第6章 (直流电机与步进电动机)[33页]
第六章进给伺服系统
二、步进电机的主要性能指标 1. 步距角和步距误差 每输入一个脉冲电信号，步进电机转子转过的角度成为步距 角。 步距角和步进电机的相数、通电方式及电机转子齿数的 360 关系如下： ＝ KmZ (6-1) 式中 —步进电机的步距角； m—电机相数； Z—转子齿数； K—系数，相邻两次通电相数相同，K＝1； 相邻两次通电相数不同，K＝2。 同 一 相 数 的 步 进 电 机 可 有 两 种 步 距 角 ， 通 常 为 1.2/0.6 、 1.5/0.75 、 1.8/0.9 、 3/1.5 度等。步距误差是指步进电机运行 时，转子每一步实际转过的角度与理论步距角之差值。步 距误差直接影响执行部件的定位精度及步进电机的动态特 性。大小由制造精度、齿槽的分布及定子和转子间气隙不 均匀等因素造成。
步进电机是将电脉冲信号变换成角位移或线位移 的一种机电式数模转换器。在结构上分为定子和 转子两部分，现以图6-5所示的反应式三相步进电 机为例加以说明。定子上有六个磁极，每个磁极 上绕有励磁绕组，每相对的两个磁极组成一相， 分成A、B、C三相。转子无绕组，它是由带齿的铁 心做成的。步进电机是按电磁吸引的原理进行工 作的。当定子绕组按顺序轮流通电时，A、B、C三 对磁极就依次产生磁场，并每次对转子的某一对 齿产生电磁引力，将其吸引过来，而使转子一步 步转动。每当转子某一对齿的中心线与定子磁极 中心线对齐时，磁阻最小，转矩为零。如果控制 线路不停地按一定方向切换定子绕组各相电流， 转子便按一定方向不停地转动。步进电机每次转 过的角度称为步距角。
进给伺服系统的作用：接受数控装置发出 的进给速度和位移指令信号，由伺服驱动装置 作一定的转换和放大后，经伺服电机（直流、 交流伺服电机、功率步进电机等）和机械传动 机构，驱动机床的工作台等执行部件实现工作 进给或快速运动。 数控机床的进给伺服系统与一般机床的进给系 统有着本质的区别：能根据指令信号精确地控 制执行部件的运动速度与位置，以及几个执行 部件按一定规律运动所合成的运动轨迹。如果 把数控装置比作数控机床的“大脑”，是发布 “命令”的指挥机构，那么伺服系统就是数控 机床的“四肢”，是执行“命令”的机构，它 是一个不折不扣的跟随者。
直流电机的结构
P 1 3 U lI lc o s 3 3 8 0 1 5 .4 0 .8 5 8 .6 2 k W
输出功率 P2 7.6kW
效率
P2 7.6100%88.2%
P 8.62 1
第十三页，共22页。
（5）功率因数(ɡōnɡ lǜ yīn shù)
因为电动机是电感性负载，定子相电流比相电压滞后一个 角， cos 就是电动机的功率因数。 三相异步电动机的功率因数较低，在额定 负载时约为0.7~0.9，而在轻载和空载时更低，空载时只有0.2~0.3。
起重冶金用鼠笼式异步电 动机
YZ
用于起重机械或冶金机械
起重冶金用绕线式异步电 动机
YZR
用于起重机械或冶金机械
高起动转矩鼠笼式异步电
用于起动静止负载或惯性较大的机械，如压
动机
YQ
缩机等
第十一页，共22页。
（2）电压(diànyā)
铭牌上所标的(biāo de)电压值是指电动机在额定运行时定子绕组上 应加的线电压值。一般规定电动机的电压不应高于或低于额定值的5%。
第二页，共22页。
（2）转子(zhuàn zǐ)
电枢铁心：是主磁路的主要部分，同时用以嵌放电枢绕组。 电枢绕组：作用(zuòyòng)是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机 进行能量变换的关键部件。 换向器：又称为整流子，对直流电动机而言，换向器配以电刷，能将外 加直流电源转换为电枢绕组中的交变电流，使电磁转矩的方向恒定不变。对 直流发电机而言，换向器配以电刷，能将电枢绕组中感应产生的交变电动势 转换为正、负电刷上引出的直流电动势。换向器是由许多换向片组成的圆柱 体，换向片之间用云母片绝缘。
