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更新:2023-10-26 04:00 编号:19776364 发布IP:116.224.103.5 浏览:2次
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浔之漫智控技术(上海)有限公司
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西门子
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详细介绍

直流电动机是将直流电能转换为机械能的设备。直流电动机优点:具有良好的调速性能和较大的起动转矩。广泛的应用于要求调速性能较高的生产机械(如龙门刨床、镗床等),或需要较大启动转矩的生产机械(如起重机械)。

但直流电动机的制造工艺复杂,生产成本较高,维护较困难,可靠性较差。

一、直流电动机的工作原理

图1 直流电动机的工作原理图

上图为直流电机的物理模型,N、S是一对固定不变的磁极,用以产生所需要的磁场。abcd是固定在可旋转铁质圆柱体上的线圈,线圈和圆柱体分别称为电枢绕组和电枢铁心。线圈的首末端a、d连接到两个相互绝缘并可随线圈一同旋转的换向片上。转子线圈与外电路的连接是通过与换向片连接、固定不动的电刷进行的。

通电导线在磁场中受到电磁力作用。其方向有左手定则确定。

如图电刷A接电源正极,且总与转到上边的换向片接触,产生的电磁转矩使转子总是逆时针旋转。

二、直流电动机的构造

直流电动机主要由静止的定子和旋转的转子组成。定子的作用是产生磁场,转子的作用是产生感应电动势和电磁转矩。

(一) 定子

1、 主磁极。作用产生主磁场。

2、 机座。机座又称为磁轭,是各磁极间的磁通路。

3、 换向极。两个相邻磁极间的小磁极。作用产生附加磁场,渐弱换向片与电刷间的电火花。

(二) 转子

1、 转子铁芯。有两个作用:一是用来安放转子绕组;二是作为电动机磁路的一部分。

2、 转子绕组。作用产生感应电动势并通过电流,使电动机实现机、电能量转换。

3、 换向器。装在转子轴的一端,换向器与绕组元件连接。

三、直流电动机的励磁方式

直流电动机中的主磁通是由励磁绕组中通过励磁电流产生的。直流电动机的性能与它的励磁方式密切相关。

1、 直流他励电动机

2、 直流并励电动机

3、 直流串励电动机

4、 直流复励电动机

四、直流电动机的主要技术数据

1、 额定功率PN

额定功率是指电动机轴上输出的机械功率,它等于电动机额定电压与额定电流的乘积,再乘以电动机的额定效率。

2、 额定电压UN

指在额定运行情况下,加在电动机上的输入电压。

3、 额定电流IN

指在额定运行情况下,输给电动机的电流。

4、 额定转速nN

指电动机在额定电压、额定电流和额定功率情况下运行时的电动机转速。

5、 额定效率ηN

电动机在额定运行时输出功率与输入功率之比的百分数。

6、 额定温升τN

指电动机的温度允许高出环境温度的*大允许值。

五、并励直流电动机的机械特性

直流电动机的地转速随着负载的增加而稍有降低,但降低的幅度不大,可以看成是近于恒速的电动机,具有良好的机械特性。

六、并励直流电动机的起动、反转及调速

(一) 起动

由于起动电流大,直流电动机**不允许直接起动。通常在转子绕组电路中串联接入一个起动变阻器。

(二) 反转

要改变电动机的旋转方向,关键是改变电磁转矩的方向。改变绕组电流的方向或改变励磁电流方向,都可以改变电磁转矩的方向。如图3-38对调转子绕组的接头或对调励磁绕组接头改变方向。

(三) 调速

并励电动机通常有三种调速方法:改变磁通、改变外加电压、改变转子绕组电阻调速。在改变磁通的调速方法中,减小磁通,转速上升,为恒功率调速;

改变外加电压的方法是通过降低电压,降低转速;

改变转子绕组的调速方法,需要在电路中串联一个调速用变阻器。

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当三相电动机的三相定于绕组引出线的标记遗失或首末端不明时,可采用小灯泡和电池、万用表和电池及利用转子剩磁和万用表来判别。

