认识直流电机认识直流电机直流电动机的调整直流电动机的调整直流电动机的起动、反转和制动直流电动机的起动、反转和制动直流电动机的使用、维护与检修直流电动机的使用、维护与检修学习目标学习目标 1了解直流电机的特点、用途和分类，熟悉直流电机的基本工作原理； 2认识直流电机的外形和内部结构，熟悉各部件的作用； 3了解直流电机铭牌中型号和额定值的含义，掌握额定值的计算方法； 4. 会进行直流电动机的检测、接线和简单操作。 直流电动机直流电动机 什么是直流电机？什么是直流电机？ 是通以是通以直流电流直流电流的旋转电机，的旋转电机，是电能和机械能相互转换的设备。是电能和机械能相互转换的设备。 一定条件下，电动机和发电一定条件下，电动机和发电机可以转换。机可以转换。直流发电机直流发电机 一、直流电机的特点和用途一、直流电机的特点和用途 1 1. .直流电机的特点直流电机的特点 直流电动机与交流电动机相比，具有优良的调速性能和起动性能。直流电动机具有宽广的调速范围，平滑的无级调速特性，可实现频繁的无级快速起动、制动和反转；过载能力大，能承受频繁的冲击负载；能满足自动化生产系统各种特殊运行要求。而直流发电机则能提供无脉动的大功率直流电源，且输出电压可以精确地调节和控制。一、直流电机的特点和用途一、直流电机的特点和用途 2 2. .直流电机的用途直流电机的用途(c）电动自行车 (a）地铁列车 (b)城市电车 (d)造纸机 直流电动机的用途直流电动机的用途一、直流电机的特点和用途一、直流电机的特点和用途(a）电解铝车间 (b)电镀车间 直流发电机的用途直流发电机的用途二、直流电机的基本结构二、直流电机的基本结构直流电机的结构直流电机的结构1 1前端盖；前端盖； 2 2风扇；风扇； 3 3定子；定子； 4 4转子；转子； 5 5电刷及刷架；电刷及刷架； 6 6后端盖后端盖二、直流电机的基本结构二、直流电机的基本结构直流电机横向剖面图直流电机横向剖面图二、直流电机的基本结构二、直流电机的基本结构 1 1. .定子部分定子部分二、直流电机的基本结构二、直流电机的基本结构主磁极主磁极换向极换向极AB机座机座D电刷装置电刷装置C二、直流电机的基本结构二、直流电机的基本结构 2 2. .转子部分转子部分二、直流电机的基本结构二、直流电机的基本结构22） 电枢绕组电枢绕组电枢绕组电枢绕组3 3） 换向器换向器换向器换向器 1 1）电枢铁心电枢铁心电枢铁心电枢铁心二、直流电机的基本结构二、直流电机的基本结构 3 3. .气隙气隙 气隙是电机磁路的重要部分。它的路径虽气隙是电机磁路的重要部分。它的路径虽然很短，但由于气隙磁阻远大于铁心磁阻（一然很短，但由于气隙磁阻远大于铁心磁阻（一般小型电机的气隙为般小型电机的气隙为0.75 mm，大型电机为，大型电机为510 mm），对电机性能有很大的影响。），对电机性能有很大的影响。三、直流电机的工作原理三、直流电机的工作原理1 1. .直流发电机的工作原理直流发电机的工作原理 如何在电刷上得如何在电刷上得 到直流电动势呢？到直流电动势呢？例：如图所示直流发电机顺例：如图所示直流发电机顺时针旋转，电刷两端的电动时针旋转，电刷两端的电动势极性有何变化？还有什么势极性有何变化？还有什么因素会引起同样的变化？因素会引起同样的变化？答案在书中找答案在书中找问问问问 题题题题 讨讨讨讨 论论论论三、直流电机的工作原理三、直流电机的工作原理2 2. .直流电动机的工作原理直流电动机的工作原理 若要改变电动若要改变电动机的转向，还可以机的转向，还可以采取什么措施？