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第三节 直流电动机及其控制

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。

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(重点)

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，所以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(重点)

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(重点)

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、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，直流电动机绝对不允许直接起动。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。

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