第九页，共22页。
2、三相异步电动机的技术(jìshù)数据
机电一体化技术六PPT课件
r1
X1
I1
U1
Im
r2 X2
I2 Xm
(1-s)r2/s rm
I1
I2
U1 Im
Xm X2
（a）
I2
I1
Im （b）
I2 (c)
-I'2
I'1
-I2
I1
Im
Im
(d)
图6-19交流电动机等效电路及简化等效电路 （a）等效电路 （b）电流矢量 （c）简化等效电路 （d）简化电路电流矢量
20世纪50年代，无刷电机和直流电机实现了 产品化，并在计算机外围设备和机械设备上 获得了广泛的应用。20世纪70年代则是直流 伺服电机的应用最为广泛的时代。
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6.3.1直流伺服电机的分类与特性
直流伺服电机的基本结构与工作原理与一般直流电 动机相类似。
S Fa F0
S
F0
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思考练习
1、步进电机的结构及工作原理是什么？驱动 方式有哪些？各有何特点？
2、直流伺服的特点是什么？驱动方式有哪些？ 3、交流伺服的特点是什么？驱动方式有哪些？ 4、各种伺服电机的区别和特点？ 5、液压执行机构的特点是什么？
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本章小结
对不同的机电一体化设备，伺服系统驱动部 件时所需功率的差异很大，在确定驱动方式 时一般从输出功率与响应频率两个方面综合 选择。液压驱动伺服系统输出功率大、响应 频率高。伺服电机驱动的伺服系统，对不同 的伺服电机具有不同的要求，因此具有所选 择的输出功率范围大、响应频率宽的特点。
（式6-13）
K一系统泄漏系数，一般取K＝1.2；
船舶电气设备及系统-大连海事大学 第06章 控制用电机
励磁绕组
杯形转子 交流伺服电动机 1
U
检 测 元 件
放 大 器
I 2
U 2
励磁绕组的接线
控制绕组的接线
励磁绕组中串联电容C的目的是为了产生两相旋转磁场。
适当选择电容的大小，可使通入两个绕组的电流相位差接近 90，因此便产生旋转磁场，在旋转磁场的作用下，转子便 转动起来。 例：选择电容，可使交流伺服电机电路中的电压电流的相量 关系如图所示。
E E 1 a I cos I cos a 1 1 Z Z Z Z 1 2 1 2
E E 1 b I cos( 120 ) I cos( 120 ) b 1 1 Z Z Z 1 2 Z 1 2
E E 1 c I cos( 240 ) I cos( 24 ) c 1 1 Z Z Z 1 2 Z 1 2
§6.1
伺服电动机
伺服电动机是一种把输入的电信号转换为转 轴上的角位移或角速度来执行控制任务的电 动机，又称执行电动机。按电流种类分，伺 服电动机分为交流和直流两种。
1－转子，2－定子绕组，3－定子，4－内定子 5－机壳，6－端盖。
6.1.1 交流伺服电动机 原理与两相交流异 步电机相同，定子 上装有两个绕组 — 励磁绕组和控 制绕组，在空间相 隔90。
F k NI k NI cos F cos 1 a N a N 1 m 1
F k NI k NI cos( 120 ) F cos( 12 ) 1 b N b N 1 m 1
F k NI k NI cos( 240 ) F cos( 24 )
I 1
+
步进电机控制技术
四、反应式步进电机的特性
动态稳定区：(-π+θse)<θ<(π+θse) a点与OA点之间的夹角θr称为稳定裕度(或裕量角)。裕量
角越大，电动机运行越稳定。
r se
2 Z r (mC 2) mZ r C mC