(1)当用小灯泡和电池来判别时,其接线方法如图22所示。先判断同一根绕组的两线端。用两节干电池和一小灯泡(电珠)串联,一头接于定子绕组引出的任意一根线端上,将另一头分别与其它五根线端接触。如果接触到某一根引出线端灯泡亮了,则表明与电池和灯泡相连的两相绕组是属于同一相的,如图22(a)所示。依法再—一找出两相绕组的两根同相线端,并做好标记。把任意两相绕组与小灯泡三者串联成一回路,将第三相绕组的一端串联一电池,另一线端与电池的另一极碰触一下。如果灯泡亮了,根据变压器原理可知,串联两相绕组的瞬间感应电势是相加的。使灯泡发亮,表明两相绕组是头尾串联,即与灯泡相连的两根线端,一根是第一相的首端D1,另一根线端是第二相的末端D5,如图22(b)所示。如果灯泡不亮,则说明两相串联绕组所产生的瞬间感应电势是相减的(大小相等、方向),使总感应电动势等于零,灯泡不发亮。这表明与灯泡相连的两根线端都分别是两相绕组的首端D1和D2(或者认为都是末端D4和D5也可以),并做好首末端的标记,如图22(C)所示。再把已判知首末端的一相绕组与第三相绕组串联,再照上述方法判别,即可判断出第三相绕组的首末端。*后都做上D1~D6的首末端标记。

上述方法中,要注意灯泡的额定电压与电池电压要配合得当,否则会因电流太小,使灯泡该亮而不亮,造成判断错误。应把两相串联绕组的线端对调一下,再测试一次,若

两次灯泡都不亮,说明感应电流太小,应增加电池节数(即增大电压)或换一只额定电压更小的灯泡。利用这一方法的原理,也可用220伏的交流电源和白炽灯泡来代替电池和小电珠。为了防止过高的感应电势烧坏灯泡和绕组,应将灯泡与电源对调串入绕组中,即原单相绕组串联电池处接入白炽灯泡,原两相绕组串联电珠处换接入交流电源,判别方法一样。图22(a)换用交流电220伏时,接通绕组线圈的时间要尽量短。以免线圈过热。

(2)用万用电表和电池来判别时,其接线方法如图23所示。先用万用电表电阻挡,测出各相绕组的两根线端,电阻值*小的两线端为一相绕组,如图23(a)所示。把万用表选择开关扳到测直流电流档(也可以用直流电压档),量程用小些,这样指针偏转明显。将任意一相绕组的两个线端光标上首端(D1)和末端(D4)的标记,并接到万用表上,且指定首端D1接表的“-”端,末端D4;接表的“+”端。再将另一相绕组的一个线端接电池的负极。另一个线端去碰触电池的正极,注意观察表针的瞬时偏转方向。如果表针正转(向右转),则与电池正极触碰的那根线端为首端(标上D2),与电池负极相接的 根线端为末端(标上D5)如果表针瞬间反转(向左转),则该绕组的首末端与上述判别如图23(b)所示。    万用电表与绕组的接线不动,用上述同样方法判别第三相绕组的首末端。需要注意的是观察电池接通那一瞬间的表针偏转方向,而不是电池断开绕组那一瞬间的表针变化。

(3)利用转子剩磁和万用电表来判别接线如图24所示。

    先用万用电表电阻档,测出各相绕组的两个线端,方法如前述(图23(a))。将三相绕组并联在一起,用万用表的毫安档或低电压档测量并联绕组两端的电流或电压,转动转子一下,如果表针不动,则表明是三个首端(D1、D2、D3)并在一起,三个末端(D4、D5、D6)并在一起,如图24(a)所示。如果表针摆动,则表示不是首端相并和末端相并,如图24(b)所示。此时要一相一相地将每相绕组调一个头,观察表针是否摆动,直至表针不动,出现图24(a)的接法为止,便可做好绕组首末端标记。    此法是利用转子中的剩磁在定子绕组中产生感应电动势方向关系来判断的,电动机转子必须有剩磁,即必须是运转过的或通过电的电动机。


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