直流电动机的励磁方式、各有什么特点
直流无刷电动机的励磁磁场的空间分布
直流无刷电动机是一种广泛应用于各种电动设备中的电机类型。
其励磁磁场的空间分布对于电机的性能和效率具有重要影响。
本文将从励磁磁场的空间分布的定义和特点、影响因素以及优化方法等方面进行深入分析和探讨。
一、励磁磁场的空间分布的定义和特点1.1 定义励磁磁场是指在电动机中由励磁电流产生的磁场。
在直流无刷电动机中，通常通过外加永磁体或电磁铁产生励磁磁场。
励磁磁场的空间分布是指磁场在电动机内部和周围的分布状态。
1.2 特点直流无刷电动机的励磁磁场通常具有以下特点：（1）磁场分布不均匀：由于电机结构的限制和磁路的特性，励磁磁场在空间上通常呈现不均匀的分布状态。
（2）磁场方向多样：不同类型的直流无刷电动机，其励磁磁场的方向可能存在差异，需要根据具体电机的设计和要求进行调整。
二、影响励磁磁场空间分布的因素2.1 电机结构电机的结构对于励磁磁场的空间分布起着至关重要的作用。
电机的定子、转子、励磁部件的布局、相对位置等都会直接影响励磁磁场的分布状态。
2.2 励磁方式直流无刷电动机的励磁方式多样，可以通过永磁体或电磁铁来实现。
不同的励磁方式对励磁磁场的空间分布会产生不同的影响。
2.3 磁路设计电机的磁路设计是决定励磁磁场分布的关键因素。
合理的磁路设计能够有效地调控励磁磁场的分布状态，从而提高电机的性能和效率。
三、励磁磁场空间分布的优化方法3.1 优化电机结构通过改变电机的结构设计，优化定子、转子、励磁部件的布局和相对位置，以实现更为均匀和合理的励磁磁场分布。
3.2 优化励磁方式在选择励磁方式时，根据具体的电机要求和性能需求进行合理的选择，并通过调整励磁参数以实现更为均匀和稳定的磁场分布。
3.3 优化磁路设计通过采用合理的磁路设计方案，优化电机的磁路结构，减少漏磁和磁阻，提高磁路的导磁性能，从而改善励磁磁场的分布状态。
四、总结与展望励磁磁场的空间分布对直流无刷电动机的性能和效率具有重要的影响。
在实际应用中，通过优化电机结构、励磁方式和磁路设计等手段，可以有效地调控励磁磁场的空间分布，提高电机的性能和效率。
直流电机基本知识
构成：主极铁心和套装 在铁心上的励磁绕组。
第二十一页，编辑于星期五：十七点 二十一分。
15.1直流电机的工作原理、主要结构、额定值
二、直流电机主要结构 （一）定子各部件安装结构
（2）换向极
作用：用于改善换向
构成：换向极常用整块钢或厚钢板制成。换向极的数目 一般与主磁极相等。在小功率直流电机中，换向极数量 通常只有主磁极的一半，或不设置换向极
15.1直流电机的工作原理、主要结构、额定值
二、直流电机主要结构 （二）转子各部件安装结构
（3）换向器
作用：整流（发电机）或逆变（电动机）。
构成：由许多鸽形尾的换向片排列成一个圆筒片间
用V形云母绝缘，两端再用两个形环夹紧而 构成。
第三十页，编辑于星期五：十七点 二十一分。
15.1直流电机的工作原理、主要结构、额定值
作用：电枢绕组——功率绕组。当电枢绕组在磁场中旋转 时将感应电势，当电枢绕组中流通电流时，电流和气隙磁 场相互作用将产生电磁转矩。通过电枢绕组直流电机进行 电功率和机械功率的转换。 特点：直流绕组是闭合绕组。每个元件的两端点分别连接在两
换向片上，每个换向片连接两个元件，各元件依一定规律依次连 接，形成闭合回路。
件串联起来，象波浪式的前进。波绕组，又分为单波和复波
绕组。 (3)混合绕组。
第三十八页，编辑于星期五：十七点 二十一分。
15.2直流电机电枢绕组
一、电流电枢绕组基本知识
绕组是由元件构成的.放在槽内的元件边，能切割磁力线产 生感应电动势，叫有效边；放在槽外，不切割磁力线，仅
第九页，编辑于星期五：十七点 二十一分。
15.1直流电机的工作原理、主要结构、额定值
一、直流电机工作原理
直流电机各种励磁
并励直流电动机【有硬的机械特性】、转速随负载变化小、磁通为一常值，转矩随电枢电流成正比变化，相同情况下，【起动转矩比串励电动机小】，【适用于转速要求稳定，而对起动转矩无特别要求的负载】。
