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第17章 直流发电机和直流电动机 一、 自励发电机的电压建起 1.1 自励发电机的电压建立过程 起动开始，U=0，励磁电流If=0。 由于铁心存在剩磁，当电枢旋转时，电枢绕组中有小的感应电势（b点），在励磁绕组中产生微小的励磁电流Ifb。 若Ifb产生的磁势与剩磁同方向，则使磁场增强，电枢端电压随之增加，并产生更大的激磁电流。 1.2 自励发电机的电压建立条件 1.3 绕组接法与旋转方向 1.4 转速与场阻线及稳定电压 二、 直流发电机的运行特性 2.1 直流发电机的平衡方程式 2.1 直流发电机的平衡方程式 2.1 直流发电机的平衡方程式 2.2 他励发电机的特性 励磁电流不随负载电流变化 励磁可调，电压调节范围大，适用于要求电压广泛可调的应用场合。工业上低压（4-24V）及高压（600V）以上均为他励。 2.2.1 他励时的空载特性 2.2.2 他励时的外特性 端电压下降的因素： ①电枢回路中引起的电压降 ②电枢反应的去磁作用 通常约为0．05—0．10 2.2.3 他励时的调节特性 当有负载电流时，为要维持端电压不变，随着负载电流的增大，励磁电流相应增大 2.3 并励发电机的特性 励磁绕组与电枢绕组并联、励磁电流由发电机电枢绕组自己供给，随电枢电压变化 作为短线路的电源，如同步电机的励磁机、蓄电磁的充电电源等。 2.3.1 并励时的空载特性 并励发电机在空载时，电枢电流等于励磁电流。由于励磁电流很小，它流过电枢绕组所产生的电阻压降和电枢反应很小，故空载时的感应电势即可认为是与空载端电压相等。所以，并励发电机的空载特性和它的磁化曲线相同 2.3.2 并励时的外特性 端电压下降的因素 ①电枢回路的电压降； ②电枢反应的去磁作用； ③端电压下降引起的励磁电流减小。 2.3.3 并励时的调节特性 讨论 并励发电机在下列情况下空载电压如何变化？ 磁通?减小10% 则Ea=E0也减小10% 励磁电流减小10% 发电机正常运行处于磁路饱和状态，If减小10%，则?减小小于10% 励磁回路电阻减小10% If减小10%，磁阻斜率线减小10%，空载电压是磁化曲线与磁阻线的交点。由于工作在磁化曲线的饱和区，U0增加不到10% 2.4 串励发电机特性 2.5 复励发电机的特性 思考题 如果没有磁饱和现象，直流发电机是否能自励?试作图说明 试描述串励发电机电压建起过程的物理概念。串励发电机短路时有无危险? 试解释下二公式的物理意义，并说明它们各用于何种电机 作业 17-4 三、直流电动机 三、 直流电动机的作用原理 电枢绕组和励磁绕组分别施加直流电源。气隙中主磁通与电枢电流相互作用产生电磁转矩， 电磁力矩为原动力矩，在电磁力矩的作用下，驱动轴上的机械负载旋转。 电枢绕组感应电势为 3.1 直流电动机的平衡方程式 3.1 直流电动机的平衡方程式 3.1 直流电动机的平衡方程式 四、 直流电动机的机械特性和工作特性 4.1 直流电动机的机械特性 转矩特性 转速特性 转速与转矩特性（机械特性，T-n曲线） 4.2 电动机稳定运行 4.3 并励电动机的特性 4.4 串励电动机的特性 五、直流电动机的起动、调速和制动 5.1 直流电动机的起动 起动要求： 足够的起动转矩 一定范围的起动电流 起动时间符合生产要求、起动设备简单、经济、可靠。 5.2 限制起动电流的起动方法 5.3 降压起动方法 一般只适用于大容量频繁起动的直流电动机，须用专门的调压电源。 优点：起动电流小，起动消耗能量少，升速比较平稳。 在起动过程中，可逐步提升电源电压，使按需要的加速度上升。在实用中，发电机-电动机组即采用降压起动法，其中，发电机及电动机均采用他励，以保证起动时有足够的励磁电流。“整流器-电动机”组也采用此方法。 6.1 直流电动机的调速 基本要求：调速幅度宽广、调速连续平滑、损耗小、经济指标高等。 6.2 并励电动机的弱磁调速 6.3 调节电源电压调速 在很广的范围内平滑调速，且电动机的机械特性硬度保持不变。 6.4 调节可变电阻调速 效率低 负载转矩较小时，电枢电流小，调节作用不大 电动机机械特性变软，使转速变化率增大 7 直流电动机的制动 即在转动方向产生阻力矩 7 直流电动机的制动 即在转动方向产生阻力矩 思考题 在什么情况下并励电动机的转速特性是下降持性?在什么情况为上升特长。为什么我们宁要下降特性，而不要上升特性 设有一并励电机接在电网上，试比较当该机作为发电机运行时和作为电动机运行时的旋转方向。如把外施至并励电动机的电源极性倒转，电动机的旋转方向会不会改变?如何改变电动机的旋转方向? 思考题 设正常运行时，—直流并励电功机的电阻压降为外施电压的5％、现将励磁回路断路，就