第七章 直流电机的基本理论 思维导图

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第七章 直流电机的基本理论

• 直流电机工作原理
  • 直流电动机工作原理
    • 原理图
    • 电磁关系
  • 直流发电机工作原理
    • 原理图
    • 电磁关系
• 直流电机的基本结构
  • 主要部件
    • 定子（励磁）
      • • 主磁极
        • 换向磁极
        • 机座
        • 电刷
        • 端盖
    • 转子（电枢）
      • • 电枢铁心
        • 电枢绕组
        • 换向器
        • 转轴与风扇
    • 直流电枢绕组
      • 基本概念
        • 绕组是由若干个线圈组成的，每个线圈有若干匝，有两个引出线，一个首端，一个尾端，有两个圈边分别嵌放在两个铁心槽内
        • 单层绕组
          • 一个槽内只嵌放一个圈边
        • 双层绕组
          • 一个槽内嵌放着两个分属不同线圈的圈边，一个放在内层，一个放在外层
        • 槽距角 a
          • 相邻两槽中心的电角度
        • 极距
          • 相邻两磁极中心线间的距离（槽数）
        • 线圈节距 y
          • 线圈两圈边之间的距离（槽数）
  • 励磁方式
    • 直流电动机
    • 直流发电机
  • 额定值
    • 额定电压
      • 发电机是指输出电压的额定值
      • 电动机是指输入电压的额定值
    • 额定电流
      • 发电机是指输出电流的额定值
      • 电动机是指输入电流的额定值
    • 额定功率
      • 发电机是指输出电功率的额定值 UN IN
      • 电动机是指输出机械功率的额定值 UN INηN
    • 额定转速
    • 额定励磁电压
    • 额定励磁电流
• 直流电机的电枢反应
  • 电枢磁通势对主极磁场的影响
  • 影响
    • 总磁场被扭曲
      • 几何中心线和物理中心线分开，电刷位置处元件电动势不为0，增加换向困难
    • 一半磁极磁通增加，一半磁极磁通减小
      • 磁路不饱和时，每极磁通不变
      • 磁路饱和时，每极磁通减小，电动势和电磁转矩相应减小
• 直流电机的电磁转矩和电动势
  • 电磁转矩
    • 产生
    • 大小
      • • T=FR
    • 方向
      • 由磁通和电枢电流共同决定
    • 性质
      • 发电机
        • 电磁转矩与转速方向相反，为制动转矩
      • 电动机
        • 电磁转矩和转速方向相同，为拖动转矩
  • 电动势
    • 产生
    • 大小
    • 方向
      • 由磁通和转速共同决定
    • 性质
      • 发电机为电源电动势，电动机为反电动势
• 直流电动机的运行分析
  • 他励电动机
    • 电压平衡方程式
      • • 稳态电枢电流大小取决于负载大小
    • 转速
      • 励磁电流断电后果
    • 转向
      • 取决于电磁转矩的方向
  • 并励电动机
    • 练习
  • 串励电动机
    • 电路图
    • 电压
    • 电流
    • 转矩
    • 转速
    • 应用
  • 复励电动机
    • 电路图
      • • 可分为积复励、差复励
    • 机械特性
      • 有较大的启动转矩
      • 可以空载运行
• 直流电动机的功率和转矩
  • 直流电动机功率
    • 功率平衡方程式
    • 转矩平衡方程式
    • 练习
• 直流发电机的运行分析
  • 他励发电机
    • 电路图
    • 空载运行
      • 励磁电路
      • 电枢电路
      • 空载特性
    • 负载运行
      • 输出电压
        • U = Ua
      • 输出电流
        • I = Ia
      • 电压平衡方程式
      • 电压调整率
      • 调整特性（了解）
      • 练习
  • 并励发电机
    • 连接图
    • 自励条件
      • 主磁极必须有剩磁
      • 励磁电流产生磁通必须与剩磁同方向
    • 运行分析
      • 连接图
      • 回路方程
      • 外特性
        • • • 负载增加时、U下降较快电压转换率约为20%
      • 练习
        • • • 空载时并励发电机的电枢电流就是励磁电流
  • 串励发电机
    • 连接图
    • 基本关系
    • 外特性
      • 空载时
      • 负载时
  • 复励发电机
    • 连接图
    • 根据两个励磁绕组磁通势方向是否相同
      • 积复励
        • 平复励
          • 当电流为额定值时额定电压与空载电压相等
        • 过复励
          • 当电流为额定值时额定电压大于空载电压
        • 欠复励
          • 当电流为额定值时额定电压小于空载电压
      • 差复励
        • 串励绕组磁通势与并励绕组磁通势方向相反，负载增加时输出电压大幅度下降如图所示
• 直流发电机的功率和转矩
  • 直流发电机的功率
    • 输入功率
    • 空载损耗
    • 电磁功率
    • 铜损耗
    • 输出功率
    • 功率流程图
    • 总损耗
    • 效率
  • 直流发电机的转矩
    • 转矩平衡方程
    • 输入转矩
    • 空载转矩
    • 电磁转矩
  • 练习
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