串励直流电动机【有软的机械特性】、转速随负载变化较大、负载轻转速快、负载重转速慢、转矩近似与电枢电流的平方成正比变化，【起动转矩比并励电动机大】，【适用于要求起动转矩特别大，而对转速的稳定无要求的运输拖动机械】。
汽车上采用串励直流电动机，它具有以下特点。
①启动转矩大。
串励式直流电动机的电磁转矩在磁路未饱和时与电枢电流的平方成正比。
在启动瞬间，由于启动机的阻力矩很大，启动机处于完全制动的情况下，转速为0，因电枢反应引起的反电动势也为0，此时电枢电流达到最大值，产生最大转矩，从而使发动机易于启动。
②轻载转速高，重载转速低。
还有一个优点就是采购成本低.当然缺点也有,比如噪音大,转速小,有刷电机还要定期更换碳刷直流电机按照励磁种类可以分为：串励，并励，复励和他励。
串励只是直流电机其中的一种励磁方式而已。
他的结构就是励磁回路和电枢回路相串联，励磁电流和电枢电流相同。
定义定义输出或输入为直流电能的旋转电机，称为直流电机，它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。
当它作电动机运行时是直流电动机，将电能转换为机械能；作发电机运行时是直流发电机，将机械能转换为电能。
直流电机的结构由直流电动机和发电机工作原理示意图可以看到，直流电机的结构应由定子和转子两大部分组成。
直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场，由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成。
运行时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢，由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成。
1. 定子（1）主磁极主磁极的作用是产生气隙磁场。
主磁极由主磁极铁心和励磁绕组两部分组成。
铁心一般用0.5mm～1.5mm厚的硅钢板冲片叠压铆紧而成，分为极身和极靴两部分，上面套励磁绕组的部分称为极身，下面扩宽的部分称为极靴，极靴宽于极身，既可以调整气隙中磁场的分布，又便于固定励磁绕组。
直流电动机有哪几种调速方法各有哪些特点答：直流电动机有三种
直流电动机有哪几种调速方法？各有哪些特点？答：直流电动机有三种调速方法：1）调节电枢供电电压U ；2）减弱励磁磁通Φ；3）改变电枢回路电阻R 。
特点：对于要求在一定范围内无极平滑调速的系统来说，以调节电枢供电电压的方式为最好。
改变电阻只能有级调速；减弱磁通虽然能够平滑调速，但调速范围不大，往往只是配合调压方案，在基速（额定转速）以上作小范围的弱磁升速。
晶闸管—电动机系统当电流断续时机械特性的显著特点是什么？答：电流断续时的电压、电流波形图（Ⅰ10P 、Ⅱ 12P ）（三相零式为例）。
断续时，0d u 波形本身与反电势E 有关，因而就与转速n 有关，而不是像电流连续时那样只由控制角α决定的常值。
机械特性呈严重的非线性，有两个显著的特点：第一个特点是当电流略有增加时，电动机的转速会下降很多，即机械特性变软。
当晶闸管导通时，整流电压波形与相电压完全一致，是电源正弦电压的一部分。
当电流断续后，晶闸管都不导通，负载端的电压波形就是反电势波形。
电流波形是一串脉冲波，其间距为︒120，脉冲电流的底部很窄。
由于整流电流平均值d I 与电流波形包围的面积成正比，如果电流波形的底部很窄，为了产生一定的d I ，各相电流峰值必须加大，因为RE u i d d -=,而整流输出的瞬时电压d u 的大小由交流电源决定，不能改变。
也就是说应使E 下降很多即转速下降很多，才能产生一定的d I ，这就是电流断续时机械特性变软的原因。
第二个特点是理想空载转速0n 升高。
因为理想空载时0=d I ，所以2m a x 02U u E d ==，所以0n 升高。
简述直流PWM 变换器电路的基本结构。
答：直流 PWM 变换器基本结构如图所示，包括 IGBT 和续流二极管。
