第1��� 直流电机
直流电机是实现直流电能和机械能相互转换的电气设备,其中将机械能转换为直流电能的是直流发电机,将直流电能转换为机械能的是直流电动机。
直流电机的主要优点是启动和调速性能好,过载能力强,因此多应用于对启动和调速要求较高的生产机械,如轧钢机、电力机车、造纸机及纺织机械等。
直流发电机作为直流电源,电势波形好,抗干扰能力强,主要应用在电镀、电解行业中。
直流电机的缺点主要表现在电流换向方面。这个问题的存在使其结构、生产工艺复杂,且使用有色金属较多,价格昂贵,运行维护较困难。
在很多领域内,直流电动机将逐步为交流调速电动机所取代,直流发电机正在被电力电子整流装置所取代。目前,直流电机仍在许多场合发挥作用。
本章主要分析直流电机的工作原理、结构和运行特性。
1.1 直流电机的工作原理和结构
1.1.1 直流电机的基本工作原理
1.直流发电机的基本工作原理
直流发电机是根据导体在磁场中作切割磁力线运动,从而在导体中产生感应电势的电磁感应原理制成的。
在图1—1所示的直流发电机模型中,定子上的主磁极N和S可以是**磁铁,也可以是电磁铁。嵌在转子铁芯槽中的某一个元件abcd位于一对主磁极之间,元件的两个端点a和d分别接到换向片1和2上,换向片表面分别放置固定不动的电刷A和B,而换向片随同元件同步旋转,由电刷、换向片把元件abcd与外负载连接成电路。
当转子在原动机的拖动下按逆时针方向旋转时,元件abcd中将有感应电势产生。在图1-(a)所示的时刻,导体口6处在N极下面,根据右手定则判断其感应电势方向为由b到a;导体cd处在S极下面,其感应电势方向为由d到C1元件中的电势方向为d-c-b-n,此刻a点通过换向片1与电刷A接触,d点通过换向片2与电刷B接触,则电刷A呈正电位,电刷B呈负电位,流向负载的电流是由电刷A指向电刷B。
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