额定转速nN：额定工况下电动机的运行速度。（r/min） ··额定转矩TN：额定工况下电动机轴上的输出转矩。（N·m）

PNTN?9550PN的单位为kW。 ；nN

§1－2 直流电动机的结构特征与工作

特性

物理概念和定律的复习：

1、 磁感应强度（磁通密度）B [Wb/m2]：

单位截面积上的磁通，描述磁场强弱及方向。 B与产生它的电流(励磁电流)之间的关系

用毕奥(Biot)－萨伐(Savart)－拉普拉斯(Laplace)定律描述：

设在载流导线上沿电流方向取线元dl，其中通过电流强度为I。电流元Idl在真空中给定点P

所产生的磁感应强度dB的大小和I、dl及线元到P点的矢径r间的夹角（dl,r）的正弦成正比，

?Idlsin(dl,r)dB?2和由线元到P点的距离的平方r成反比：。 24?r方向垂直于由线元和矢径所决定的平面，指向由右手螺旋法则确定。

磁感应强度服从叠加原理：某一给定的电流分布在空间某点所产生的磁感应强度

等于组成这电流分布的各电流元分别地在这同一点上所产生的磁感应强度的矢量和。

磁力线方向与电流方向满足右手螺旋关系。 2、 磁感应通量（磁通）φ[Wb]：

穿过某截面S的磁感应强度B的通量

???SB?dS

在均匀磁场中，如果截面S与B垂直，则

??BS

3、 磁场强度H [安培/米]：

计算导磁物质中的磁场用辅助物理量：B??H

μ：导磁物质磁导率。空气的磁导率为?0。

铁磁材料的????0（几千～几万倍）。 4、 安培环路定律：

磁场强度矢量H沿任何闭合路径的线积分等于该回路 所环链的所有电流的代数和：?lH?dl??I

Il1S1S2l21l3

2?lH?dl??I??lH?dl??l

H?dl??l3H?dl?NI设各段磁路中磁通均匀分布，l为磁路平均长度，则上式简化为：

?Hl??NI 或 ?Um??F

其中Um?Hl称为该段磁路的磁压；F＝NI称为磁通势（磁势）。

N为线圈匝数

5、 磁路欧姆定律：

HlUmF??BS＝S?H???lRmRm 或F??Rm ?Sl其中定义磁阻为：Rm??S