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直流电动机的结构与工作原理 授课日期教师姓名***教师姓名张玉梅学时2学时(80分钟)培训班第期培训班性质电工取证授课地点教学科目电机拖动项目名称直流电动机的结构与工作原理课型综合知识目标通过教学使学员理解和掌握直流电动机的绕组连接和工作原理能力目标使学员在工作中能够熟练、规范、安全地操作德育目标培养学员严谨的工作作风,从而提高工作效率,为安全生产提供保障教学重点直流电动机的工作原理教学难点直流电动机的绕组结构与器件作用操作提高点能通过观察、测量等方法认识绕组连接方式教学方式讲授探究体验式、启发式、试验活动等方式教学手段多媒体MicrosoftPowerPoint直流电机的主要结构教学过程通过学员的活动和讨论,激发学员对新知识的渴望__教学引导学员思考三相交流电动机绕组连接方法和测量课前活动学员活动用万用表测一些给定的交流电动机学员讨论请你初步认识一下交流电动机绕组的连接方法导入新课揭示课题新授内容引言直流电机作用三相电机应具有三相对称绕组,且在空间上应均匀分布且互差120°电角度;并且相邻磁极下的导体的感应电动势方向相反交流电机的绕组的排列直流电动机的结构与工作原理【教师活动】
1、直流电动机的结构定子主磁极产生恒定的气隙磁通,由铁心和励磁绕组构成换向磁极改善换向电刷装置与换向片配合完成直流与交流的互换机座和端盖起支撑和固定作用转子电枢铁心主磁路的一部分,放置电枢绕组电枢绕组由带绝缘的导线绕制而成,是电路部分换向器与电刷装置配合完成直流与交流的互换转轴轴承原理图为直流发电机的物理模型,N、S为定子磁极,abcd是固定在可旋转导磁圆柱体上的线圈,线圈连同导磁圆柱体称为电机的转子或电枢线圈的首末端a、d连接到两个相互绝缘并可随线圈一同旋转的换向片上转子线圈与外电路的连接是通过放置在换向片上固定不动的电刷进行的当原动机驱动电机转子逆时针旋转时同,线圈abcd将感应电动势如右图,导体ab在N极下,a点高电位,b点低电位;导体cd在S极下,c点高电位,d点低电位;电刷A极性为正,电刷B极性为负教学设计学员自然进入课程状态使学员明确本次课的教学目的和要求增加学员学习的兴趣和热情,丰富课堂教学的效果教学重点教学难点实际操作巩固练习
2、【电脑投影分析基本原理】引导学员3【学员活动学员通过观察了解绕组】4【教师活动】两个串联元件放在同极磁极下,空间位置相距约两个极距;沿圆周向一个方向绕一周后,其末尾所边的换向片落在与起始的换向片相邻的位置【电脑投影外观__】请大家结合实物观察并说明单波绕组的特点1)同极下各元件串联起来组成一条支路,支路对数为1,与磁极对数无关;2)当元件的几何形状对称时,电刷在换向器表面上的位置对准主磁极中心线,支路电动势最大5【教师活动电脑投影原理图】给予一定的指导6【学员探究活动讨论绕组连接与原理】7【教师指导活动说明U相工作】教师演示8【教师提问
1、如何能绘制出其他两相展开图?
