第二节 绝缘电阻测量及直流电动机《电工电子技术与技能》河南省（对口招生）装备制造类 知识点讲解

河南省（对口招生）装备制造类类《电工电子技术与技能》知识点讲解 绝缘电阻测量及直流电动机 【课程要求】 1. 能够使用兆欧表测量异步电动机绕组间及绕组对铁心的绝缘电阻。 2. 了解直流电动机的结构及工作原理，并掌握其使用方法。 【知识网络】 【知识和技能要点】 考点1 异步电动机绝缘电阻测量 1. 测量相间绝缘电阻 将兆欧表的接线柱“L”和接线柱“E”分别接在不同的两相绕组的出线端，共测量三次，并记录。 相间绝缘电阻 U相与V相 U相与W相 V相与W相 2. 测量绕组对铁心的绝缘电阻 将兆欧表的接线柱“L”接被测相绕组一端，接线柱“E”接在电动机的铁心或没有油漆的外壳部位，分别测量三相绕组的对铁心绝缘电阻，共测量三次，并记录。 各相绕组对铁心的绝缘电阻 U相与铁心 V相与铁心 W相与铁心 3. 注意事项 (1) 兆欧表与电动机之间的连线应选用绝缘良好的单股线，不能用双股线或绞线，以免影响测量结果。(避免线间电容影响、防止电磁感应干扰、确保绝缘独立性) (2) 测量过程中，若发现兆欧表指零，说明被测电阻已被击穿，应立即停止测量，以免损坏仪表。 (3) 兆欧手摇发电机产生的电压较高，测量过程不要触及引线的裸露部分，以免触电。 (4) 要求绝缘电阻值不得小于，大修后要求绝缘电阻值在以上。 考点2 直流电动机 1. 直流电动机特点 与交流电动机比：调速范围广、平滑性好；但起动转矩大；这种特点对一些生产机械的拖动来说十分重要。 【缺点】：制造工艺复杂，消耗有色金属较多，制造成本高；因为存在电刷和换向器，运行过程中易产生火花，运行可靠性差，维护比较困难。 2. 直流电动机的结构 直流电动机由定子和转子两大部分组成。 (1) 定子部分 电机中固定不动的部分，其主要功能是建立并维持一个稳定的磁场，为转子的运动提供基础。其基本组件及作用如下： 【‌主磁极】‌：这是产生主磁场的核心，由主磁极铁心和缠绕在其上的‌励磁绕组‌组成，固定在基座的内圆周上。当励磁绕组通入直流电流时，便建立起恒定磁场。 【‌机座】‌：机座既是整个电机的机械支撑骨架。用来固定主磁极、换向磁极、端盖，并对整个电动机起支撑和固定作用；另外也是‌主磁路的一部分，起到导磁的作用。为了良好的导磁性能和机械强度，通常由铸钢材料制成。 【‌换向磁极】‌：安装在相邻主磁极之间的小磁极。由铁心和绕组线圈构成。其作用是‌改善电机的换向性能‌，减少电刷与换向器之间的火花。励磁绕组圈数较少，并与电枢绕组串联。 【电刷装置】‌：由电刷、刷握、刷杆等组成。‌电刷通过与旋转的换向器表面滑动接触，将外部直流电源与旋转的电枢绕组连接起来‌，是电能输入的关键接口。 【‌端盖与轴承】‌：端盖固定在机座两端，主要用于支撑转轴；轴承则用于减少旋转摩擦。 (2) 转子(电枢)部分 转子，又称电枢，是电机中旋转的部分。其核心作用是在定子产生的磁场中受力旋转，从而实现能量转换。其基本组件及作用如下： 【电枢铁心】：作为主磁路的另一部分，并用于嵌放电枢绕组。为了‌大幅降低电机运行时产生的涡流损耗和磁滞损耗‌，电枢铁心普遍采用0.5mm厚的硅钢片冲制叠压而成。‌‌ 【电枢绕组】：‌它是直流电机进行能量变换的关键部件‌，通电后在磁场中产生电磁转矩，或在旋转时切割磁感线产生感应电动势。由许多绝缘线圈（元件）按规律连接而成，嵌放在电枢铁心的槽内。 【换向器】：由许多相互绝缘的铜质换向片组成圆柱体，换向片之间用云母片绝缘。在直流‌电动机‌中，它与电刷配合，将外部输入的直流电流转换为电枢绕组中的交变电流，从而保持电磁转矩方向恒定，使电机持续旋转。‌‌‌‌ 3. 直流电动机的工作原理 直流电动机的基本工作原理，N和S作为一对固定磁极，茨棘之间的电枢铁心表面固定了电枢线圈，电枢相连的是换向器，电刷A和B通过弹簧压在换向器上，实现外电路与转子的连接。 