采取什么措施？ 通过分析可知，若要改变通过分析可知，若要改变电动机的转向，可改变电源的电动机的转向，可改变电源的极性。极性。三、直流电机的工作原理三、直流电机的工作原理3 3. .直流电动机的工作原理直流电动机的工作原理 一台直流电机，既可作为电动机运行，也可作为发电机一台直流电机，既可作为电动机运行，也可作为发电机运行。运行。 如果如果原动机拖动原动机拖动电枢旋转，通过电枢旋转，通过电磁感应电磁感应，便将机械能，便将机械能转换为电能，供给负载，这就是转换为电能，供给负载，这就是发电机发电机。 如果由如果由外部电源外部电源供给电机，由于载流导体在磁场中的作供给电机，由于载流导体在磁场中的作用产生用产生电磁力电磁力，建立电磁转矩，拖动负载转动，又成为，建立电磁转矩，拖动负载转动，又成为电动电动机机了了。四、直流电机的励磁方式四、直流电机的励磁方式他励方式他励方式并励方并励方式式串励方串励方式式复励复励方式方式四、直流电机的励磁方式四、直流电机的励磁方式他他励励电电机机并并励励电电机机四、直流电机的励磁方式四、直流电机的励磁方式串串励励电电机机复复励励电电机机五、直流电机出线端子的标志五、直流电机出线端子的标志绕组名称绕组名称绕组名称绕组名称出线端标志出线端标志出线端标志出线端标志绕组名称绕组名称绕组名称绕组名称出线端标志出线端标志出线端标志出线端标志电枢绕组电枢绕组电枢绕组电枢绕组换向极绕组换向极绕组换向极绕组换向极绕组补偿绕组补偿绕组补偿绕组补偿绕组A A1 1 A A2 2B B1 1 B B2 2C C1 1 C C2 2串励绕组串励绕组串励绕组串励绕组并励绕组并励绕组并励绕组并励绕组他励绕组他励绕组他励绕组他励绕组D D1 1 D D2 2E E1 1 E E2 2F F1 1 F F2 2六、直流电机的铭牌数据与系列六、直流电机的铭牌数据与系列型号型号型号型号Z4-112/21Z4-112/21励磁方式励磁方式励磁方式励磁方式并励并励并励并励功率功率功率功率5.5kW5.5kW励磁电压励磁电压励磁电压励磁电压180V180V电压电压电压电压440V440V效率效率效率效率81.190%81.190%电流电流电流电流15A15A定额定额定额定额连续连续连续连续转速转速转速转速3000r/min3000r/min温升温升温升温升8080出品号数出品号数出品号数出品号数 出厂日期出厂日期出厂日期出厂日期20012001年年年年1010月月月月 电电电电 机机机机 厂厂厂厂直直流流电电动动机机铭铭牌牌 七、直流电机的参数计算七、直流电机的参数计算 1 1. .电磁转矩电磁转矩 2 2. .电枢电动势电枢电动势七、直流电机的参数计算七、直流电机的参数计算 3 3. .电磁功率电磁功率 4 4. .电动势平衡方程式电动势平衡方程式七、直流电机的参数计算七、直流电机的参数计算 5 5. .功率平衡方程式功率平衡方程式4 4）附加损耗）附加损耗Ps2 2）铁心损耗）铁心损耗PFe 1 1）机械损耗）机械损耗 Pm3 3）铜耗）铜耗PCu 附加损耗很难计算和测定，一般靠经验估附加损耗很难计算和测定，一般靠经验估算。对有补偿绕组的电机，附加损耗可取为算。对有补偿绕组的电机，附加损耗可取为0.5% PN；而对无补偿绕组的电机，附加损耗；而对无补偿绕组的电机，附加损耗可取可取 1%PN。七、直流电机的参数计算七、直流电机的参数计算 6 6. .转矩平衡方程式转矩平衡方程式学习目标学习目标 1熟悉他励直流电动机机械特性方程的表达式； 2掌握他励直流电动机的机械特性特点； 3了解生产机械的负载特性； 4. 