由上式可见，C=1时，反应式步进电动机的相数最少为3。 电动机的相数越多，步距角越小，相应的稳定裕度越大，运
下面以反应式步进电机为例说明步进电机的结构 和工作原理。
一、步进电机简介及结构
步进电动机主要由两部分构成：定子和转子。它们均 由磁性材料构成，其上分别有六个、四个磁极 。
定子绕组
定子
转子
一、步进电机简介及结构
A IA
定子 转子
定子的六个磁 极上有控制绕组， 两个相对的磁极组 成一相。
注意：
这里的相和三 相交流电中的“相” 的概念不同。步进 电动机通的是直流 IB B 电脉冲，这主要是 指线圈的联接和组 数的区别。
冲的最高频率，它是步进电动机的一项重要技术指标。它的大小与电机本 身的参数、负载转矩、转动惯量及电源条件等因素有关，它是衡量步进电
动机快速性的重要技术指标。
1)按能起动的最短脉冲间隔时间tf便可决定电动机的起动频率fst，则 fst=1/tf
2)起动频率fst的大小与电动机的步距角θS有关。
3)电动机的最大静转矩Tsm越大，作用于电动机转子上的电磁转矩也越大， 使加速度越大，转子达到动稳定区所需时间也就越短，起动频率fst越高。
二、步进电机工作方式
三相单双六拍
三相绕组的通电顺序为： AABBBCCCAA 共六拍。 工作过程：
A
B' 4 1 2 3 A'
数控技术及应用第6章 数控机床的电气驱动-步进电动机
工作方式
步进电机的工作方式可分为：三相单三拍；三相单、 步进电机的工作方式可分为：三相单三拍；三相单、 双六拍；三相双三拍等 双六拍；三相双三拍等。“单”是指每次只有一相 绕组通电，“三拍”是指每三次换接为一个循环。
一、三相单三拍
（1）三相绕组联接方式：Y 型 三相绕组联接方式： （2）三相绕组中的通电顺序为： 三相绕组中的通电顺序为： A相 → B相 → C相 通电顺序也可以为： 通电顺序也可以为： A 相 → C 相→ B 相
A 相通电使转子1、3齿和 AA' 对齐。 相通电使转子1 对齐。
A
B'
A C' B
B'
C' B
A'
C
A'
C
B相通电，转子2、4齿 相通电，转子 、 齿 相通电 相轴线对齐， 和B相轴线对齐，相对 相轴线对齐 A相通电位置转 °； 相通电位置转30° 相通电位置转
C相通电再转 ° 相通电再转30° 相通电再转
（3）工作过程 ） A 相通电，A 方向的磁 相通电，
A
B' 4 1 2 3 A'
通经转子形成闭合回路。 通经转子形成闭合回路。
C' B
若转子和磁场轴线方向 原有一定角度， 原有一定角度，则在磁 场的作用下，转子 场的作用下，
C
被磁化，吸引转子， 被磁化，吸引转子，由于磁力线总是要通过磁 阻最小的路径闭合， 阻最小的路径闭合，因此会在磁力线扭曲时产 生切向力而形成磁阻转矩，使转子转动，使转、 生切向力而形成磁阻转矩，使转子转动，使转、 定子的齿对齐停止转动。 定子的齿对齐停止转动。
2、步进电动机
工作原理： 工作原理 ： 步进电机是利用电磁铁原理,将脉冲 脉冲 线位移或角位移的电动机。每来一个 信号转换成线位移或角位移 线位移或角位移 信号 电脉冲，电机转动一个角度，带动机械移动一小 段距离。 特点： 特点：(1)来一个脉冲，转一个步距角。 (2)控制脉冲频率，可控制电机转速。 (3)改变脉冲顺序，改变转动方向。 (4)角位移量或线位移量与电脉冲数成正比。
电工学少学时第六章ppt课件
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3
6.3 三相异步电动机的基本构造
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4
1.定子
铁心：由内周有槽 的硅钢片叠成。
A ----X 三相绕组 B ----Y
C---- Z
机座：铸钢或铸铁
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5