当直流电源加到电刷A和B上的时候，电流从A经过到达B，有左手定则知，和的受力方向如右图，电枢线圈整体按逆时针方向旋转； 当电枢线圈转过后，电流从A经过到达B，有左手定则判断，和的受力方向如右图，电枢线圈整体按逆时针方向旋转； 直流电机借助电刷和换向器，把直流电转变为在电枢线圈内的交流电(改变了电流的方向)，以保证电枢线圈的转矩方向不变，保证直流电动机一直朝一个方向转动。 考点3 直流电动机分类及应用 1. 直流电动机的励磁方式 他励 并励 串励 复励 2. 直流电动机应用 【他励电动机】：励磁电流的大小不受电枢电流变化的影响，可以独立调节；可以实现平滑且宽范围的调速，负载变化时，转速变化相对较小；常用于对调速范围和稳定性要求较高的场合。 【并励电动机】：转速基本上不随电动机拖动负载的变化而变化，广泛应用于转速要求稳定，且需要一定调速范围的场合。其在启动和运行过程中，励磁绕组绝对不能开路。 【串励电动机】：其转速与电枢电流大致成反比，转速低时，产生的转矩很大，适合用于起重设备、城市电车等；由于其空载或转速很高，不允许空载启动，不允许采用带传动或链传动。 【复励电动机】：结合了并励电机的“转速稳定”和串励电机的“启动转矩大”优点——轻载时并励磁场主导，转速稳定；重载时串励磁场增强，转矩快速上升，过载能力强；无失磁飞车风险（并励绕组保证基础磁场）。适用于既需要较大启动转矩，又需要在一定程度上保持转速稳定的场合。 【练习题】 1、 选择题 1. 测量三相异步电动机绝缘电阻时，通常使用的工具是( ) A.万用表 B.电桥 C.兆欧表 D.示波器 2. 测量三相异步电动机绕组对铁心的绝缘电阻时，兆欧表的L端应连接( ) A.电动机外壳 B.铁心 C.绕组引出线 D.任意位置 3. 兆欧表与三相异步电动机之间的连线应选用( ) A.绝缘良好的双股线 B.绝缘良好的绞线 C.绝缘良好的单股线 D.普通电线 4. 直流电机的主磁极产生的磁场是( ) A.交变磁场 B.脉动磁场 C.恒定磁场 D.旋转磁场 5. 直流电机电枢绕组的作用是( ) A.产生主磁场 B.产生感应电动势和电磁转矩 C.改善换向 D.固定电机部件 6. 直流电机中，换向器的作用是( ) A.将交流电动势转换为直流电动势 B.将直流电动势转换为交流电动势 C.产生主磁通 D.改变电流大小 7. 并励直流电动机的励磁绕组与电枢绕组( ) A.串联 B.并联 C.先串联后并联 D.先并联后串联 8. 直流电动机的电磁转矩方向与( )有关 A.电枢电流方向 B.励磁电流大小 C.电机转速 D.电源频率 2、 选择题 1. 直流电动机工作时，根据______定则，载流导体在磁场中受到电磁力作用，从而产生______使电枢转动。 2. 直流电机换向的目的是使电枢绕组中的______（填 “电流” 或 “电压”）方向在合适时刻改变，以保证电磁转矩方向不变。 3. 直流电机电枢绕组的作用是______和______，它是直流电机进行能量转换的关键部件。 4. 在直流电机中，______是电机磁路的一部分，同时也起着固定主磁极和换向极的作用。 5. 直流电机的励磁方式有______、______、______和______四种。 3、 综合题 1. 简述直流电动机的工作原理 【答案】 1、 选择题 1.C 2.C 3.C 4.C 5.B 6.B 7.B 8.A 2、 判断题 1. 左手；电磁转矩 2.电流 3.产生感应电动势；产生电磁转矩 4.机座 5.他励；并励；串励；复励 3、 综合题 1.直流电动机的工作原理：直流电源通过电刷和换向器向电枢绕组供电，电枢绕组中的电流在主磁极产生的磁场中受到电磁力的作用，根据左手定则，电磁力产生电磁转矩，使电枢旋转。由于换向器的作用，当电枢绕组转过一定角度后，能及时改变电枢绕组中电流的方向，保证电枢所受电磁转矩方向始终不变，从而使电动机能连续旋转。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $