或者说：回路中感应电流的流向，总是使感应电流激发的穿 过该回路的磁通量，反抗回路中原磁通量的变化。
N：线圈匝数
e N d dt
第二章 直流电机的电力拖动
主要内容：直流电动机的结构，特性，启动，制动，调速 第一节 直流电机的结构与工作原理 2.1 结构 直流电动机工作具有可逆性，即可作为电动机使用，也可作 为发电机使用，两者结构上相同。
2.3 直流电动机的励磁方式
根据励磁方式的不同，直流电动机分为如下几种方式： a、他励直流电机 b、并励直流电机 c、串励直流电机 d、复励直流电机
2.4 直流电动机
φ N
a
d
φ
B
S
b i
ic
F
电动机模型
-
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注意 ：当电动机在电枢电流的作用下旋转时，其电枢线圈会 切割磁力线这一运动会在电枢中产生感生电动势，该电动势 产生的电流方向与外加电源的方向相反，对外加电流有抵消 作用，而且这一感生电动势与转速有关，与转速成正比。
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第一章 预备知识
• 1.1 有关磁场的几个物理量 • 1.1.1 磁感应强度（磁通密度）B • 用来描述磁场强弱及方向的物理量，单位
为T（特斯拉）。
• 1.1.2 磁通量Φ • 简称磁通，指穿过某一截面S的磁感应强度B的通量。
常用穿过截面S的磁感线的数量表示。
B • dS S
• 对垂直于截面的均匀磁场有：
Φ=B*S 或B= Φ/S Φ的单位为Wb（韦伯）。1T=1Wb/m2
• 1.1.3 磁场强度H
是为建立电流与由其产生的磁场之间的数量关系而引入的 物理量，方向与B相同，大小： B=μ*H 或 H=B/ μ μ ：导磁率。反映导磁介质导磁性能的物理量。 μ大表示导 磁性能好。单位H/m 真空中的导磁率μ0=4π×10-7 H/m 其他材料导磁率为μ0的倍数： μ= μr μ0 μr= μ/ μ0 为相对导磁率。 非铁磁材料的相对导磁率μr= 1，为常数 铁磁材料的相对导磁率μr= 2,000—6,000，为非常数。 H的单位为A/m（安培/米）
• 1.2 常用基本定律
• 1.2.1 电磁感应定律 一、切割电动势
由导体或导线切割磁感应线而感应的电动势。B、l、v三者相 互垂直时有： e=Blv
e—感应电动势，方向可由右手定则确定 B—磁感应强度 l—导体的有效长度 v—导体相对于磁场的运动速度
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•1.2.2 电磁力定律
载流导体在磁场中会受到电磁力的作用，当磁感线和导体方 向互相垂直时，载流导体所受电磁力为：
f BlI
f—载流导体所受的电磁力 B—载流导体所在处的磁感应强度 l—载流导体在磁场中的有效长度 I—载流导体中流过的电流 电磁力的方向可由左手电动机定则确定
•二、变压器电动势
与线圈交链的磁通发生变化时，线圈中将感应出电动势，方向 可由楞次定律确定。
楞次定律：闭合导体回路中的感应电流，其流向总是企图使感 应电流自己激发的穿过回路面积的磁通量，能够抵消或补偿引 起感应电流的磁通量的增加或减少。
In (A)
4、额定转速
nN (r/min)
5、励磁方式和额定励磁电流 IfN (A)
PN U N I NN
ηN—直流电动机的额定效率；为直流电动机额定运行时 输出机械功率与电源输入电功率的比。
电动机轴上输出的额定转矩T2N
T2 N
(N
•
m)

PN N

PN
2nN
9.55 PN (W ) nN (r / min)
– 电机的选择 • 电机的发热与冷却。 • 电机的容量选择 • 电机种类、类型、电压、转速选择。
二、参考书
1、电机驱动技术 王淑芳编 科学出版社
2、电机与电力拖动 朱耀忠主编
北京航空航天大学出版社
3、电机及拖动
许晓峰主编
高等教育出版社
本课程的考核形式及记分
• 考查 • 随堂测验 • 总成绩=0.6*考查成绩+0.4*平时成绩 • 平时成绩=0.4*课堂作业+0.3*考勤+0.3*实验；
60
9550 PN (kW) nN (r / min)
型号 额定功率 额定电压 额定电流 额定转速 标准编号 产品编号
直流电动机
Z2-92
励磁方式
30kW
励磁电压
220V
工作方式
160.5A
绝缘等级
750r/min 效 率
重量
出厂日期
xxxx电机厂
并励 220V 连续 B级 85% 685kg X年x月
外力使转子转动，则会在电枢上感应出电压，这时的电机就 成为发电机。
3、换向器（整流子）的作用是将外加的直流电转换为电动 机电枢所需的交流电，或是将发电机电枢绕组中的交流电 变为直流电输出。
4、电刷：外部给电枢施加的直流电压或电枢产生的电压， 通过整流子与电刷的接触进行传输。
5、换向极：用来改善换向特性，减少换向火花。
电机驱动及控制
一、课程的目的
课程要求
• 1、握直流电机以及交流三相电机的工作原理、特性以及 电机的选择应考虑的因素。
• 2、了解电机调速的基本知识。
• 本课程的主要内容包括：
– 直流电机
• 直流电机的原理与结构。
• 直流电机的机械特性。
• 直流电机的换向。
• 他励直流电机的制动与调速。
– 交流异步电机 • 三相异步电动机的基本工作原理。 • 异步电机的机械特性。 • 异步电机的启动、制动与调速。
直流电机的结构简单的说可以有如下几个部分组成：
定子 转子
主磁极，励磁绕组 换向磁极及绕组 电刷装置 机座 端盖 电枢铁心
电枢绕组 换向器 转轴 轴承
其他还包括机壳、风扇等。
1、励磁绕组的作用是在主磁极上产生磁通（主磁通）。该 磁通是使电机工作的前提。
2、电枢绕组是转子的一部分，有了主磁通之后，若在电枢 上加入电压，形成电枢电流，这时电机转子就会在主磁通与 电枢磁场的作用下产生旋转运动。
• 思考题
1、直流电动机和直流发电机在结构上是否相 同？
2、在什么条件下直流电动机可以作为直流发 电机使用？
3、直流电动机电枢中的电流是直流的还是交 流的？为什么？
2.2 直流电动机的铭牌数据
国家标注规定直流电动机的额定数据有：
1、额定容量（功率） Pn (kW)
2、额定电压
Un (V)
3、额定电流