鼠笼式
2.转子 绕线式
铁心：由外周有槽的硅钢片叠成。 (1) 鼠笼式转子
鼠笼转子
铁芯槽内放铜条，端
部用端路环形成一体。 或铸铝形成转子绕组。 (2) 绕线式转子
p4
90
750(转/分）
可见: 旋转磁场转速n0精与选P频PT课率件 f1和极对数p有关。 26
p=1时
n0 60f1
i
(转/分） IImm
iA
iB
iC
工频：f150 Hz
0o
t
n0 300(转 0/分 ）
A
NZ
Y B
CS
X
A
SZ
Y
B
C
N
X
精选PPT课件
A
NZ
Y B
CS
X
24
p=2时
C
Y A
N
•Z
•
X
B
S
S
B
X
•
Z • N C
A Y
Im i iA
t 0
iB iC
0
t
30 Y
C
S
A
N
Z •B
n0
精选PPT课件
7
6.2 三相异步电动机的转动原理
精选PPT课件
8
一、旋转磁场
1.旋转磁场的产生
iA Im s int
定子对称三相绕组中通入 iB Im sint 120
《电机与拖动基础》教学大纲
山西大同大学工学院《电机与拖动基础》教学大纲大纲适用：自动化专业、电气工程及自动化等相关专业总学时：80学时，4学分编写：机电工程系执笔：王官升一、大纲说明（一）课程的性质和任务本课程是自动化专业、电气工程及自动化等相关专业的一门专业技术基础课，其任务是使学生掌握电机的基本结构、工作原理和性能参数，电力拖动系统的各种运行方式、动静态性能分析以及电机选择和实验方法，电力拖动系统的基本理论，计算方法；同时要求掌握基本的实验方法和操作技能以及常用电气仪表（器）的使用。
为进一步学习“电力电子拖动自动控制系统”、“PLC控制系统”等课程准备必要的基础知识。
（二）本课程与其它课程的关系学习本课程必须具备“电路原理”或“电工基础”课程的基本知识。
三、教学内容及基本要求绪论第一章电机的基本原理第一节电磁感应掌握电磁感应定律及物理意义第二节机电能量转换基本原理了解磁路的基本概念和分析方法第三节电机的基本结构与工作原理掌握电机的基本原理和结构第四节电机的能量损耗与发热理解电机的能量损耗与发热过程第二章电力拖动系统的动力学基础第一节电力拖动系统的运动方程掌握电力拖动的系统的运动方程，并能熟练运用于电力拖动系统的分析和研究第二节生产机械的负载转矩特性了解生产机械的负载特性，掌握各种负载特性的特点第三节电力拖动系统的稳态分析——稳定运行的条件掌握电力拖动系统的稳态分析方法，并能用于分析电力拖动系统的稳定问题第四节电力拖动系统的动态分析——过渡过程分析第五节多轴系统电力拖动系统的简化第三章直流电机原理第一节直流电机工作原理及结构掌握直流电机的基本原理和结构第二节直流电机电枢绕组磁场掌握直流电机的电枢绕组和磁场的磁通分布第三节电枢绕组感应电动势和电磁转矩掌握感应电动势和电磁转矩的计算方法第四节直流电机的基本方程和工作特性了解直流电机的基本方程和工作特性第四章直流电动机拖动基础第一节直流电动机机械特性分类第二节他励直流电动机的机械特性了解他励直流电动机的机械特性第三节他励直流电动机的起动了解他励直流电动机的起动第四节他励直流电动机的调速掌握他励直流电动机的调速指标、方法、方式与负载类型第五节他励直流电动机的制动了解他励直流电动机的制动第六节他励直流电动机的四象限运行第五章变压器第一节变压器的用途、结构及铭牌掌握变压器的基本原理与结构第二节变压器的空载运行和负载运行了解变压器的空载运行和负载运行第三节变压器的等效电路和参数测定掌握变压器的等效电路和参数测定第四节变压器的运行特性了解变压器的运行特性第五节三相变压器掌握三相变压器的结构特点第六节其它用途的变压器第六章交流电机的旋转磁场理论第一节电枢绕组的磁动势了解电枢绕组的磁动势第二节旋转磁场的形成和特点理解旋转磁场的形成和特点第三节交流电机的主磁通和漏磁通理解交流电机的主磁通和漏磁通第七章异步电机原理第一节概述第二节三相异步电动机