专题六 直流电动机（教案）-四川省职教高考《电机与电气控制技术》（高教版）专题复习讲练测

专题六 直流电动机（教案）-《电机与电气控制技术》高教版-专题复习讲练测 [考纲要求] 1. 理解直流电动机的工作原理，包括电磁感应原理和电力转换原理。 2. 掌握直流电机工作的可逆性，理解正反转的原理和控制方法。 3. 了解直流电动机的结构及其各部分的作用和特点。 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 重点一 1.直流电动机的工作原理。 直流电动机是依据载流导体在磁场中受力而旋转的原理制造的。通常将磁场固定不动(该磁场可以由永磁铁产生,也可以由带铁心的通电线圈产生),而导体做成可以在磁场内绕中心轴00'旋转,直流电动机的工作原理:直流电动机在外加直流电源的作用下,在可绕轴转动的导体中形成电流,载流导体在磁场中将受到电磁力的作用而旋转,借助于电刷和换向器的作用,电动机能连续运转,从而将直流电能转换为机械能。 2.直流电机工作的可逆性。 根据物理学中的电磁感应原理,由以上分析可见,直流电机的运行是可逆的,即一台直流电机既可作为直流发电机运行又可作为直流电动机运行。当输入机械转矩,使电机旋转而产生感应电动势时,即是将机械能转变为直流电能输出,作为直流发电机运行。反之,当输人直流电能,产生电磁转矩而使电机旋转时,则是将电能转变为机械能输出,此时作为直流电动机运行。 3.直流电动机的结构。 图4-5所示为Z2系列及Z4系列直流电动机外形,其中Z4系列直流电动机上部为给电动机进行冷却用的骑式鼓风机,直流电动机也由定子和转子两大部分组成。 重点二 定子。 直流电动机中静止不动的部分称为定子,包括机座、前端盖、后端盖、主磁极、换向磁极和电刷装置等部分。 1.机座。 机座一方面作为电动机的磁路,另一方面用来在其上安装主磁极、换向磁极和前、后端盖等部件。机座一般为铸钢件,小功率的直流电动机机座也可用无缝钢管加工而成。 2.主磁极。 其作用是产生主磁场。永磁电动机的主磁极直接由不同极性的永久磁体组成。励磁电动机的主磁极则由主磁极铁心和主磁极绕组两部分组成。 励磁方式。 励磁方式指直流电动机主磁场产生的方式。直流电动机主磁场的获得通常有两类方法类由永久磁铁产生;另一类利用给主磁极绕组通人直流电产生。根据主磁极绕组与电枢绕组连接方式的不同,后一类直流电动机可分为他励、并励、串励、复励电动机。 1. 永磁电动机。 开始永磁电动机仅在功率很小的设备上使用,20世纪80年代起,由于钕铁硼永磁材料的发现,使永磁电动机的功率从毫瓦级发展到数十千瓦级以上。目前制作永磁电动机的永磁材料主要有铝镍钴、铁氧体及稀土(如钕铁硼)三类。用永磁材料制作的直流电动机又分有刷有电刷)和无刷两类。 3.并励(他励)电动机的特性及应用。 直流电动机的转速n和电磁转矩T(可近似看作输出转矩)之间的关系称为机械特性。并励(他励)电动机的转速n基本上不随电动机拖动的负载转矩(即输出转矩)变化而变化,其机械特性曲线如图4-9所示。这一特性与三相异步电动机基本相同,但并励(他励)电动机的调速比较方便,因此以前并励(他励)电动机被较多地使用在需大范围调速的生产机械中,如龙门刨床、大型机械和其他机械中。但随着交流电动机变频调速技术的飞速发展,并励(他励)电动机已让位于三相异步电动机。 4.并励(他励)电动机的特性及应用。 直流电动机的转速n和电磁转矩T(可近似看作输出转矩)之间的关系称为机械特性。并励(他励)电动机的速n基本上不随电动机拖动的负载转矩(即输出转矩)变化而变化,其机械特性曲线如图4-9所示。这一特性与三相异步电动机基本相同,但并励(他励)电动机的调速比较方便,因此以前并励(他励)电动机被较多地使用在需大范围调速的生产机械中,如龙门刨床、大型机械和其他机械中。但随着交流电动机变频调速技术的飞速发展,并励(他励)电动机已让位于三相异步电动机。 重点三 交流伺服电动机。 1.结构和分类。 交流伺服电动机又称为两相伺服电动机,定子的构造基本上与电容分相式单相异步电动机相似。 (1)非磁性空心杯转子结构 它的定子有内、外两个铁心,均由硅钢片冲制后叠压而成,定子绕组装在外定子铁心上,内定子铁心上一般不放绕组,仅作为磁路的一部分,以减少主磁通磁路的磁阻。在内定子铁心的中心处开有内孔,转轴从内孔中穿过。空心杯转子位于内、外定子铁心之间的气隙中,并靠转子支架与转轴固定,转轴随空心杯转动。由于转子质量轻,故能迅速起动和停止。 (2)高电阻率笼型转子结构其结构与普通笼型异步电动机一样,但为了减小转子的转动惯量,增加起动转矩,对输人信号快速反应和克服自转现象,将转子做成细而长的形状。转子导条和端环采用高电阻率的导电材料黄铜、青铜等制成。 低惯量型直流伺服电动机。 为了适应自动控制系统对伺服电动机快速响应性越来越高的要求,近年来,国内外已在传统直流伺服电动机的基础上,发展了低惯量的无槽电枢、