2、如何保证磁极正确】9【学员分组研究讨论去获得答案】10实际应用【教师设计题目给你提供万用表、单层链式绕组、摇表,如何检测运行电机的参数是否符合测量结果?】我们一起来练练手吧!【学员体验式活动】现场操作交流电动机绕组测量、观察【教师预见操作中可能出现的问题,并用电脑展示】11【学生快乐互动活动】【多媒体展示按顺序轻松连线吧!】可以给学员提供一些网址,供学员自己学习时,以便自学提高分组讨论可以帮助学员更好地掌握电桥的使用方法,同时拓宽知识点在深层次的挖掘要求学员在教师的指导下,自主探究(20分)设计构思让学员在轻松而愉快的课堂气氛中结束本节课的学习课堂小结我们这堂课除了对所学过的知识复习以外,更重要的是学习了三相交流电动机绕组连接方法和测量,提高了一定的技能操作水平课外作业
1、已知一台直流电机,Z=24,2p=2,试画出三相单层同心式绕组展开图
2、写出技能操作题目规范的操作步骤直流电动机绕组参数测量及评价课后反思课后加以总结后再填写编定日期年月日教师签字***教研组长签字***审定日期年月日教务主任签字***附表直流电动机绕组测量及评价评分表学生姓名班级课程名称小组成员带队教师实训日期序号考核内容评分标准自评互评教师评分综合得分方案设计方案设计思路2实施步骤策划自己填1课前准备安全意识及提前的劳动保护方案设计缺乏安全意识没有按要求穿戴劳动保护3.没有方案设计2测量空载电流用钳型表测量电动机每相空载电流
201.带电测量未注意安全扣5分
2.档位选择错误扣2分
3.带电换档扣5分
4.测量时钳型表使用不规范每一处扣1分
5.测量数据错误扣5分2测量电源电压万用表测量电源电压51.带电测量未注意安全扣1分2.档位选择错误扣2分
3.测量错误2分3检测前的准备
1、将电动机断电、验电、放电
2、拆除电源线、拆除连接片10未断电本项不得分未验电扣2分未放电扣2分未拆除电源线引线扣2分未拆除电机连接片扣4分4测量绝缘电阻测量电动机相对地、相间绝缘电阻20兆欧表选择错误扣2分未开路或短路校验兆欧表每一处扣1分,不能判断兆欧表好坏扣2分接线错误扣2分测量时表使用不规范每一处扣1分少测量一项扣3分5测量直流电阻万用表粗测电动机绕组直流电阻单臂电桥测电动机绕组直流电阻25未粗测量绕组电阻值扣2分未按单臂电桥正确使用方法操作每错误一处扣2分损坏单臂电桥指针扣3分少测量一相扣5分测量数据错误扣5分未记录测量数据本项不得分6综合素质坚韧和能吃苦的品质2独到见解和创新精神3.团队合作与沟通能力坚韧和能吃苦的品质独到见解和创新精神不能团队合作与沟通能力安全文明生产1养成良好的生产习惯2营造良好的学习气氛1未按要求填写操作记录扣5分2未清理现场离开扣5分3工具摆放杂乱扣5分4安全责任心不足扣5分合计直流电动机的结构与工作原理 授课日期教师姓名***教师姓名张玉梅学时2学时(80分钟)培训班第期培训班性质电工取证授课地点教学科目电机拖动项目名称直流电动机的结构与工作原理课型综合知识目标通过教学使学员理解和掌握直流电动机的绕组连接和工作原理能力目标使学员在工作中能够熟练、规范、安全地操作德育目标培养学员严谨的工作作风,从而提高工作效率,为安全生产提供保障教学重点直流电动机的工作原理教学难点直流电动机的绕组结构与器件作用操作提高点能通过观察、测量等方法认识绕组连接方式教学方式讲授探究体验式、启发式、试验活动等方式教学手段多媒体MicrosoftPowerPoint直流电机的主要结构教学过程通过学员的活动和讨论,激发学员对新知识的渴望__教学引导学员思考三相交流电动机绕组连接方法和测量课前活动学员活动用万用表测一些给定的交流电动机学员讨论请你初步认识一下交流电动机绕组的连接方法导入新课揭示课题新授内容引言直流电机作用三相电机应具有三相对称绕组,且在空间上应均匀分布且互差120°电角度;并且相邻磁极下的导体的感应电动势方向相反交流电机的绕组的排列直流电动机的结构与工作原理【教师活动】
1、直流电动机的结构定子主磁极产生恒定的气隙磁通,由铁心和励磁绕组构成换向磁极改善换向电刷装置与换向片配合完成直流与交流的互换机座和端盖起支撑和固定作用转子电枢铁心主磁路的一部分,放置电枢绕组电枢绕组由带绝缘的导线绕制而成,是电路部分换向器与电刷装置配合完成直流与交流的互换转轴轴承原理图为直流发电机的物理模型,N、S为定子磁极,abcd是固定在可旋转导磁圆柱体上的线圈,线圈连同导磁圆柱体称为电机的转子或电枢线圈的首末端a、d连接到两个相互绝缘并可随线圈一同旋转的换向片上转子线圈与外电路的连接是通过放置在换向片上固定不动的电刷进行的当原动机驱动电机转子逆时针旋转时同,线圈abcd将感应电动势如右图,导体ab在N极下,a点高电位,b点低电位;导体cd在S极下,c点高电位,d点低电位;电刷A极性为正,电刷B极性为负教学设计学员自然进入课程状态使学员明确本次课的教学目的和要求增加学员学习的兴趣和热情,丰富课堂教学的效果教学重点教学难点实际操作巩固练习
2、【电脑投影分析基本原理】引导学员3【学员活动学员通过观察了解绕组】4【教师活动】两个串联元件放在同极磁极下,空间位置相距约两个极距;沿圆周向一个方向绕一周后,其末尾所边的换向片落在与起始的换向片相邻的位置【电脑投影外观__】请大家结合实物观察并说明单波绕组的特点1)同极下各元件串联起来组成一条支路,支路对数为1,与磁极对数无关;2)当元件的几何形状对称时,电刷在换向器表面上的位置对准主磁极中心线,支路电动势最大5【教师活动电脑投影原理图】给予一定的指导6【学员探究活动讨论绕组连接与原理】7【教师指导活动说明U相工作】教师演示8【教师提问
1、如何能绘制出其他两相展开图?