的结构及工作原理掌握异步电机的结构和运行方式第三节异步电动机转子静止时的电磁关系掌握异步电动机的电磁关系第四节异步电动机转子旋转时的电磁关系理解异步电动机的功率关系，转矩的关系第五节对称运行的等值电路及相量图第六节负载运行的功率和转矩第七节异步电动机负载运行的功率和转矩第八节三相异步电动机的工作特性了解异步电机的工作特性第八章同步电动机的原理第一节同步电动机的结构和工作原理掌握同步电动机的结构和基本工作原理第二节同步电动机电压方程式和相量图第三节同步电动机电压平衡方程式和相量图能掌握同步电动机的电压方程和相量图第四节同步电动机功率方程功角特性理解同步电机的功率方程和功角特性第五节同步电动机的功率因数及U形曲线理解同步电动机的功率因数调节和U形曲线第八章交流电机拖动基础第一节异步电动机的机械特性理解异步电动机的机械特性第二节异步电动机的起动掌握异步电动机的起动方式第三节异步电动机的调速了解异步电动机的调速方法第四节异步电动机的制动了解异步电动机主要的三种制动方法第十章电力拖动系统电动机的选择第一节电动机的型号和铭牌参数理解电动机的型号和铭牌参数第二节电动机的绝缘等级与工作制分类了解电动机的绝缘材料及工作制分类第三节不同工作制下电动机的功率选择了解电动机不同工作制下的功率选择第四节电动机额定数据的选择理解电动机的额定数据第十一章特种电机第一节单相异步电动机掌握单相异步电动机的工作原理及分类第二节磁阻式同步电动机了解磁阻式同步电动机的工作原理、基本结构与起动问题第三节磁滞式同步电动机了解磁滞同步电动机的基本结构及工作原理第四节步进电动机了解步进电动机的基本结构及工作原理第六节直线电动机了解直线电动机的基本结构及工作原理。
运动控制系统第6章位置随动系统
2）定位精度与速度控制范围 定位精度是评价位置随动系统控制准确度的性能指标。系统最终定 位点与指令目标值间的静止误差定义为系统的定位精度。 位置伺服系统，应当能对位置输入指令输入的最小设定单位（1脉 冲当量），作出相应的响应。为了实现这一目标，一是要采用分辨 率足够高的位置检测器，二是要求系统的速度单元具有足够宽的调 速范围，也就是说速度单元要有较好的低速运行性能。 图6-3为速度控制单元的输入输出特性
2. 交流伺服电动机
在现代伺服系统中，更多的采用交流伺服电动机。交流伺服电动机可 以是异步电动机或者永磁同步电动机。
交流异步伺服电动机有下述特点：
1）采用二相结构，电动机定子上布置有空间相差90º电角度的二相绕组， 一相称励磁绕组，一相称控制绕组，分别施加相位差90º的交流电压；
2）励磁绕组电压不变控制绕组电压为零时，旋转磁场变成了静止脉动磁 场，电动机立即停止转动，克服了普通异步电动机失电时的“自转”现象， 符合机床的要求；
6.2.4 数控机床的轨迹控制原理及其实现
1. 数控插补概述 以数控机床为例，其控制的目标是被加工的曲线或曲面，在加工过程
中要随时根据图纸参数求解刀具的运动轨迹，其计算的实时性有时难 以满足加工速度的需求。因此实际工程中采用的方法是预先通过手工 或自动编程，将刀具的连续运动轨迹分成若干段，而在执行程序的过 程中实时地将这些轨迹段用指定的具有快速算法的直线、圆弧或其它 标准曲线予以逼近。 插补是一个实时进行的数据密化过程。轨迹插补与坐标轴位置伺服是 数控机床的二个主要环节。 插补必须实时完成，因此除了要保证插补运算的精度外,还要求算法简 单。一般采用迭代算法。 就目前普遍应用的算法而言，可以分为两大类：脉冲增量插补，数据 采样插补。
广联达定额计价之电气部分--第六章电机
第06章电机说明一、本章定额中的专业术语“电机”系指发电机和电动机的统称，如小型电机检查接线定额，适用于同功率的小型发电机和小型电动机的检查接线。
定额中的电机功率系指电机的额定功率。
二、直流发电机组和多台一串的机组，可按单台电机分别执行相应定额。
三、本章的电机检查接线定额，除发电机和调相机外，均不包括电机的干燥工作，发生时应执行电机干燥定额。
