直流电动机效率的概念是
直流电机介绍
一、直流电机的磁路
图1.16 直流电机空载时的磁场分布示意图 1— 极靴；2—极身；3—元子磁轭；
4—励磁绕组；5—气隙；6—电枢齿；7—电枢磁轭
0
考虑到电机的运行性能 和经济性，直流电机额定运 行的磁通额定值的大小取在 磁化曲线开始弯曲的地方图 中的a点（称为膝部）。
N
A
If0 If
0
I fN F f 0 IN
图1.18 电机的磁化曲线
§1.3.2 直流电机负载时的磁场
负载时的气隙磁场将由励磁磁通势和电枢磁通势共同作 用所建立。
一、电枢磁通势和电枢磁场
图1.2 直流发电机原理模型
Hale Waihona Puke 从图看出，和电刷 A接触的导体永远位于 N极 下，同样，和电刷 B接触的导体永远位于S 极下。因 此，电刷 A始终有正极性，电刷 B始终有负极性， 所以电刷端能引出方向不变的但大小变化的脉振电 动势。如果电枢上线圈数增多，并按照一定的规律 把它们连接起来，可使脉振程度减小，就可获得直 流电动势。这就是直流发电机的工作原理。
长期过载或欠载运行都不好。为此选择电机时 ，应根据负载的要求，尽量让电机工作在额定状 态。
直流电动机的铭牌举例
§1.2
§1.2.1 直流电枢绕组基本知识 §1.2.2 单迭绕组 §1.2.3 单波绕组简介
§1.2.1 直流电枢绕组基本知识
电枢绕组是直流电机的一个重要部分，电机中机电能量的转换就是通 过电枢绕组而实现的，所以直流电机的转子也称为电枢。
直流系统相关知识点总结
直流系统相关知识点总结一、直流系统简介直流系统是一种电气系统，其电流是单一方向流动的。
直流系统广泛应用于各种领域，包括能源输送、电动车辆、工业控制和电子设备等。
直流系统具有稳定性高、响应速度快、功率损耗低等特点，因此在一些特定的应用场景下具有独特的优势。
二、直流系统的组成部分1. 直流发电机：直流发电机是将机械能转换为电能的装置，其工作原理是通过转子在磁场中旋转产生感应电动势。
直流发电机广泛应用于发电厂、风力发电站和水力发电站等场合。
2. 直流电动机：直流电动机是将电能转换为机械能的装置，其工作原理是通过电流在磁场中受力产生转矩驱动负载旋转。
直流电动机因其速度和转矩调节范围广泛，被广泛应用于工业控制和电动车辆等领域。
3. 直流变流器：直流变流器是将交流电转换为直流电的装置，其工作原理是通过半导体器件将交流电转换为直流电。
直流变流器在电力传输和电力变换领域具有重要作用。
4. 直流稳压器：直流稳压器是用于稳定直流电压的装置，其工作原理是通过电子元件对电压进行控制。
直流稳压器在电子设备和工业控制系统中有着重要的应用。
5. 直流电力输送系统：直流电力输送系统是将电能从发电站输送到负荷端的系统，其工作原理是通过直流电缆进行输送。
直流电力输送系统因其输送效率高和占地面积小等优势，在远距离输送和跨国输送方面具有重要作用。
三、直流系统的特性1. 稳定性高：直流系统具有较好的稳定性，可以保持较为稳定的电压和电流输出。
2. 响应速度快：直流系统的响应速度快，能够快速调节输出电压或电流。
3. 功率损耗小：直流系统的功率损耗较小，能够提高能源利用效率。
4. 调节范围广：直流系统的调节范围广，能够满足不同负荷的需求。
5. 适用范围广：直流系统适用于各种负载类型和应用场景，具有很大的灵活性。
四、直流系统的应用领域1. 电力系统：直流系统在电力系统中主要应用于电力输送、电动传动和电能质量调节等方面。
2. 交通运输：直流系统在电动车辆和高铁等交通运输领域具有重要应用。
第1章 概论、第3章 直流电机原理
供给励磁绕组电流的方式称为励磁方式。 分为他励和自励两大类，自励方式又分并励、串励和复励三 种方式。
+
U
G
−
（1）他励：励磁电流由其它直 流电源单独供给。
I = Ia
励磁电流
+
If
Uf
−
（2）并励 发电机的励磁绕组与电 枢绕组并联。且满足
（3）串励 励磁绕组与电枢绕组串联。 且满足
Ia = I+ I f
转子
外形图
内部结构图
直流电机的结构剖面图 1—换向器；2—电刷装置；3—机座；4—主磁极； 5—换向极；6—端盖；7—风扇；8—电枢绕组；9—电枢铁心
定子结构图
