本章主要教学内容1.直流电机的基本原理；2.直流电机的电枢绕组；3.直流电机的磁场；4.直流电机的感应电动势和电磁转矩；5.直流电机的换向。1.1直流电机的基本原理直流电机结构图两极直流电机剖面图1.直流发电机直流发电机的工作原理是建立在电磁感应定律基础上的。直流发电机是使电机的电枢绕组在直流磁场中旋转感应出交流电，然后经过机械整流(换向装置)得到直流电。工作原理分析：原动机拖动电枢逆时针旋转从b→a从d→c电刷B为－，A为＋电枢转过从a→b从C→d此时d接A，a接B，A为＋，B为－流过负载的电流方向不变。2直流电动机直流电动机的工作原理是建立在电磁力定律的基础上。外加直流电源，经过换向装置变成电枢绕组中的交流电，使电机电枢在电磁力的作用下旋转起来。工作原理分析：外加如图所示直流电ab受力向左，cd受力向右产生逆时针方向转矩电枢转过cd受力向左，ab受力向右仍产生逆时针方向的电磁转矩电机逆时针反向旋转起来了。1.1.4直流电机的铭牌数据和型号1.直流电机的铭牌数据额定功率额定电压额定电流额定转速额定励磁电流另外，直流电动机轴上输出的额定转矩用表示，计算式为：例1-1一台直流电动机，额定功率为160KW，额定电压为220V，额定效率为90％，额定转速为1500转/每分，求该电动机额定运行时的输入功率、额定电流及额定输出转距？解：额定输入功率为额定电流为额定输出转距为2.直流电机的型号电机的型号表示电机的结构和使用特点，国产电机的型号一般采用大写的汉语拼音字母和阿拉伯数字表示。例如：型电机的含意为：1.2直流电机的电枢绕组1.2.1概述电枢绕组元件及嵌放方法如下：(注意：实槽与虚槽的关系。)1.2.2单叠绕组3.绕组展开图4单叠绕组元件连接次序结论：单叠绕组具有以下特点：(1)元件的两个出线端连接于两相邻换向片上；(2)位于同一磁极下的各元件串联起来组成一条支路，即并联支路对数等于极对数，；(3)当元件的几何形状对称时，电刷放在换向器表面上的位置对准主磁极中心线时，正、负电刷间感应电动势为最大，被电刷所短路的元件里感应电动势最小；(4)电刷杆数等于磁极数；(5)电枢电压等于支路电压；(6)电枢电流为各支路电流之和，即(式中为每条支路的电流，即元件中流过的电流)。1.2.3单波绕组3.绕组展开图4.单波绕组元件连接次序结论，单波绕组具有以下特点：(1)位于同极性下的各元件串联起来组成一条支路，支路对数与极对数无关，；(2)当元件的几何形状对称时，电刷放在换向器表面上的位置对准主磁极中心线时，支路电动势最大（即正、负电刷间电动势最大）；(3)电刷杆数等于磁极数；(4)电枢电压等于支路电压；(5)电枢电流为(式中为支路电流，即元件中流过的电流)。第一章1.3直流电机的磁场1.3.1直流电机的励磁方式1.3.2直流电机的空载磁场直流电机的空载是指励磁绕组里有励磁电流，电枢电流等于或近似为零的一种运行状态。1.直流电机的磁路：空载时电机气隙磁密分布情况3.空载磁化曲线1.3.3直流电机的负载磁场及电枢反应1.电枢磁动势直流电机负载运行时，电枢绕组中有电流流过，电枢电流也产生磁动势，称为电枢磁动势。2.电枢反应电枢磁动势的出现，必然会影响空载时只有励磁磁动势单独作用的磁场，改变气隙磁密分布情况及每极磁通量的大小，这种现象称为电枢反应。当直流电机负载运行时，电机内的磁场由主磁极磁场和电枢磁场合成。由于主磁极磁场和电枢磁场两者垂直，由它们合成的磁场轴线必然不在主磁极中心线上，而发生了磁场扭歪，气隙磁密过零点偏离了几何中心线，即电枢反应使主磁极磁场的分布发生了畸变。结论：电机负载运行时，就会有电枢反应，电枢反应的作用如下：(1)使气隙磁场分布发生畸变；(2)呈去磁作用。1.4直流电机的感应电动势和电磁转矩1.4.1电枢绕组的感应电动势电枢绕组的感应电动势是指直流电机正、负电刷之间的感应电动势，也就是电枢绕组每条并联支路里的感应电动势，又称为电枢电动势。计算方法：先求出一根导体在一个极距范围内切割气隙磁密的平均电动势，再乘以一条支路里的总导体数，就得到了电枢电动势。计算公式：1.4.2直流电机的电磁转矩当电枢绕组中有电流流过时，载流导体在气隙磁场中将受到电磁力的作用，电枢全部导体受到的电磁力与电枢半径的乘积称为电磁转矩。计算方法：先求一根导体所受的平均电磁力和产生的平均电磁转矩，再乘以电枢总导体数，即可得到总的电磁转矩。计算公式：例1-4一台直流发电机，极对数，电枢绕组为单叠绕组，电枢总导体数为根，额定转速，每极磁通韦伯。求：(1)此发电机电枢绕组感应电动势；(2)此发电机作为电动机使用，当电枢电流为800安时，能产生多大的电磁转