本章的电机干燥定额系按一次干燥所需的人工、材料、机械消耗量考虑的。
四、单台电机重量在３ｔ以下的电机为小型电机，单台电机重量超过３t至30t以下的电机为中型电机。
单台电机重量在30ｔ以上的电机大型电机。
大中型电机不分交、直流电机一律按电机重量执行相应定额。
五、微型电机分为三类：驱动微型电机（分马力电机）系指微型异步电动机、微型同步电动机、微型交流换向器电动机、微型直流电动机等；控制微型电机系指自整角机、旋转变压器、交直流测速发电机、交直流伺服电动机、步进电动机、力矩电动机等；电源微型电机系指微型电动发电机组和单枢变流机等。
其他小型电机凡功率在0.75Kw以下的电机均套微型电机定额，但一般民用小型交流电风扇安装另执行本册第十三章的风扇安装定额。
六、各类电机的检查接线定额均不包括控制装置的安装和接线。
七、电机的接地线材质至今技术规范尚无新规定，本定额仍沿用镀锌扁钢（25X4）编制的，如采用铜接地线时，主材（导线和接头）应更换，但安装人工和机械不变。
八、电机安装执行第一册《机械设备安装工程》的电机安装定额，其电机的检查接线和干燥执行本定额。
九、各种电机的检查接线，规范要求均需配有相应的金属软管，如设计有规定的按设计规格和数量计算，譬如：设计要求用包塑金属软管、阻燃金属软管或采用铝合金软管接头等，均按设计计算。
设计没有规定时，平均每台电机配金属软管（综合为）1.25m。
计算规则第2.6.1条发电机、调相机、电动机、风机盘管、户用锅炉电气装置的电气检查接线，均以“台”为计算单位。
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第六章 直流电机与步进电机
6.3.2.1 能耗制动：
（1）制动前： KM1闭合，KM断开，电动机处于 稳定运行状态。转动转矩Tem与 转速n的方向相同。 （均为顺时针方向）
（2）制动时： KM1断开，KM闭合，电枢绕组断电，但在惯性的作用下电动机继续
沿顺时针方向转动，切割磁感线，此时电动机处于发电状态，在电枢 绕组上产生感应电动势Ea，由于电动机电枢绕组和电阻RH串联构成回 路，产生的感应电流与驱动电流Ia方向相反，则产生的制动力矩与原 转动力矩相反，电动机迅速减速至零。
a
b
c
图a原理图;
图b电机正转：A端、B端低电平，C端、D端高电平，A、D管 导通，电机正转；
第六章 直流电机与步进电机
汽车起动机工作过程：
两个接线柱一个接电源正极，负责给电动机通电，另一个从连接 起动继电器，当点火开关在起动档（START）时，起动继电器吸合， 给电动机的电磁开关供上电，电磁开关内的线圈通上电，产生电磁吸 力，将电磁铁心吸入，拨叉上方被吸向左侧，拨叉下方往前拨动拨环， 驱动齿轮被推出与汽车发动机飞轮齿啮合，起动着车后，点火开关回 到ON档，电磁开关断电，在弹簧的弹力作用下，电磁铁心被弹出，拨 叉将电枢轴拨回，驱动齿轮与发动机飞轮分离，起动结束。
作用： 产生磁场、机械支撑
第六章 直流电机与步进电机
转子（电枢）： 电枢铁心
组成： 绕组 换向器
作用：在磁场作用下 转动输出机械能。
直流电动机电枢铁心
第六章 直流电机与步进电机
6.1.2 直流电动机的工作原理
磁极： 小容量电机用永久磁铁； 大容量用铜线绕制线圈在铁芯上（励磁绕组），通电后
形成。 电枢：
第六章 直流电机与步进电机
6.3.2.2 反接制动：
（1）制动前： KM1闭合，KM2断开，电动机
处于正向运行状态，Tem与n的方 向相同。 （2)制动时：
断开KM1，闭合KM2，加 到电枢两端电压为−U，由于机 械惯性，转速不能突变，仍保持原来的方向，在减速过程中，Tem与n 的方向相反，电磁转矩Tem为制动性转矩，拖动系统减速，直至n=0 。 （3)制动结束时：
调速方法
电枢回路串联电阻 改变励磁回路电阻 改变电枢端电压
第六章 直流电机与步进电机