直流电机的定子主磁极 1—主极铁心；2—励磁绕组；3—机座；4—电枢
转子结构图
直流电机的电枢 1—转轴；2—轴承；3—换向器； 4—电枢铁心；5—电枢绕组；6—风扇；7—轴承
主要章节
第1章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章 第8章 第10章 10章 12章 第12章 绪论 直流电机原理 他励直流电动机的运行 变压器 交流电机电枢绕组的电动势与磁动势 异步电动机原理 三相异步电动机的启动与制动 三相交流电动机调速 微控电机
为重点章
第1 章 概 论
电机是利用电磁感应原理工作的机械。 电机是利用电磁感应原理工作的机械。 1、电机的分类
4、本课程的特点及学习方法 本课程是一门理论性很强的专业基础课。涉及到电 磁学、动力学、热力学等学科。 在分析问题时，必须结合电机的具体结构，采用工 程观点和分析方法，在掌握基本理论的同时，还要注意 培养实验操作技能和计算方法。 建议学习方法 1）抓主要矛盾，忽略次要因素； 2）抓住重点，掌握基本概念、基本原理和主要特性； 3）运用电路原理、物理学等基本理论分析各类电机内 部的电磁物理过程； 4）分析和掌握不同电机的雷同之处，理解公式 所表达的物理概念； 5）必须做到充分预习和复习。
电机学学习课件教学课件PPT直流电动机
一、基本方程式
（1）电流方程 （2）电势平衡式
I I f Ia
U
I
Te,n
If Ia
Ea Ra
Rf
电枢回路： U Ea Ia (Ra R )
励磁回路：
U I f Rf
U > Ea
重要的转速公式
n U Ia (Ra R ) Ce
School of Electrical and Engineering , Jiangsu University
Electrical Machinery
人为特性的几点补充
（1）考虑电枢反应时，会使机械特性上翘。影响稳定 性。通过补偿绕组改善。
（2）机械特性的确定。特殊点（n0，0），（nN，TN)
（3）通过电机的数据铭牌估算机械特性
n0
UN Ce N
,
Ce N
EaN nN
UN
I N Ra nN
School of Electrical and Engineering , Jiangsu University
Te CT
Ra
n
U Ce
Ra CeCT 2
Te
n
可得
Ra CeCT 2
机械特性是稍下降的直线， 计及饱和， 成为水平或上翘。
Te
School of Electrical and Engineering , Jiangsu University
Electrical Machinery
硬特性:从并励电动机转速随所需电磁转矩的增加而 稍有变化。
Electrical Machinery
电枢回路串电阻的人为机械特性
电枢串电阻人为特性的特点： （1）理想空载转速n0与固有机械特性的n0相同；
第07讲直流电机的功率流程
Ea = U - Ra I aN = 95V
n=
Ea = 763.9860 r/min Ce F
Ea = U N + Ra I a + 2 = 240.0249V
Ia Ea
IN UN
If
PM = Ea I a = 71.076kW
2nN p = 100.5310rad/s 60 P T = M = 707.0076N ?m W W=
P 72.738kW 1 = P M + pm + pFe =
掌握直流发电机的功率流程和效率计算。 掌握改变直流电动机的旋转方向的方法。 掌握判断直流电机运行状态的方法。 掌握直流电动机的功率流程和效率计算。
课后作业讲解
教材第1章作业解答
【解】 （1）
Z u = S = K = 20, Zu 20 y1 = = = 5, 2p 4 y = 1, y2 = y1 - y = 4, yk = y = 1
（2）（3）（4）
（5）
2a = 2 p = 4
【解】 （1）
Z u = S = K = 19, K - 1 19 - 1 y= = = 9 p 2 y1 = 5 y2 = 4, yk = y = 9
（2）（3）（4）
n
N
S
N
S
11 12 13 14 15 16 17 18 19
1
2 3
4
5 6