三相交流电经过整流滤波后送往直流 PWM 变换器，通过改变直流 PWM 变换器中 IGBT 的控制脉冲占空比来调节直流 PWM 变换器输出电压大小，二极管起续流作用。
Ug0Ton T t 直流PWM 变换器基本结构直流PWM 变换器输出电压的特征是什么？答：频率一定、宽度可调的脉动直流电压。
直流电动机的机械特性
直流电动机的机械特性直流电动机按励磁方式不同可分为他励、并励、串励和复励四种。
下面一常用的他励和并励电动机为例介绍其机械特性、起动、反转和调速，他励和并励电动机只是连接方式上的不同，两者的特性是一样的。
直流电机的接线图图是他励和并励直流电动机的接线原理图。
他励电动机的励磁绕组与电枢是分离的，分别由励磁电源电压Uf和电枢电源电压U两个直流供电；而在并励电动机中两者是并联的，由同一电压U供电。
并励电动机的励磁绕组与电枢并联，其电压与电流间的关系为：U=E+RaIa 即：Ia=（Ra为电枢电压）If=I=Ia+If≈Ia当电源电压U和励磁电路的电阻Rf（包括励磁绕组的电阻和励磁调节电阻）保持不变时，励磁电流If以及由它所产生的磁通Φ也保持不变，即Φ=常数。
则电动机的转距也就和电枢电流成正比，T= KTΦIa= KIa这是并励电动机的特点。
当电动机的电磁转距T必须与机械负载转距T2及空载损耗转距T0相平衡时，电动机将等速转动；当轴上的机械负载发生变化时，将引起电动机的转速、电流及电磁转距等发生变化。
，称为：n===－Ｔ＝n0－式中并励电动机的起动与反转并励电动机在稳定运行时，其电枢电流位：Ia＝，因电枢电阻Ra很小，所以电动机在正常运行时，电源电压U与反电动势E近似相等。
在起动时，n=０，所以E＝kEΦn＝０。
这时电枢电流及起动电流为Iast=，由于Ra很小，因此起动电流I ast可达额定电流IN的10～20倍，这时不允许的。
同时并励电动机的转距正比于电枢电流Ia，这么大的起动电流引起极大的起动转距，会对生产机械的传动机构产生冲击和破坏。
限制起动电流的方法就是在起动时的电枢电路中串接起动电阻Rst，见图。
这时起动电枢中的起动电流的初始值为：Iast=则起动电阻为：Rst=－Ra一般：Iast=（1.5～2.5）IN起动时，可将起动电阻Rst放在最大值处，待起动后，随着电动机转速的上升，再把它逐段切除。
注意：直流电动机在起动或工作时，励磁电路一定要保持接通，不能断开（满励磁起动）。
新能源汽车驱动电机技术 学习情境四 直流电动机
学习情境四 直流电动机
学习任务1 直流电机的基本结构
知识准备：直流电动机是指通入直流电而产生机械运动的电动机，按励磁方式的不同，直流 电动机分为励磁绕组式电动机和永磁式电动机，前者的励磁磁场是可控的，后者的励磁磁场 是不可控的。由于控制方式简单，控制技术成熟，直流电动机曾广泛应用于早期电动汽车驱 动系统。 直流电动机由静止的定子（励磁）和旋转的转子（电枢）两部分组成。定子和转子之间的间 隙称为气隙。
问题4：直流电动机的铭牌数据有哪些？
学习任务2 直流电机的工作原理
问题4：直流电动机的铭牌数据有哪Байду номын сангаас？
凡表征电动机额定运行情况的各种数据称为额定值。额定值一般都标注在电动机的铭牌上，所以也称 为铭牌数据，它是正确合理使用电动机的依据。 直流电动机的额定数据主要有以下几种。 1）额定电压UN（V）。在额定情况下，电刷两端输出（发电机）或输入（电动机）的电压。 2）额定电流IN（A）在额定情况下，允许电动机长期流出或流入的电流。 3）额定功率（额定容量）PN（KW）。电动机在额定情况下允许输出的功率。 对于发电机，是指向负载输出的电功率。即PN=UNIN；对于电动机，是指电动机轴上输出的功率。即 PN=UNINηN
学习任务2 直流电机的工作原理
问题1：什么是直流电动机的模型？ 在一对静止的磁极N和S之间，装设一个可以绕中心横轴而转动的圆柱形铁芯，在它上面
