一 、直流電機的用途

　　 直流電動機的優點：

　　1 調速范圍廣，易于平滑調節

　　2 過載、啟動、制動轉矩大

　　3 易于控制，可靠性高

　　4 調速時的能量損耗較小

　　 缺點：換向困難，維修比較麻煩，制造成本高（與相同功率的交流異步電機比較。

　　

　　 應用：機床方面的應用：龍門刨床、導軌磨床、龍門銑床等設備的工作驅動電機，導軌磨床、鏜床、銑床等設備的主軸電機；

　　 軋鋼機、電車、電氣鐵道牽引、造紙、紡織拖動；

　　 直流發電機：用作電解、電鍍、電冶煉、充電、交流發電機勵磁等的直流電源。

　　二、直流電機的工作原理

　　 原理：任何電機的工作原理都是建立在電磁感應和電磁力這個基礎上。

　　1、直流電機的工作原理

　　工作原理：導體在磁場中運動時，導體中會感應出電勢e； e=B×l×v；

　　B：磁密

　　L：導體長度；

　　V：導體與磁場的相對速度。

　　 正方向：用右手定則判斷。電勢e正方向表示電位升高的方向，與U相反。如果同一元件上e和U正方向相同時，e= -U。

　　

　　

理解：電磁感應原理的變形（變化的磁通產生感應電動勢）

　　3、直流電動機的工作原理圖。

　�。�1）構成：

　　 磁場：圖中 N和 S是一對靜止的磁極，用以產生磁場，其磁感應強度沿圓周為正弦分布。

　　 勵磁繞組——容量較小的發電機是用永久磁鐵做磁極的。容量較大的發電機的磁場是由直流電流通過繞在磁極鐵心上的繞組產生的。用來形成N極和S極的繞組稱為勵磁繞組，勵磁繞組中的電流稱為勵磁電流If。

　　 電樞繞組：在N極和 S極之間，有一個能繞軸旋轉的圓柱形鐵心，其上緊繞著一個線圈稱為電樞繞組(圖中只畫出一匝線圈)，電樞繞組中的電流稱為電樞電流Ia。

　　 換向器：電樞繞組兩端分別接在兩個相互絕緣而和繞組同軸旋轉的半圓形銅片——換向片上，組成一個換向器。換向器上壓著固定不動的炭質電刷。

　　 電樞：鐵心、電樞繞組和換向器所組成的旋轉部分稱為電樞。

　　

　　 電動機向負載輸出機械功率的同時，卻向電動機輸入電功率，電動機起著將電能轉換為機械能的作用。

　　 能量轉換：

　　 電能->電磁轉矩->負載（機械能）

　　3、電機的結構要求：

　　1 電磁要求: 產生磁場，感應出電動勢，通過電流，產生電磁轉矩

　　2 機械要求：傳遞轉矩，保持堅固穩定，冷卻的要求，檢修，運行可靠。

　　

　　一)定子

　　 定子的作用是產生磁場和作為電機機械支撐。它由主磁極、換向磁極、電刷、機座、端蓋和軸承等組成

　　二)轉子

　　 轉子又稱電樞，是電機的旋轉部分。它由電樞鐵心、繞組、換向器等組成。

　　三)銘牌和額定值

　　 為了使電機安全而有效地運行，制造廠對電機的工作條件都加以技術規定。按照規定的工作條件進行運行的狀態叫做額定工作狀態。電機在額定工作時的各種技術數據叫做額定值，一般加下標 e表示。這些額定值都列在電機的銘牌上，使用電機前，應熟悉銘牌。使用中的實際值，一般不應超過銘牌所規定的額定值。

　　(一)型號：它表示電機的類別。例如：Z2--12

　　Z：直流；2：設計序號；1：鐵心長度；2：機座號

　　(二)額定電流Ie：指電源輸入到電動機的允許電流。

　　(三)額定電壓Ue：指輸入到電動機上的允許電壓。

　　(四)額定轉速ne： 這是指電機在額定工作狀態時，應達到的轉速。

　　(五)額定功率(額定容量) Pe：指在額定電壓、額定電流和額定轉速下，電動機軸上輸出的機械功率Pe=Ue×Ie×ηe

　　(六)額定效率ηe：額定功率與輸入功率之比，稱為電機的額定效率，即ηe=（額定功率/輸入功率）×100 %

　　直流電機的勵磁方式

　　 按勵磁方式不同，電機可分為

　　（一）他勵直流電機 電樞和勵磁繞組由兩個獨立的直流電源供電。

　�。ǘ┎钪绷麟姍C 電樞和勵磁繞組并聯后由一個獨立的直流電源供電。

　�。ㄈ┐畡钪绷麟姍C 電樞和勵磁繞組串聯后由一個獨立的直流電源

　　供電

　　（四）復勵直流電機 復勵電機有兩個繞組，一個并勵繞組，一個串勵繞組，并勵繞組和電樞并聯，和串勵繞組串聯后由一個獨立的直流電源供電。

　　

　　

直流電機調速特性

　　一)直流電機的轉速公式：

　　

：電機磁通量，與勵磁電流有關；

：電樞回路電阻；

：電機的扭矩；

：電樞電壓；

　　問題：直流電機調速的方式有幾種？

　　二)直流電機的機械特性

　　

　　

　　 目前我們使用的直流調速器主要通過上述哪些方式進行調速？

　　 你所知道的哪些設備是采用這種方式進行啟動的？為什么要采用這種啟動方式？有什么好處？

　　

　　三)他勵直流電機的能耗制動：

　　

　　直流調速器基本原理功能

　　一、直流電機調速器的工作原理

　　 4Q系列三相交流電源電樞回路控制框圖：

　　

　　 通過對大功率晶閘管的導通角的控制，將交流電整流為所需的直流電，提供給直流電動機使用；上圖為三相全橋整流，4Q(4象限運行)動力部分基本原理圖；可實現回饋制動功能；

　　 單相交流電源供電原理與上圖基本相同，上圖中減少一對晶閘管即可；（單相供電主要應用于小功率驅動器）

　　 1Q系列三相交流電源電樞回路控制框圖：

　　

　　 上圖為三相全橋整流，1Q(1)象限運行)動力部分基本原理圖；（與4Q相比較,j減少使用6只晶閘管）；沒有回饋制動功能；

　　

　　 勵磁回路控制原理圖，通過控制兩只晶閘管的導通角，可以控制輸出的直流電壓；

　　 直流調速器從控制核心的角度分為：模擬控制和數字控制；

　　 模擬式直流調速器的特點：電路簡單，價格較為便宜，性價比較好，但參數可調整的較少，調整參數不直觀，更多的憑經驗辦事，且無法直觀了解調速器的運行狀態；

　　 數字式直流調速器的特點：功能強大，價格較同規格的模擬式產品貴，參數調整較為方便、故障診斷功能強大；調速穩定性好，不會因為時間長而發生信號漂移的問題；

　　 直流調速器主要以調節上述兩個指標為整個控制目標，（在選型時可根據需要選擇是否帶勵磁控制功能；）

　　調速的基本原則：

　　A、在額定轉速下，以調節電樞電壓的目標；（在該速度段，電機可輸出最大的扭矩）

　　B、 當直流電動機需要運行在高于額定轉速情況時，設置電樞電壓上升到設定的最大值后，通過減少勵磁電流來達到提高轉速的目的；（在該速度段，電機的最大輸出扭矩隨轉速的提升而下降）