2、如何保证磁极正确】9【学员分组研究讨论去获得答案】10实际应用【教师设计题目给你提供万用表、单层链式绕组、摇表,如何检测运行电机的参数是否符合测量结果?】我们一起来练练手吧!【学员体验式活动】现场操作交流电动机绕组测量、观察【教师预见操作中可能出现的问题,并用电脑展示】11【学生快乐互动活动】【多媒体展示按顺序轻松连线吧!】可以给学员提供一些网址,供学员自己学习时,以便自学提高分组讨论可以帮助学员更好地掌握电桥的使用方法,同时拓宽知识点在深层次的挖掘要求学员在教师的指导下,自主探究(20分)设计构思让学员在轻松而愉快的课堂气氛中结束本节课的学习课堂小结我们这堂课除了对所学过的知识复习以外,更重要的是学习了三相交流电动机绕组连接方法和测量,提高了一定的技能操作水平课外作业
1、已知一台直流电机,Z=24,2p=2,试画出三相单层同心式绕组展开图
2、写出技能操作题目规范的操作步骤直流电动机绕组参数测量及评价课后反思课后加以总结后再填写编定日期年月日教师签字***教研组长签字***审定日期年月日教务主任签字***附表直流电动机绕组测量及评价评分表学生姓名班级课程名称小组成员带队教师实训日期序号考核内容评分标准自评互评教师评分综合得分方案设计方案设计思路2实施步骤策划自己填1课前准备安全意识及提前的劳动保护方案设计缺乏安全意识没有按要求穿戴劳动保护3.没有方案设计2测量空载电流用钳型表测量电动机每相空载电流
201.带电测量未注意安全扣5分
2.档位选择错误扣2分
3.带电换档扣5分
4.测量时钳型表使用不规范每一处扣1分
5.测量数据错误扣5分2测量电源电压万用表测量电源电压51.带电测量未注意安全扣1分2.档位选择错误扣2分
3.测量错误2分3检测前的准备
1、将电动机断电、验电、放电
2、拆除电源线、拆除连接片10未断电本项不得分未验电扣2分未放电扣2分未拆除电源线引线扣2分未拆除电机连接片扣4分4测量绝缘电阻测量电动机相对地、相间绝缘电阻20兆欧表选择错误扣2分未开路或短路校验兆欧表每一处扣1分,不能判断兆欧表好坏扣2分接线错误扣2分测量时表使用不规范每一处扣1分少测量一项扣3分5测量直流电阻万用表粗测电动机绕组直流电阻单臂电桥测电动机绕组直流电阻25未粗测量绕组电阻值扣2分未按单臂电桥正确使用方法操作每错误一处扣2分损坏单臂电桥指针扣3分少测量一相扣5分测量数据错误扣5分未记录测量数据本项不得分6综合素质坚韧和能吃苦的品质2独到见解和创新精神3.团队合作与沟通能力坚韧和能吃苦的品质独到见解和创新精神不能团队合作与沟通能力安全文明生产1养成良好的生产习惯2营造良好的学习气氛1未按要求填写操作记录扣5分2未清理现场离开扣5分3工具摆放杂乱扣5分4安全责任心不足扣5分合计如何调节电动机的转速众所周知,电动机有两大类,一类是直流电动机另一类是交流电动机交流电动机中用得最多的是异步电动机(感应电动机),转别是鼠笼式异步电动机两类电动机有不同的调速方法
一、直流电动机调速直流电动机是指将直流电送到直流电动机,把直流电动机的电能转换成机械能这里首先要介绍如何将市电的交流电转换成需要的直流电____以前采用的是发电机--电动机系统(F-D),这种方法只有在电动机由专用的发电机供电时才有可能另一种是可控硅--电动机系统(SCR-D)两种系统的原理示意图如下[__在新窗口查看原始__]直流电动机的调速还比较方便,可以通过调节电枢供电电压,电枢中串联电阻,激磁回路串联电阻来实现可见直流电动机调速有三种方法,而且调节电枢供电电压的方法容易实现平滑、无级、宽范围、低损耗的要求尽管直流电动机调速就其性能而言,可以相当满意,但因其结构夏杂,惯量大,维护麻烦,不适宜在恶劣环境中运行,不易实现大容量化、高压化、高速化,而且__昂贵
二、交流电动机调速交流电动机刚好相反电动机结构简单、惯量小、维护方便,可在恶劣环境中运行,容易实现大容量化,高压化、高速化,而且__低廉从节能的角度看,交流电动机的调速装置可以分为高效调速装置和低效调速装置两大类高效调速装置的特点是调速时基本保持额定转差,不增加转差损耗,或可以将转差动率回馈至电网低效调速装置的特点是调速时改变转差,增加转差损耗