P 1= P N + å p = 23189W
直流电动机的功率流程
以并励直流电动机为例。 输入功率为电功率，由电源提供。 电流流过电枢绕组时，将在内电阻上产生电损耗（主要包括 电枢电阻上的损耗和电刷上的电损耗），并产生电磁转矩，从 而转变为机械功率（即电功率经过电枢绕组在磁场中受力转化 成的机械功率，称为电磁功率）。 电磁功率驱动电枢旋转时，还要扣除机械损耗和铁耗,其余 功率才是真正驱动负载旋转的机械输出功率。
第03章 直流电机
于一个极距 。
极距 定义为
Qu
2p
y应1 等于或接近
由于 Qu不一定能被极数 2整p除，而 又必y1须为整数，可使
Q y u 整数
式中 为小于1的分数。1 2 p 称为整距绕组，
称为长
距绕组,
称为短距绕组y。1 因短距绕组有利于换向y1，对
于叠绕组还可节约y1端部 用铜，故常被采用。
第二节距 y2
交流电动机。
3.2 直流电机的电枢绕组
一、电枢绕组的基本概念
电枢绕组由许多形状完全相同的元件（亦称为线圈）按一 定规律排列和连接而成。
每个元件有两个出线端， 一个称为首端，另一个 称为末端。 一个元件由两条元件边 和前、后端接线组成。
同一个元件的首端和末端分别接到两个不同的换向片上。同 一个换向片上，连有一个元件的首端和另一个元件的末端。
3、直流电机的可逆运行
直流电机是作为发电机运行还是作为电动机运行，主要 在于外部条件，即输入给电机的功率形式。
若从电刷上输入给电机 电功率时，电机作电动机运 行，经转轴向外输出机械功 率。
当从轴上输入给电机 机械功率时,电机作发电机 运行，通过电刷向外部输 出电能.
同一台电机既能作发电机又能作电动机运 行，称为电机的可逆运行。
说明：组成各支路的元件在电枢上处于对称位置，各支路电动势大小相等， 故从闭合电路内部来看，各支路电动势恰巧互相抵消，不会产生环流。
设槽内每层有u 个元件边，则每个实际槽包含 u个“虚
槽”，每个虚槽的上、下层各有一个元件边。若用 Q代
表槽数，Q
代表虚槽数，则
u
Qu uQ S K
电枢绕组的节距
第一节距 y1
一个元件的两个元件边在电枢表面所跨的距离（即跨距）称 为第一节距。用所跨虚槽数表示。
第1章直流电机
1.1 直流电机的基本工作原理与结构 1.2 直流电机电枢绕组简介 1.3 直流电机的电枢反应 1.4 直流电机的电枢电动势和电磁转矩 1.5 直流电机的换向 1.6 直流发电机 1.7 直流电动机
思考题与习题
第1章 直流电机
1.1 直流电机的基本工作原理和结构
测速
电源
励磁机 伺服
第1章 直流电机
合成磁势曲线
饱和时磁阻 不为常数不 能简单叠加
电枢磁场磁通 密度分布曲线
Bx
主磁场的 磁通密度 分布曲线
B0 x
Bax
不饱和两条曲线逐点叠 加后得到负载时气隙磁 场的磁通密度分布曲线
物理中性线偏离几何中性线
第1章 直流电机
二、当电刷不在几何中性线上时
电刷从几何中性线偏 移 角，电枢磁动势 轴线也随之移动 角，如图(a)(b)所示。
第1章 直流电机
1.1.1 直流电机的主要结构
第1章 直流电机
直流电机截面图
第1章 直流电机
直流电机主磁极
第1章 直流电机
换向极
换向极是安装 在两相邻主磁 极之间的一个 小磁极，它的 作用是改善直 流电机的换向 情况，使电机 运行时不产生 有害的火花。
第1章 直流电机
电刷装置
电刷装置—— 电刷装置是电 枢电路的引出 （或引入）装 置
电机运行时，所有物理量与额定值相同——电机运 行于额定状态。电机的运行电流小于额定电流——欠载 运行；运行电流大于额定电流——过载运行。长期欠载 运行将造成电机浪费，而长期过载运行会缩短电机的使 用寿命。电机最好运行于额定状态或额定状态附近，此 时电机的运行效率、工作性能等比较好。
第1章 直流电机
第1章 直流电机
电力拖动考试题及答案