了解直流电动机稳定运行的条件; 5. 熟悉他励直流电动机调速的目的和概念； 6. 理解他励直流电动机调速指标的含义； 7. 重点掌握直流电动机的三种调速方法； 8. 重点掌握直流电动机的三种调速方法。一、他励直流电动机的机械特性一、他励直流电动机的机械特性1 1. .机械特性的一般表达式机械特性的一般表达式一、他励直流电动机的机械特性一、他励直流电动机的机械特性2 2. .他励直流电动机的固有机械特性他励直流电动机的固有机械特性一、他励直流电动机的机械特性一、他励直流电动机的机械特性3 3. .他励直流电动机的人为机械特性他励直流电动机的人为机械特性1 1）电枢回路串电阻时的人为特性）电枢回路串电阻时的人为特性他励直流电动机电枢回路串电阻的人为机械特性他励直流电动机电枢回路串电阻的人为机械特性一、他励直流电动机的机械特性一、他励直流电动机的机械特性2 2）改变电源电压时的人为机械特性）改变电源电压时的人为机械特性他励直流电动机电枢回路串电阻的人为机械特性他励直流电动机电枢回路串电阻的人为机械特性一、他励直流电动机的机械特性一、他励直流电动机的机械特性3 3）改变磁通时的人为机械特性）改变磁通时的人为机械特性他励直流电动机电枢回路串电阻的人为机械特性他励直流电动机电枢回路串电阻的人为机械特性二、生产机械的负载转矩特性二、生产机械的负载转矩特性333311112222恒功率负载特性恒功率负载特性恒功率负载特性恒功率负载特性恒转矩负载特性恒转矩负载特性恒转矩负载特性恒转矩负载特性通风机型负载特性通风机型负载特性通风机型负载特性通风机型负载特性三、电力拖动系统的稳定运行三、电力拖动系统的稳定运行电力拖动系统的组成电力拖动系统的组成三、电力拖动系统的稳定运行三、电力拖动系统的稳定运行 电源电压波动时的稳定运行电源电压波动时的稳定运行 电力拖动系统的不稳定运行电力拖动系统的不稳定运行四、他励直流电动机的调速四、他励直流电动机的调速1 1. .调速指标调速指标1 1 1 1）调速范围调速范围调速范围调速范围2 2 2 2）调速的相对稳）调速的相对稳）调速的相对稳）调速的相对稳定性定性定性定性3 3 3 3）调速的平滑性）调速的平滑性）调速的平滑性）调速的平滑性4 4 4 4）调速的经）调速的经）调速的经）调速的经济性济性济性济性四、他励直流电动机的调速四、他励直流电动机的调速2 2. .电枢回路串电阻调速电枢回路串电阻调速他励直流电动机电枢串电阻调速的机械特性他励直流电动机电枢串电阻调速的机械特性 调速电阻不能用起动变阻器调速电阻不能用起动变阻器代替，因为起动变阻器是短时使代替，因为起动变阻器是短时使用的，而调速变阻器是连续工作用的，而调速变阻器是连续工作的。的。要注意要注意四、他励直流电动机的调速四、他励直流电动机的调速3 3. .降压调速降压调速他励直流电动机降压调速机械特性他励直流电动机降压调速机械特性四、他励直流电动机的调速四、他励直流电动机的调速4 4. .弱磁调速弱磁调速他励直流电动机减弱磁通调速的机械他励直流电动机减弱磁通调速的机械学习目标学习目标 1了解直流电动机起动时存在的问题； 2掌握直流电动机常用的起动方法； 3掌握直流电动机的反转方法； 4. 熟悉直流电动机的制动方法; 5. 学会直流电动机常用起动、反转和制动方法的操作。一、他励直流电动机的起动一、他励直流电动机的起动1 1. .起动条件起动条件 I st 22.5 I N，换向最大电流为换向最大电流为 22.5IN，Tst (1.11.2)TN。