(一)具体的交流调速装置有高效调速方法包括改变极对数调速——鼠笼式电机变频调速——鼠笼式电机串级调速——绕线式电机换向器电机调速——同步电机低效调速方法包括定子调压调速——鼠笼式电机电磁滑差离合器调速——鼠笼式电机转子串电阻调速——绕线式电机
(二)各种调速装置的特点
(1)改变极对数调速优点
①无附加转差损耗,效率高;
②控制电路简单,易维修,__低;
③与定子调压或电磁转差离合器配合可得到效率较高的平滑调速缺点有级调速,不能实现无级平滑的调速且由于受到电机结构和制造工艺的限制,通常只能实现2~3种极对数的有级调速,调速范围相当有限
(2)变频调速优点
①无附加转差损耗,效率高,调速范围宽;
②对于低负载运行时间较长,或起、停较频繁的场合,可以达到节电和保护电机的目的缺点技术较复杂,__较高
(3)换向器电机调速优点
①具有交流同步电动机结构简单和直流电动机良好的调速性能;
②低速时用电源电压、高速时用电机反电势自然换流,运行可靠;
③无附加转差损耗,效率高,适用于高速大容量同步电动机的启动和调速缺点过载能力较低,原有电机的容量不能充分发挥
(4)串级调速优点
①可以将调速过程中产生的转差能量加以回馈利用效率高;
②装置容量与调速范围成正比,适用于70%~95%的调速缺点功率因素较低,有谐波干扰,正常运行时无制动转矩,适用于单象限运行的负载
(5)定子调压调速优点
①线路简单,装置体积小,__便宜;
②使用、维修方便缺点
①调速过程中增加转差损耗,此损耗使转子发热,效率较低;
②调速范围比较小;
③要求采用高转差电机,比如特殊设计的力矩电机,所以特性较软,一段适用于55kW以下的异步电动机
(6)电磁转差离合器调速优点
①结构简单,控制装置容量小,价值便宜
②运行可靠,维修容易
③无谐波干扰缺点
①速度损失大,因为电磁转差离合器本身转差较大,所以输出轴的最高转速仅为电机同步转速的80%~90%;
②调速过程中转差功率全部转化成热能形式的损耗,效率低
(7)转子串电阻调速优点
①技术要求较低,易于掌握;
②设备费用低;
③无电磁谐波干扰缺点
①串铸铁电阻只能进行有级调速若用液体电阻进行无级调速,则维护、保养要求较高;
②调速过程中附加的转差功率全部转化为所串电阻发热形式的损耗,效率低
③调速范围不大综上所述,交流电动机最理想的调速方法应该是改变电动机供电电源的频率,这就是变频调速随着电力电子技术的飞速发展,变频调速的性能指标完全可以达到甚至超过直流电动机调速系统第1章直流电机1.直流电机的结构静止部分(定子);转动部分(转子或电枢)定子部分
1.主磁极(产生气隙磁场,由主磁极铁心和励磁绕组组成)
2.换向极(由铁心和绕组组成,其铁心由整块钢板__而成)
3.电刷装置(由电刷,刷杆,刷杆座等组成)
4.机座(由铸铁,铸钢,或钢板焊接而成,作用有三1作为磁轭传导磁通,是电机磁路的一部分,2用来固定主磁极,换向极和端盖等部件,3借助机座的底脚把电机固定在基础上,所以机座必须具有足够的机械强度和良好的导磁性能)
5.端盖
6.轴承等转子部分
1.电枢铁心(由硅钢片叠压而成,电枢作用有二
1.作为电机主磁路的一部分,传导磁通;
2.作为嵌放电枢绕组的骨架)
2.电枢绕组(产生感应电动势和电磁转矩,使电机实现机电能量的转换)这种线圈通常用__度漆包线包圆铜线或扁铜线绕制而成,放置于电枢铁心槽中用槽契封口,防止运转时飞出
3.换向器(作用是将电刷两端的直流电流转换为绕组内的交流电流,在发电机中,它的作用是将绕组内绕组内的交流电压转换为电刷两端的直流电压,换向器由许多个相互绝缘的换向片组成,换向片之间由
0.4~
1.2mm厚德云母片绝缘)换向器是直流电机最重要的部件之一,也是最重要的之一,也是最薄弱的环节,其工作状态正常与否基本决定了直流电机运行的可靠性