电力拖动考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共10题，总分20分）1. 电力拖动系统的基本组成不包括以下哪一项？A. 电动机B. 传动装置C. 负载D. 电容器答案：D2. 直流电动机的工作原理是基于以下哪种效应？A. 电磁感应B. 洛伦兹力C. 法拉第电磁感应定律D. 欧姆定律答案：B3. 交流电动机的旋转方向由什么决定？A. 电源电压B. 电源频率C. 定子绕组的接线方式D. 转子绕组的接线方式答案：C4. 异步电动机的转子转速与同步转速之间的关系是？A. 相等B. 略低C. 略高D. 无关5. 同步电动机的启动方式中，哪种方式需要额外的启动设备？A. 直接启动B. 变频启动C. 异步启动D. 无刷启动答案：C6. 电力拖动系统中，调速范围最宽的电动机类型是？A. 直流电动机B. 异步电动机C. 同步电动机D. 步进电动机答案：A7. 电动机的额定功率是指在什么条件下的输出功率？A. 最大功率B. 最小功率C. 长时间运行时的功率D. 瞬间最大功率答案：C8. 电动机的效率是指什么？A. 输出功率与输入功率的比值B. 输入功率与输出功率的比值C. 机械功率与电功率的比值D. 电功率与机械功率的比值答案：A9. 电动机的起动电流通常比额定电流大多少？B. 3-5倍C. 5-7倍D. 7-10倍答案：B10. 电动机的绝缘等级是指什么？A. 绝缘材料的耐热性能B. 绝缘材料的耐压性能C. 绝缘材料的耐湿性能D. 绝缘材料的耐磨性能答案：A二、多项选择题（每题3分，共5题，总分15分）1. 以下哪些因素会影响电动机的效率？A. 负载大小B. 电源电压C. 电动机转速D. 环境温度答案：A、B、D2. 电动机的保护措施包括哪些？A. 过载保护B. 短路保护C. 过热保护D. 欠压保护答案：A、B、C、D3. 异步电动机的启动方式有？A. 直接启动B. 星-三角启动C. 自耦变压器启动D. 变频启动答案：A、B、C、D4. 同步电动机的优点包括？A. 功率因数高B. 运行稳定C. 启动转矩大D. 调速方便答案：A、B5. 直流电动机调速的方法包括？A. 改变电枢电压B. 改变电枢电阻C. 改变励磁电流D. 改变电源频率答案：A、B、C三、判断题（每题1分，共10题，总分10分）1. 电动机的额定电压是指电动机在正常工作时的电压。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
直流电动机效率的概念是
直流电动机效率是指电动机在将电能转化为机械能的过程中所能达到的能量转化效率。
由于直流电动机的电能供给方式为直流电源，因此直流电动机的效率通常是较高的。
直流电动机效率的计算公式为：
效率= 机械功率/ 电功率
其中，机械功率是指电动机输出的机械功率，即电动机所提供的有效产出功率；电功率是指电动机输入的电功率，即电动机所消耗的电能。
直流电动机效率反映了电能转化为机械能的程度，是衡量电动机传动效果的重要指标。
高效率的直流电动机在电能转化为机械能的过程中会减少能量损耗，从而提高工作效率、减少能源消耗和降低能源成本。
直流电动机的效率在电动机设计和制造中起着关键作用。
在电动机设计阶段，通过合理的电磁设计和材料选择来减少转子和定子之间的电磁损耗，提高电磁转换效率；在电动机制造阶段，通过合理的机械设计和加工工艺来减少转子和定子之间的机械耗损，提高机械转换效率。
直流电动机效率的高低受多种因素的影响。
其中，电动机负载和机械传动效率是
主要影响因素之一。
电动机的负载决定了转子的负载特性，对转子产生的电磁力和功率有直接影响；机械传动效率则取决于电机和负载之间的传动装置，包括轴、齿轮和皮带传动等。
此外，电动机的工作环境和工况也会对效率产生一定的影响。
在实际应用中，为了进一步提高直流电动机的效率，可以采取以下措施：
1. 优化电磁设计：通过选择合适的电磁材料和电磁结构，减少电磁损耗，提高电磁转换效率。
2. 优化机械设计：通过减少机械传动装置的摩擦和转动阻力，降低机械转换损耗，提高机械转换效率。
3. 优化控制策略：通过采用先进的控制算法，提高电动机运行的整体效率。
例如，可以采用矢量控制技术来实现电机精准控制，减少能量损耗和功耗。
4. 采用高效率电机：选择高效率的电机，能够在工作过程中提供更高的转换效率。
总之，直流电动机效率是指电动机将电能转化为机械能的能量转换效率，是衡量直流电动机传动效果的重要指标。
通过优化电磁设计、机械设计和控制策略，以及选择高效率电动机，可以进一步提高直流电动机的效率，降低能源消耗和成本。