直流电机公式和运行原理.ppt

* * 到此 * 2.4 电枢绕组电动势与电磁转矩 电动势Ea.：正负电刷间的感应电动势 回忆：直流电机的电枢绕组绕线方式？ 极对数p=电刷对数=并联支路对数a 每条支路的瞬时感应电动势相等 2.4 直流电机电枢绕组的感应电动势 单根导体的电动势： 提问：直流电机感应电动势如何产生？ 右手定则 电枢感应电动势为 有效导体数： 每一支路串连导体数： S是线圈的个数 电枢线速度： 电枢绕组感应电动势： 电枢绕组的电动势（续） 每根导体的平均感应电动势： 电动势常数 结论：对于已制造的电机，它的电枢电 动势正比于每极磁通和转速。 电枢电动势和电磁转矩的方向 在发电机中电磁转矩和电机转速方向相反，是制动性转矩 A B + -- n e e f N S 电流与感应电动势方向一致 i i 在电动机中电磁转矩和电机转速方向相同，是拖动性转矩 i i N S + -- f f n 电流与感应电动势方向相反 e e 2.4 直流电机电枢绕组的电磁转矩 电磁转矩： 总电磁转矩： 提问：电磁力？ 左手定则 [ N ] 将 及 代入总电磁转矩表达式得： 电枢绕组的电磁转矩 且有 结论：对于已制造的电机，它的电枢电磁转矩正比于每极磁通和电枢电流。 转矩常数 电机学最重要的两个公式 + -- 第五节 直流电动机的运行原理? + - 直流电机的运行原理： 用运动方程式表征其内部的电磁过程和机电过程。 1，基本平衡方程： 包括电机电气系统的电压平衡方程式和机械系统的转矩平衡方程式。 2，工作特性： 考虑电枢电阻上压降后的电动机空载运行定义： 当输入功率全部消耗在电枢绕组发热上，即电动机没有拖动负载，空转的情况。 基本方程式包括： + -- 1.电压平衡方程式 电磁转矩 电枢电动势： 反电动势： 2.转矩平衡方程式 励磁电流 第五节 直流电动机的运行原理? + - T2输出转矩； T0空载转矩(U=Ea)； 功率平衡方程式 + -- 电压平衡方程式 电磁转矩 电枢电动势 转矩平衡方程式 第五节 直流电动机的运行原理? + - P0空载损耗(U=Ea) 空载转矩T0 Pcu电枢铜损耗 U=Ea+Iara+2△Ub  功率平衡方程式： UI a=EaIa+Ia2ra+2△UbIa P1=Pem+pcua+pb UIa=(Ea+Iara+2△Ub)Ia  Pem=P2+pFe+pm+pad=P2+p0+pad P1=P2+pFe+pm+pad+pcua+pb pFe:铁损耗,铁心中的涡流和磁滞损耗 pm:机械损耗、机械摩擦和风阻 pad：附加损耗、杂散损耗、齿槽效应和磁通脉动 Pem=EaIa=Ce?nIa=Tem? 电磁功率 pFe: 铁损耗,铁心中的涡流和磁滞损耗 pm: 机械损耗、机械摩擦和风阻 pad：附加损耗、杂散损耗、齿槽效应和磁通脉动 他励直流电动机功率流程图 例 某他励直流电动机，PN=6kW，UN=220V，nN=1000r/min，pcua=500W, p0=395W。 试求额定运行时，电动机的： ①额定输出转矩T2N； ② T0空载转矩； ③ TemN额定电磁转矩； ④电磁功率Pem； ⑤额定效率ηN； ⑥电枢回路总电阻Ra； 作业： P49:8 P50:23、24 二、直流电动机的工作特性 直流电机的工作特性：在额定电压和励磁电流工作状态时，电动机的转速、电磁转矩和效率与输出功率(电枢电流)的关系。 转速特性 转矩特性 效率特性 三类曲线 （一）他（并）励电动机的工作特性 IN ?nN n Ia 0 n0 1.转速特性： n0：电动机的理想空载转速 Δn：由负载引起的转速降 固有转速特性 2.转矩特性 Ia Tem 0 电枢反应 3.效率特性: 令d?/dIa=0 pFe+pm=I2ara时，→? =?max 电机的最高效率一般出现在3/4额定功率左右，因此额定功率下，电机效率一般在75%-94%之间。 当U=UN，If=IfN，pFe+pm基本不变，称不变损耗； I2ara和 2?UbIa随Ia变化，称可变损耗； 总结：他励（并励）直流电动机的工作特性 转速特性 转矩特性 效率特性 例 某他励直流电动机，Ua=110V，Ra=0.2Ω， 带某负载运行时，n=980r/min，Ia=30A。 ①求该电机的电动势和电磁转矩； ②保持磁通Φ不变，而电磁转矩增加一倍，求这时的电枢电流Ia和转速n 例1-4 一台幷励直流电动机，PN=7.5kW，UN=110V，nN=1500r/min，IN=82.2A, Ra=0.104Ω，Rf= 46.7 Ω，忽略电枢反应， 试求： ①额