單元一電氣控制基本知識課題一

常用電動機結構與工作原理（一、直流電動機部分）一、教學目標二、電動機的分類及其特點三、直流電動機的結構和工作原理（一）直流電動機的結構（二）直流電動機的工作原理（三）直流電動機連接方式（四）他勵式直流電動機的重要特性（五）直流電動機的銘牌（六）直流電動機的優缺點四、課題小結目錄（一）知識目標1．了解三種電動機的基本結構及其主要作用；2．掌握三種電動機的工作原理和正反轉實現要求；3．掌握三種電動機的啟動特點、啟動要求和各種啟動方法；4．了解電動機的固有（自然）機械特性與人為機械特性的概念及特點5．了解三種電動機的的性能和特點。一、教學目標（二）能力目標1．熟悉直流電動機的型號意義；銘牌參數；接線端子的連接情況；2．熟悉和掌握三相鼠籠式異步電動機的型號意義；銘牌參數；接線端子的連接情況；3．熟悉和掌握三相繞線式異步電動機的型號意義；銘牌參數；接線端子的連接情況。1.按照電能的使用情況進行分類:二、電動機的分類及其特點2.按照防護型式分類：可分為開啟式、防護式、封閉式、防爆式、防水式、潛水式等。3.按安裝結構型式分類：可分為臥式、立式等。4.按絕緣等級分類：可分為E級、B級、F級、H級等。5.按冷卻方式分類：可分為自冷式、自扇風冷式、他扇風冷式等。（一）直流電動機的結構直流電動機的結構由定子部分（靜止部分）、電樞部分（旋轉部分）和機座等部分組成。三、直流電動機的結構和工作原理

直流電動機的外形圖和總裝配圖直流電動機的結構圖1、定子部分定子部分由主磁極、換向磁極、機座、電刷裝置、端蓋和軸承等部分組成。定子的作用一是產生磁場和構成磁路；二是對電動機起支撐作用。（1）主磁極------

主磁極的作用是產生恒定主磁場。主磁極上的線圈是用來產生主磁通的，稱為勵磁繞組。（2）換向磁極------換向磁極又稱為附加極。用來改善換向，減小電機運行時電刷與換向器之間可能產生的換向火花。換向繞組與電樞繞組串聯。向磁極的極性根據換向要求確定。3）機座-----

電動機定子的外殼稱為機座。機座的作用有兩個：一是用來固定主磁極、換向極和端蓋，并起整個電機的支撐和固定作用；二是磁路的一部分。

（4）電刷裝置------電刷的作用是與換向器配合引入、引出電流。（5）端蓋-----電動機中的端蓋主要起支撐作用。電樞又稱轉子，是電動機的轉動部分，其作用是產生感應電動勢和電磁轉矩，從而實現能量的轉換。電樞（轉子）由電樞鐵芯、電樞繞組、換向器、轉軸、軸承和風扇等部分組成。2、電樞（轉子）部分①

電樞鐵芯-----電樞鐵芯用0.35mm或0.5mm厚的涂有絕緣漆的硅鋼片沖片疊成。②

電樞繞組-----電樞繞組是電動機的核心部件。③

換向器-----換向器的作用是與電刷配合，將直流電動機輸入的直流電流轉換成電樞繞組內的交變電流或是將直流發電機電樞繞組中的交變電動勢轉換成輸出的直流電壓。④轉軸

轉軸起支撐轉子旋轉和傳遞轉矩的作用。⑤風扇

用來降低運行中電動機的溫升。⑥空氣隙

主磁極的極靴和電樞間的間隙稱為空氣隙，是磁路的重要組成部分。（二）直流電動機的工作原理圖中：N和S代表主磁極；線圈連著換向片。電刷A、B在空間上固定不動。換向器與電刷配合，可以始終保持經過N極下的電樞繞組與電刷A（電源負極）相連，經過S極下的電樞繞組與電刷B（電源正極）相連，這樣就將外加輸入的直流電流轉換成電樞繞組內的交變電流，確保電動機保持恒定方向旋轉，以實現將電能轉換成機械能并拖動生產機械，這就是直流電動機的工作原理。直流電動機的工作原理（三）直流電動機連接方式

直流電動機按勵磁方式可分為他勵式、并勵式、串勵式、復勵式四類。圖1-1-1-8直流電動機的連接方式1、他勵式直流電動機的正反轉改變他勵直流電動機轉向的方法有兩種：一是改變勵磁繞組的極性，即改變磁場的方向，但需保持電樞繞組的極性不變。二是改變電樞繞組的極性，但需保持勵磁繞組的極性不變。（四）他勵式直流電動機的重要特性2、他勵式直流電動機的啟動電動機的啟動是指電動機接通電源后，由靜止狀態加速到穩定運行狀態的過程。他勵直流電動機在額定電壓下直接啟動，啟動電流為

很大，通常可達到（10～20）IN。過大的啟動電流會使電動機的換向嚴重惡化、損壞電樞繞組和傳動機構、會引起電網電壓下降。（1）電樞回路串電阻降壓啟動圖1-1-9他勵式直流電動機電樞串電阻啟動機械特性當直流電源電壓可調時，可以采用降壓方法啟動。生產實踐中常用的降壓啟動方式方法有兩種，一是在二極管橋式整流前使用調壓器降低整流電路的輸入電壓實現降壓啟動，二是通過改變晶閘管可控整流的導通角，達到降低晶閘管整流橋的直流輸出電壓實現降壓啟動。（2）電樞降壓啟動直流電動機轉速和轉矩之間的函數關系式為：改變電動機轉速的方法有三種：（a）是改變電樞電壓調速；（b）是改變定子勵磁強弱調速；（c）是在電樞回路串入電阻進行調速。3、他勵（并勵）直流電動機的調速特性固有（自然）機械特性和人為機械特性圖1-1-11降低電樞電壓的機械特性圖1-1-10直流電動機固有機械特性圖1-1-12直流電動機轉子串電阻機械特性圖1-1-13直流電動機勵磁降壓機械特性直流電動機的制動有：機械制動和電氣制動兩種。（1）機械制動具有快速、準確的優點，但是對于高速、慣性大的設備，機械沖擊比較大。（2）電氣制動則具有制動相對平穩、制動轉矩容易控制的特點。電氣制動又分為:能耗制動、反接制動和回饋制動三種方式。4、他勵式直流電動機的制動1、型號---電機的產品型號表示電機的結構和使用特點，國產電機型號一般采用大寫的漢語拼音字母和阿拉伯數字表示。2、額定功率PN---指在額定條件下電動機所能供給的功率，單位為KW。3、額定電壓UN4、額定電流ＩN5、額定轉速nN（五）直流電動機的銘牌6、額定勵磁電壓和電流

IfN7、勵磁方式——指直流電機的勵磁線圈與其電樞線圈的連接方式。8、定額——指電動機在額定值時允許持續運行的時間。一般分為連續、短時和斷續三種。9、溫升——指電動機在額定運行時，允許發熱的最高溫度與周圍環境溫度之差。10、絕緣等級——指電動機所采用的絕緣材料的耐熱等級。1、直流電動機的優點①調速性能好、調速范圍大、調速均勻平滑且