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第三節 直流電動機及其控制

直流電動機是將直流電能轉換為機械能的設備。直流電動機優點：具有良好的調速性能和較大的起動轉矩。

但直流電動機的制造工藝復雜，生產成本較高，維護較困難，可靠性較差。

一、直流電動機的工作原理(重點)

直流電動機的工作原理圖

上圖為直流電機的物理模型，N、S是一對固定不變的磁極，用以產生所需要的磁場。abcd是固定在可旋轉鐵質圓柱體上的線圈，線圈和圓柱體分別稱為電樞繞組和電樞鐵心。線圈的首末端a、d連接到兩個相互絕緣并可隨線圈一同旋轉的換向片上。轉子線圈與外電路的連接是通過與換向片連接、固定不動的電刷進行的。

通電導線在磁場中受到電磁力作用。其方向有左手定則確定。

如圖電刷A接電源正極，且總與轉到上邊的換向片接觸，所以產生的電磁轉矩使轉子總是逆時針旋轉。

二、直流電動機的構造(重點)

直流電動機主要由靜止的定子和旋轉的轉子組成。定子的作用是產生磁場，轉子的作用是產生感應電動勢和電磁轉矩。

(一) 定子

1、 主磁極。作用產生主磁場。

2、 機座。機座又稱為磁軛，是各磁極間的磁通路。

3、 換向極。兩個相鄰磁極間的小磁極。作用產生附加磁場，漸弱換向片與電刷間的電火花。

(二) 轉子

1、 轉子鐵芯。有兩個作用：一是用來安放轉子繞組;二是作為電動機磁路的一部分。

2、 轉子繞組。作用產生感應電動勢并通過電流，使電動機實現機、電能量轉換。

3、 換向器。裝在轉子軸的一端，換向器與繞組元件連接。

三、直流電動機的勵磁方式(重點)

直流電動機中的主磁通是由勵磁繞組中通過勵磁電流產生的。直流電動機的性能與它的勵磁方式密切相關。

1、 直流他勵電動機

2、 直流并勵電動機

3、 直流串勵電動機

4、 直流復勵電動機

四、并勵直流電動機的起動、反轉及調速

(一) 起動

由于起動電流大，直流電動機絕對不允許直接起動。通常在轉子繞組電路中串聯接入一個起動變阻器。

(二) 反轉

要改變電動機的旋轉方向，關鍵是改變電磁轉矩的方向。改變繞組電流的方向或改變勵磁電流方向，都可以改變電磁轉矩的方向。如圖3-38對調轉子繞組的接頭或對調勵磁繞組接頭改變方向。

(三) 調速

并勵電動機通常有三種調速方法：改變磁通、改變外加電壓、改變轉子繞組電阻調速。

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