1．电枢回路串联电阻调速法
优点：特性变软； 负载稍有变动，电动机的转数就会有较大的变化。
缺点：电动机的效率降低 ； 对要求恒速的负载不利。
第六章 直流电机与步进电机
2．改变励磁回路电阻的调速法
特点：能减小磁通使转数上升，调速后的机械特性变硬。 3．改变电枢端电压调速法
特点：只能把转速调低，不能调高。
第六章 直流电机与步进电机
1.直流电动机正反转控制方法：
a.改变电枢绕组电流方向; b.改变定子磁场的方向。
2.永磁式直流电动机只能通过改变电流方向来实现正反转。
改变电流方向的控制方法： a.机械开关实现；
b.电子电路实现 。
第六章 直流电机与进电机
第六章 直流电机与步进电机
第六章 直流电机与步进电机
6.3.1 直流电动机的起动 起动过程 ：
直流电动机从接通电源开始转动，直至转速升高至某一 固定转数后稳定运行的过程。
全压起动 起动方法： 变阻器起动
降压起动
第六章 直流电机与步进电机
6.3.2 直流电动机的制动
自由制动
制动方式
机械制动 电气制动
能耗制动 反接制动 回馈制动
直流电动机 并励式 （按励磁方式） 串励式
复励式
他励式
并励式
串励式
第六章 直流电机与步进电机
复励式
直流电动机在汽车上的应用： 汽车上的起动机采用的是串励式直流电动机，主要应用
串励式直流电动机起动转矩大这一特点。
1-线圈 2-外壳 3-电磁铁心 4、5-接线柱 6-拨环 7-缓冲弹簧 8-驱动齿轮 9-拨叉轴 10-拨叉 11、12-弹簧
第六章 直流电机与步进电机
组成： 开关 保险 继电器 其它电气元件
第六章 直流电机与步进电机
工作原理 ： 当点火开关AM2打至ST2位置，起动继电器T12
通上电，起动继电器内的开关吸合。起动机电磁 开关在起动继电器吸合后通上电，从而形成闭合 路径，电磁开关动作，拨动拨叉，起动机的驱动 齿轮被推出，同时接通起动机内电动机的回路， 起动机动作，驱动齿轮与发动机飞轮齿啮合，起 动着车。起动后点火开关AM2与ST2断开，起动继 电器电磁线圈断电，失去电磁吸力，继电器内的 开关断开，使起动机的电磁开关断电，拨叉将驱 动齿轮拨回，起动机电动机断电，起动过程结束。
KM1，KM2都断开，电动机脱开电源，系统制动过程结束。
第六章 直流电机与步进电机
6.3.2.3 回馈制动 又称为回馈发电制动。在励磁不变的条件下，如果电
动机的负载转矩使其加速运行，电动机的实际转速大于电 动机的励磁驱动转速，电磁转矩反向，进入制动状态 。
第六章 直流电机与步进电机
当转矩M不变（即负载不变）时，影响电动机转速的 因素有电源电压U、电枢电阻和主磁通，因此只要改变其 中一个参数，电动机的转速就可改变。
第六章 直流电机与步进电机
直流电机在汽车上的应用：
起动电动机 车窗电动机 雨刮电动机 座椅调整电动机 空调鼓风机 门锁电动机 后视镜调节电动机 油箱盖电动机
第六章 直流电机与步进电机
第六章 直流电机与步进电机
第六章 直流电机与步进电机
6.1.1直流电动机的结构
定子：
主磁极 换向磁极 电刷 组成： 机座 端盖 轴承
铁芯、绕组abcd、换向器
第六章 直流电机与步进电机
(a) 电流流向: + A 沿abcd到B 受力方向： ab段向左，cd段向右
（左手定则判断）
（b）电流流向: + A 沿dcba到B 受力方向： cd段向左，ab段向右 （左手定则判断）
（a） -
第六章 直流电机与步进电机
(b)
励磁方式 ： 励磁绕组与电源的连接方式 。 他励式
学习目标：
1. 掌握直流电机的结构、工作原理与特性； 2. 掌握直流电动机的起动、制动、调速及正反转控制 ； 3. 熟悉直流电机、步进电机在汽车上的应用。
第六章 直流电机与步进电机
学习主要内容：
6.1 直流电动机的结构、工作原理和特性 6.2 直流电动机的分类 6.3 直流电动机的起动、制动、调速及正反转控制 6.4 步进电动机