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直流电机工作原理

【摘要】:直流电机的励磁有多种方式,在现代直流调速系统中主要采用他励和永磁方式。图1.1 直流电机工作状态1)发电工作状态。从直流电机工作原理可以看到,直流电机工作于电动状态还是发电状态取决于外部条件,当电枢由外部电源供电时,它工作于电动状态;当电枢由外部动力带动时,它工作于发电状态。

直流电机主要由磁极(定子励磁绕组)、电枢(转子绕组)和换向器组成。直流电机的励磁有多种方式,在现代直流调速系统中主要采用他励和永磁方式。直流电机有发电和电动两种工作状态。

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图1.1 直流电机工作状态

1)发电工作状态。当电机转子由原动力(油机、汽机和风力等)带动旋转时(见图1.1a),转子绕组切割定子磁极的磁力线产生电动势(右手定则),电机工作在发电状态。当转子绕组的一条边从一个磁极转到另一个磁极下时,绕组该条边的电动势方向改变,因此旋转中的电枢绕组产生的电动势是交流的,其频率正比于电机转速。在发电工作状态,换向器将转子的交流电变换为直流电输出,起整流作用。

2)电动工作状态。当电机转子绕组外接直流电源时(见图1.1b),直流电源经换向器在转子绕组中产生电流,绕组电流在定子磁极磁场的作用下产生力(左手定则),作用在转子半径上的力产生转矩(电磁转矩)使转子转动,从而带动与电机轴相连接的机械负载运转,这时电机工作在电动状态。在电动工作状态,换向器将电源的直流电变换为转子需要的交流电,起逆变器的作用。

从直流电机工作原理可以看到,直流电机工作于电动状态还是发电状态取决于外部条件,当电枢由外部电源供电时,它工作于电动状态;当电枢由外部动力带动时,它工作于发电状态。当工作在电动状态的直流电机制动时,由于电枢的惯性,电机不会立刻停止,还会继续旋转,这时电枢绕组切割定子磁场产生电动势,将电动机的惯性储能转变为电能回送到电源,实现回馈发电制动。回馈发电制动是电动机节能运行的重要措施。