装有矩形和线圈abcd。这个转动的部分通常叫做电枢。线圈的末端a和d分别接到叫做换向 片的两个半圆形铜环上。换向片之间彼此绝缘，它们和电枢装在同一根轴上，可随电枢一起 转动。A和B是两个固定不动的碳质电刷，他们和换向片之间滑动接触，来自直流电源的电 流就是通过电刷和换向片留到电枢的线圈。
直流电机中的励磁绕组跟电枢绕组的作用分别是什么
direct current motor，DC motor中文名称：直流电动机英文名称：direct current motor，DC motor定义：将直流电能转换为机械能的转动装置。
电动机定子提供磁场，直流电源向转子的绕组提供电流，换向器使转子电流与磁场产生的转矩保持方向不变。
直流电机中的励磁绕组跟电枢绕组的作用分别是什么？电动机的作用是将电能转换为机械能。
电动机分为交流电动机和直流电动机两大类。
(一) 交流电动机及其控制交流电动机分为异步电动机和同步电动机两类。
异步电动机按照定子相数的不同分为单项异步电动机、两相异步电动机和三相异步电动机。
三相异步电动机结构简单，运行可靠，成本低廉等优点，广泛应用于工农业生产中。
1. 三相异步电动机的基本结构三相异步电动机的构造也分为两部分：定子与转子。
（1）定子：定子是电动机固定部分，作用是用来产生旋转磁场。
它主要由定子铁心、定子绕组和机座组成。
（2）转子：转子是重点掌握的部分，转子有两种，鼠笼式与绕线式。
掌握他们各自的特点与区别。
鼠笼式用于中小功率（100k以下）的电动机，他的结构简单，工作可靠，使用维护方便。
绕线式可以改善启动性能和调节转速，定子与转子之间的气隙大小，会影响电动机的性能，一般气隙厚度为0.2-1.5mm之间。
掌握定子绕组的接线方法。
2. 三相异步电动机的工作原理掌握公式n1=60f/P、S=(n1-n)/n1、n=(1-S)60f/P，同时明白它们的意义（很重要），要能够灵活运用这些公式，进行计算。
同时记住：通常电动机在额定负载下的转差率SN约为0.01-0.06。
书上的例题要重点掌握。
3. 三相异步电动机铭牌上的数据（1）型号：掌握书上的例子。
（2）额定值：一般了解，掌握额定频率和额定转速，我国的频率为50赫兹。
（3）连接方法：有Y型和角型。
（4）绝缘等级和温升：掌握允许温升的定义。
（5）工作方式：一般了解。
4. 三相异步电动机的机械特性掌握额定转矩、最大转矩与启动转矩的关系。
直流电动机的原理及特性
直流电机
定子
机座 换向极 主磁极 电刷装置 电枢铁心 换向器
转子
电枢绕组 轴承
风扇 转轴
2.1.2 直流电动机的励磁方式 定义：直流电机产生磁场的励磁绕组的接线方式称为励磁方式。 实质上就是励磁绕组和电枢绕组如何联接，就决定了它是什么 样的励磁方式。
1.他励式
若励磁绕组不与电枢 绕组联接，励磁绕组单独 由其他电源供电的直流电 机称为他励式直流电机。
2.1.2 直流电动机的励磁方式
并励式
励磁绕组与电枢绕组并联，称为并励式直流电机。 并励式直流电机的电枢电流Ia。励磁绕组流过的 电流为If ，经过负载或电源供给电机的总电流 为 I，三者须满足以下关系： 直流发电机：Ia ＝I＋If 直流电动机：Ia ＝I－If
2.1.2 直流电动机的励磁方式
第2章 直流电动机的原理及特性
直流电机的用途
测速
伺服
励磁机
电源
直流电机的特点
• 直流发电机的电势波形较好，对电磁干扰的影响小。 • 直流电动机的调速范围宽广，调速特性平滑。 直流电动机过载能力较强，起动和制动性能良好。
• 由于存在换向器，其制造复杂，价格较高
2.1直流电动机的基本结构和工作原理
端盖 —— 端盖装在机座两端并通过端盖中的轴承支 撑转子，将定转子连为一体。同时端盖对电机内部还 起防护作用。
定子部分
电刷装置——电刷装置是电枢电路的引出（或引入） 装置，它由电刷，刷握，刷杆和连线等部分组成，右 图所示，电刷是石墨或金属石墨组成的导电块，放在 刷握内用弹簧以一定的压力按放在换向器的表面，旋 转时与换向器表面形成滑动接触。刷握用螺钉夹紧在 刷杆上。每一刷杆上的一排电刷组成一个电刷组，同 极性的各刷杆用连线连在一起，再引到出线盒。刷杆 装在可移动的刷杆座上，以便调整电刷的位置。