电力机车电机机车部马光第一章直流电机基本知识第一节直流电机基本工作原理本节重点：1、直流发电机工作原理2、直流电动机工作原理3、直流电机的可逆性基本知识一、直流电机的模型结构1、什么是电机如图电机是机械能和电能相互转化的装置。2、结构如图一台直流电机的简单模型结构：N、S为固定不动的两个磁极，其间装有一个可以转动的、铁质线圈abcd（称为电枢绕组），线圈首末两端分别连接到两个弧形铜片（称为换向片）上。在外部安装有两个固定不动的铜片AB（电刷），与换向片滑动接触。基本知识二、直流发电机的工作原理1、感应电动势的产生动画演示当直流发电机的线圈在原动机拖动时，线圈的有效边ab和cd段切割磁力线，从而产生了感应电动势e。用右手定则判断，电流的方向是dcba，若接通外电路，电流从换向片1A负载B换向片2.电流从电刷A流出具有正极性，而从电刷B流入具有负极性。当线圈转过90°时，线圈的有效边ab和cd转到磁极的几何中心线上，此处磁密为0，故这一瞬时感应电动势为0。当线圈转过180°时，内部电路电流方向abcd，但因电刷A、B始终与换向片接触，故极性不变。基本知识2、感应电动势的计算根据电磁感应定律，每根导体产生的感应电动势：e=BLv公式中B-------导体所在位置的磁通密度（T）L-------导体切割磁力线的有效长度（m）v-------导体切割磁力线的线速度（m/s）基本知识3、直流发电机产生的电磁转矩当直流发电机的电刷连段获得直流感应电动势后，若接上负载，便有一电流流过线圈，电流与电动势e的方向相反。同时，载流导体在磁场中必产生一电磁里f，其方向用左手定则确定。电磁力对转轴形成一定的转矩T，T与电枢旋转的方向相反，起到了阻碍作用，故称为：阻转矩。直流电机要维持发电状态，原动机就必须输入机械能克服电磁转矩T，以实现将机械能转换成电能。基本知识三、直流电动机原理直流电动机的结构与直流发电机相同，不同的是电刷外接一个直流电源。动画演示基本知识根据电磁力定律，载流导体ab、cd都将受到电磁力f的作用，其大小为：f=BLif----电磁力大小B----导体所在位置的磁通密度（T）L----导体切割磁力线的有效长度（m）i----导体中流过的电流（A）基本知识四、直流电机的可逆性：一台直流电机原则上既可以作为电动机运行，也可以作为发电机运行，只是外界条件不同而已。如果用原动机拖动电枢恒速旋转，就可以从电刷端引出直流电动势而作为直流电源对负载供电；如果在电刷端外加直流电压，则电动机就可以带动轴上的机械负载旋转，从而把电能转变成机械能。这种同一台电机能作电动机或作发电机运行的原理，在电机理论中称为可逆原理。习题1、简述直流电机的可逆性2、试说明电磁感应定律和电磁力定律3、默写感应电动势公式、默写电磁力公式小结1、直流发电机工作原理2、直流电动机工作原理3、直流电机的可逆性4、电磁感应定律、电磁力定律及其公式谢谢2010-1石家庄铁路运输学校
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