4.风扇,转轴和支架风扇为自冷式电机中冷却气流的主要来源,可防止电机温升过高转轴是电枢的主要支撑件,应有足够的强度,刚度及疲劳期,支架是大中型电机电枢的支撑件,有利于通风和减轻重量二.直流电机的磁场
1.直流电机的励磁方式主磁极励磁绕组的供电方式(四种
(1)他励直流电机励磁绕组由其他直流电源供电,与电枢绕组之间没有关系,直流电机采用永久磁铁产生磁场,称为永磁性电机
(2)并励直流电机励磁绕组与电枢绕组并联3串励直流电机励磁绕组与电枢绕组串联,励磁回路的励磁电流等于电枢回路的电枢电流,所以绕组的导线粗而匝数较少
(4)复励直流电机主磁极有两套励磁绕组,一套与电枢绕组并联,另一套与电枢绕组串联三.直流电机的的公式
1.直流电机的电枢电动势Ea=__Φn__—电动势常数Φ—磁通直流电机的感应电动势与每极磁通成正比,与转子转速成反比
2.电动势平衡方程式U=Ea+IaRa(Ea的方向与电枢电流Ia的方向相反)
3.转矩平衡方程式T=TL+T0T—电磁转矩TL—负载转矩T0—空载阻转矩稳定运行时,电机轴上的输出转矩T2与负载转矩TL相平衡,即TL=T0,即T=T2+T0四.直流电机的工作特性他励
(1)转速特性把Ea=__Φn代入电动势平衡方程式U=Ea+IaRa中,可得N=U/__Φ-Ra/__ΦIa(他励电机的转速公式),若忽略电枢反应的去磁作用,则Φ与Ia无关,是一个常数,上式可写为直线方程式n=n0-bIa,式中n0—理想空载转速,b—直线斜率由上式可得结论转速特性曲线n=f(Ia)是一条向下倾斜的直线,即电动机转速随着电枢电流Ia的增大二而降低但实际上直流电机的磁路总是设计的比较饱和,当电动机的输出功率P2增加,电枢电流Ia相应增加时,电枢反应的去磁作用又会使转速升高,电动机结构上采取了一些措施,使他励电动机具有略为下降的转速特性
(2)效率特性效率特性是指U=UN,I=IfN,Y=f(Ia)的关系曲线电动机的效率是指输出功率P2与输入功率P1之比的百分值,他励直流电动机的效率为Y=P1/P2X100%结论当可变损耗等于不变损耗时,电动机的效率最高,当Ia再进一步增加时,可变损耗在总损耗中的比例增加,效率Y反而略有下降,这一结论具有普遍意义,对其它电动机也同样适用最高效率一般出现在输出功率为3/4额定功率左右在额定功率时,一般中,小型电动机的效率在75%~85%之间,大型电动机的效率在85%~94%之间串励
(1)转速特性串励直流电动的特点是励磁绕组与电枢绕组串联根据特性可得串励直流电动机的电动势平衡方程式为U=Ea+Ia(Ra+Rf,把Ea=__Φn代入上式中,可得串励电动机的转速公式为n=U-IaRa+Rf/__Φ=U-IaRa’/__Φ(Ra’=Ra+Rf)由于电动机的励磁电流等于电枢电流,当输出功率增大时,电枢回路的总电阻压降IaRa’由于电动机的励磁电流等于电枢电流,当输出功率增大时,电枢电枢电流也增大,一方面使电枢回路的总电阻压降IaRa’增大,另一方面使磁通Φ也增大从转速公式看,这两方面的作用都将使转速降低,因此转速随电枢电流Ia的增大而迅速降低,这是串励电动机的特点之一,理论上,电动机的转速趋于无穷大,这可使转子遭到破坏,即“飞车”,甚至造__身事故,,因此串励电动机不允许空载启动或空载运行
(2)转矩特性由于T=CTΦIa,当Ia较小时,磁路未饱和,磁通Φ正比于励磁电流即电枢电流Ia,因此电磁转矩T正比于Iaˆ2,此时电磁转矩随着Ia的增加而迅速上升,故T=fIa是一条抛物线,随着Ia的继续增加,磁路逐渐饱和,此时转矩特性比抛物线上升得慢综上所述电动机的转速越低,电磁转矩越大,因此串励电动机具有较大的启动转矩,当负载转矩增大时,为了产生更大的电磁转矩来平衡负载转矩,电动机的转速会自动降低,从而使功率变化不大,电动机也不至于因负载转矩增大而过载太多,因此串励电动机常用于拖动电力机车等重负载五.直流电机的换向