一、他励直流电动机的起动一、他励直流电动机的起动2 2. .起动方法起动方法（3 3 3 3）电枢回路串电电枢回路串电电枢回路串电电枢回路串电阻起动阻起动阻起动阻起动（1 1 1 1）全压起动全压起动全压起动全压起动（2 2 2 2）减压起动减压起动减压起动减压起动二、他励直流电动机的反转二、他励直流电动机的反转 1. 改变励磁电流改变励磁电流 方向方向。 2.改变电枢电压改变电枢电压 极性极性。三、他励直流电动机的制动三、他励直流电动机的制动1.1.能耗制动能耗制动2.2.反接制反接制动动3.3.回馈制回馈制动动学习目标学习目标 1了解直流电动机起动前的准备工作和起动、运行时应注意的事项； 2熟悉直流电动机的定期检修内容和注意事项； 3了解直流电动机日常保养的相关知识； 4. 了解直流电动机的常见故障以及处理方法。一、直流电动机的使用一、直流电动机的使用1.1.1.1.直流电动机直流电动机直流电动机直流电动机的起动准备的起动准备的起动准备的起动准备2.2.2.2.直流电动机直流电动机直流电动机直流电动机的起动的起动的起动的起动3.3.3.3.直流电动机直流电动机直流电动机直流电动机的调速的调速的调速的调速4.4.4.4.直流电动机直流电动机直流电动机直流电动机停机停机停机停机二、直流电动机维护二、直流电动机维护1.1.电动机的清洁电动机的清洁 2.2.换向器的保养换向器的保养 3.3.电刷的使用电刷的使用4.4.轴承的保养轴承的保养 5.5.绝缘电阻绝缘电阻 6.6.通风系统通风系统 三、直流电动机的保养三、直流电动机的保养 （1）电动机未使用前应放置在通风干燥的仓库中，下面电动机未使用前应放置在通风干燥的仓库中，下面垫块干燥的木板更佳；电动机应远离有腐蚀性的物质，电动机垫块干燥的木板更佳；电动机应远离有腐蚀性的物质，电动机的轴伸端应涂防锈油的轴伸端应涂防锈油。 （2）从仓库中取出电动机后，应用吹风机吹去表面的灰从仓库中取出电动机后，应用吹风机吹去表面的灰尘和杂物尘和杂物。 （3）若是新电动机，要先打开风扇盖，撕去粘在风扇盖若是新电动机，要先打开风扇盖，撕去粘在风扇盖内的防尘纸；揭去包在换向器刷架上的覆盖纸内的防尘纸；揭去包在换向器刷架上的覆盖纸。三、直流电动机的保养三、直流电动机的保养 （4）检查换向器表面是否有油污，如果有，可用棉纱蘸检查换向器表面是否有油污，如果有，可用棉纱蘸酒精擦净酒精擦净。 （5）仔细检查每个电刷在刷握中松紧是否合适，刷握是仔细检查每个电刷在刷握中松紧是否合适，刷握是否有松动，检查刷握与换向器表面之间的距离是否合适否有松动，检查刷握与换向器表面之间的距离是否合适。 （6）检查电刷的受压大小是否合适，不适合应逐之调整检查电刷的受压大小是否合适，不适合应逐之调整。三、直流电动机的保养三、直流电动机的保养 （7）用手转动电动机轴，检查电枢转动是否灵活，有无用手转动电动机轴，检查电枢转动是否灵活，有无异常响声异常响声。 （8）用用500 V的兆欧表摇测每个绕组对地的绝缘阻值；摇的兆欧表摇测每个绕组对地的绝缘阻值；摇测各绕组之间的绝缘阻值；若低于测各绕组之间的绝缘阻值；若低于0.5 M，则应放入烘箱烘干，则应放入烘箱烘干。四、直流电动机的常见故障及检修方法四、直流电动机的常见故障及检修方法直流电动机不能起动的原因和检修方法直流电动机不能起动的原因和检修方法四、直流电动机的常见故障及检修方法四、直流电动机的常见故障及检修方法直流电动机过热故障的原因和检修方法直流电动机过热故障的原因和检修方法