1.定义直流电机工作时,旋转的电枢绕组元件由某一路经过电刷进入另一支路时,该元件中的电流方向就会发生改变,这种电流方向的改变过程称为换向
2.改善换向的方法
(1)选用合适的电刷
(2)装设换向极在换向元件处
(3)装设补偿绕组直流电机直流电机的结构静止部分(定子);转动部分(转子或电枢)定子部分
1.主磁极(产生气隙磁场,由主磁极铁心和励磁绕组组成)
2.换向极(由铁心和绕组组成,其铁心由整块钢板__而成)
3.电刷装置(由电刷,刷杆,刷杆座等组成)
4.机座(由铸铁,铸钢,或钢板焊接而成,作用有三1作为磁轭传导磁通,是电机磁路的一部分,2用来固定主磁极,换向极和端盖等部件,3借助机座的底脚把电机固定在基础上,所以机座必须具有足够的机械强度和良好的导磁性能)
5.端盖
6.轴承等转子部分
1.电枢铁心(由硅钢片叠压而成,电枢作用有二
1.作为电机主磁路的一部分,传导磁通;
2.作为嵌放电枢绕组的骨架)
2.电枢绕组(产生感应电动势和电磁转矩,使电机实现机电能量的转换)这种线圈通常用__度漆包线包圆铜线或扁铜线绕制而成,放置于电枢铁心槽中用槽契封口,防止运转时飞出
3.换向器(作用是将电刷两端的直流电流转换为绕组内的交流电流,在发电机中,它的作用是将绕组内绕组内的交流电压转换为电刷两端的直流电压,换向器由许多个相互绝缘的换向片组成,换向片之间由
0.4~
1.2mm厚德云母片绝缘)换向器是直流电机最重要的部件之一,也是最重要的之一,也是最薄弱的环节,其工作状态正常与否基本决定了直流电机运行的可靠性
4.风扇,转轴和支架风扇为自冷式电机中冷却气流的主要来源,可防止电机温升过高转轴是电枢的主要支撑件,应有足够的强度,刚度及疲劳期,支架是大中型电机电枢的支撑件,有利于通风和减轻重量二.直流电机的磁场
1.直流电机的励磁方式主磁极励磁绕组的供电方式(四种
(1)他励直流电机励磁绕组由其他直流电源供电,与电枢绕组之间没有关系,直流电机采用永久磁铁产生磁场,称为永磁性电机
(2)并励直流电机励磁绕组与电枢绕组并联3串励直流电机励磁绕组与电枢绕组串联,励磁回路的励磁电流等于电枢回路的电枢电流,所以绕组的导线粗而匝数较少
(4)复励直流电机主磁极有两套励磁绕组,一套与电枢绕组并联,另一套与电枢绕组串联三.直流电机的的公式
1.直流电机的电枢电动势Ea=__Φn__—电动势常数Φ—磁通直流电机的感应电动势与每极磁通成正比,与转子转速成反比
2.电动势平衡方程式U=Ea+IaRa(Ea的方向与电枢电流Ia的方向相反)
3.转矩平衡方程式T=TL+T0T—电磁转矩TL—负载转矩T0—空载阻转矩稳定运行时,电机轴上的输出转矩T2与负载转矩TL相平衡,即TL=T0,即T=T2+T0四.直流电机的工作特性他励
(1)转速特性把Ea=__Φn代入电动势平衡方程式U=Ea+IaRa中,可得N=U/__Φ-Ra/__ΦIa(他励电机的转速公式),若忽略电枢反应的去磁作用,则Φ与Ia无关,是一个常数,上式可写为直线方程式n=n0-bIa,式中n0—理想空载转速,b—直线斜率由上式可得结论转速特性曲线n=f(Ia)是一条向下倾斜的直线,即电动机转速随着电枢电流Ia的增大二而降低但实际上直流电机的磁路总是设计的比较饱和,当电动机的输出功率P2增加,电枢电流Ia相应增加时,电枢反应的去磁作用又会使转速升高,电动机结构上采取了一些措施,使他励电动机具有略为下降的转速特性
(2)效率特性效率特性是指U=UN,I=IfN,Y=f(Ia)的关系曲线电动机的效率是指输出功率P2与输入功率P1之比的百分值,他励直流电动机的效率为Y=P1/P2X100%结论当可变损耗等于不变损耗时,电动机的效率最高,当Ia再进一步增加时,可变损耗在总损耗中的比例增加,效率Y反而略有下降,这一结论具有普遍意义,对其它电动机也同样适用最高效率一般出现在输出功率为3/4额定功率左右在额定功率时,一般中,小型电动机的效率在75%~85%之间,大型电动机的效率在85%~94%之间串励转速特性串励直流电动的特点是励磁绕组与电枢绕组串联根据特性可得串励直流电动机的电动势平衡方程式为U=Ea+Ia(Ra+Rf,把Ea=__Φn代入上式中,可得串励电动机的转速公式为n=U-IaRa+Rf/__Φ=U-IaRa’/__Φ(Ra’=Ra+Rf)由于电动机的励磁电流等于电枢电流,当输出功率增大时,电枢回路的总电阻压降IaRa’由于电动机的励磁电流等于电枢电流,当输出功率增大时,电枢电枢电流也增大,一方面使电枢回路的总电阻压降IaRa’增大,另一方面使磁通Φ也增大从转速公式看,这两方面的作用都将使转速降低,因此转速随电枢电流Ia的增大而迅速降低,这是串励电动机的特点之一,理论上,电动机的转速趋于无穷大,这可使转子遭到破坏,即“飞车”,甚至造__身事故,,因此串励电动机不允许空载启动或空载运行转矩特性由于T=CTΦIa,当Ia较小时,磁路未饱和,磁通Φ正比于励磁电流即电枢电流Ia,因此电磁转矩T正比于Iaˆ2,此时电磁转矩随着Ia的增加而迅速上升,故T=fIa是一条抛物线,随着Ia的继续增加,磁路逐渐饱和,此时转矩特性比抛物线上升得慢综上所述电动机的转速越低,电磁转矩越大,因此串励电动机具有较大的启动转矩,当负载转矩增大时,为了产生更大的电磁转矩来平衡负载转矩,电动机的转速会自动降低,从而使功率变化不大,电动机也不至于因负载转矩增大而过载太多,因此串励电动机常用于拖动电力机车等重负载五.直流电机的换向
1.定义直流电机工作时,旋转的电枢绕组元件由某一路经过电刷进入另一支路时,该元件中的电流方向就会发生改变,这种电流方向的改变过程称为换向
2.改善换向的方法
(1)选用合适的电刷
(2)装设换向极在换向元件处
(3)装设补偿绕组对直流电动机调试的几点总结摘要长兴电厂#
3、#4主油箱直流辅助油泵调试过程中出现重多问题如电机接线错误、直流接触器烧坏、电机不能达到额定转速等文中详细介绍主油箱直流辅助油泵的调试过程以及内容关键词低压厂用直流电动机调试概况长兴电厂__工程__两台300MW燃煤机组,每台机组有五台直流电动机,分别为两台小汽机直流油泵、发电机空侧直流密封油泵、发电机氢侧直流密封油泵、主油箱直流辅助油泵,就地控制箱是由浙江湘湖电器设备厂制造的主油箱直流辅助油泵电机为西安西玛电机厂制造,型号Z2-71,额定功率30kW,额定电压220V,额定电流
158.5A,额定转速3000r/min,积复励励磁方式直流电动机的控制接线图见图1控制方式分为DCS控制、就地控制二种,通过就地控制箱的“远方/就地”按钮SO1的位置来实现二种控制方式的选择当就地控制箱的“远方/就地”按钮SO1在远方位置、开关状态在分闸位置时,DCS满足起动的条件,DCS发出合闸命令,同时DCS巡检保护__、开关状态、以及运行电流是否正常在起动过程中,电枢回路内串入限流电阻R1来限制起动电流,起动完成通过K53直流接触器来切除限流电阻R1图1直流电动机控制回路接线图调试过程直流电动机调试包括二次回路调试和电动机本体调试两部分二次回路的调试检查接线对照接线图检查就地控制箱的实际接线是否正确测量绝缘电阻使用500V兆欧表分别测量控制回路、__回路对地的绝缘电阻,绝缘电阻均不应小于1M二次回路通电试验合上直流配电屏上的电源开关,对就地控制箱送电在就地控制箱上就地进行分、合闸操作,接触器应能正确动作,确认状态显示正确、保护无异常动作然后在DCS上进行远方分、合闸操作,接触器应能正确动作,确认开关反馈状态显示正确、联锁逻辑回路正确,确认__反馈、测量反馈显示正确电动机本体试验检查绕组绝缘电阻采用500V兆欧表测量绕组的冷态绝缘电阻,并励绕组、串励绕组、电枢绕组(实际上已包含换向绕组)对机壳及其相互间的绝缘电阻应分别进行测量当电枢绕组与串励绕组或换向绕组在电机内部串联连接且不易解开时,可对串联回路一起进行测量实测结果不应小于
0.5MΩ检查电机励磁绕组的极性用感应法检查串励绕组和并励绕组的极性见图2,将
1.5V~6V的干电池经开关接在并励绕组F
1、F2上,在串励绕组C
1、C2上接一个指针式直流微安表或毫伏表电池和表计的同极性端接绕组的同极性端若合上开关瞬间指针顺偏,断开开关瞬间指针反偏,则电动机为积复励(F
1、C1同接电源正极或负极);反之,为差复励图2检测串、并励绕组极性接线图为了避免运行时发生不稳定现象,复励电动机通常接成积复励试验时应特别注意的是,电源必须接到并励绕组F
1、F2上,因为并励绕组的匝数多、感应电势高,而串励绕组的匝数少、感应电势低若电源接到串励绕组C
1、C2上,毫伏表接到F
1、F2上,由于感应电势过高而可能损坏毫伏表测量绕组直流电阻使用单臂电桥测量并励励磁绕组的直流电阻,用双臂电桥测量串励励磁绕组和电枢绕组(实际上已包含换向绕组)的直流电阻,测量结果见表1表1#
3、#4机组直流辅助油泵电动机的直流电阻汇总表试验环境温度电枢绕组(Ω)串励绕组(Ω)并励绕组(Ω)#3机直流辅助油泵27℃
0.
49300.
02195.8#4机直流辅助油泵8℃
0.
48730.
01192.8电动机空载转动检查电动机空载转动前确认电流回路无开路现象、端子排无松动现象,确认直流电动机的接线,测量电动机绝缘、动力电缆绝缘试转条件满足后,空载转动2h电动机运行情况正常试转时记录电动机的绝缘、启动电流和空载电流调试中发现的问题直流电动机的接线在试转#3直流辅助油泵时,转速不能达到额定转速,检查发现K53接触器不会动作,限流电阻R1不能切除进一步检查发现设计院图纸电动机接线图与电机厂家提供的电动机接线图不对应,见图3电枢绕组(实际上已包含换向绕组)的端子为B1和B2,并励绕组的端子为E1和E2,串励绕组的端子为D1和D2设计院图纸电动机接线图接线方式是B1和E1相连接后接直流电源正极,B2和D2内部相接,D2接电源负极,E2接电源负极(即一“+”两“—”接线);而电机厂家提供的电机接线图接线方式是D1和E1(或D2和E2)相连接后接直流电源负极,D2和B2(或D1和B2)内部相接,B
1、E2(或B
1、E1)单独分别接直流电源正极(即两“+”一“—”接线)(a)厂家接线图(b)设计院接线图图3厂家接线图和设计院接线图由于现场就地控制箱接线图所提供的电源接线和设计院一致(即一“+”两“—”接线),将电机本体接线更改为设计院图纸电动机接线,K53接触器动作,限流电阻R1切除,电机运行正常直流接触器的问题直流接触器接线的问题在#3机组调试过程中,#3直流辅助油泵电动机运行大约半小时后电机跳闸,发现K52接触器烧坏K52直流接触器动作原理接触器带电后动作,其辅助常闭接点K断开,起动线圈
(1)串入一只线圈
(2)1248电阻,来防止线圈烧毁,见图4(b)现场检查发现电源线接线错误,见图4aK52直流接触器动作后其辅助常闭接点K也断开,但接点K没有起到作用,220DC的电源一直加在线圈
(1)119的起动线圈上,长时间运行接触,其线圈烧毁(a)错误接线(b)正确接线图4直流接触器的接线图直流接触器接点动作不一致的问题在试转#4直流辅助油泵时,转速不能达到额定转速,发现K53接触器没有动作,限流电阻R1没有切除检查发现是由于K52直流接触器的主接点动作不一致导致K53接触器不会动作,更换K52直流接触器问题解决总结长兴电厂__工程为两台300MW燃煤机组直流电动机厂家没有按设计院图纸接线提供电机,只提供厂里现有的电动机,电机接线与设计院图纸接线不匹配,还有设计院控制原理图的设计也不够严谨,造成以上问题通过各方面的协调,问题逐一处理完毕保证了电动机的稳定运行____
[1]2003,3
(9)408-411河南省电力公司编《火电工程调试手册》电气卷1;
[2]GB50170-1992电气装置__工程旋转电机施工及验收规范;
[3]GB50150-1991电气装置__工程电气设备交接试验标准__简介
①洪利宾(2004.3-),男,杭州建德人,技术员,主要从事火电厂厂用电电气二次调试工作PAGE7。