第3章直流电机的基本理论汇编.ppt

第 3 章 直流电机的基本理论 3.6 直流电动机稳态运行时的基本方程式和工作特性 3.6.1 直流电动机稳态运行的基本方程式 已知一台他励直流电动机的数据为PN＝75kW，UN＝220V，IN＝383A，nN＝1500r/min,电枢回路总电阻Ra＝0.0192Ω，忽略磁路饱和的影响。求额定运行时： （1）电磁转矩；（2）输出转矩； （3）输入功率；（4）效率。 解： 本题求解方法不唯一。 思路1：利用P＝TΩ关系式计算。 思路2：利用求取CE和CT的方法计算。 电枢感应电动势为：Ea＝UN－INRa＝220-383×0.0192＝212.646V 电磁功率为：PM＝EaIN＝212.646×383＝81443W 电磁转矩为：T＝PM/Ω＝9.55 PM/n ＝9.55×(81443/1500)＝518.5N·m 输出转矩为：T2＝PN/Ω＝9.55 PM/n ＝9.55×(75000/1500)＝477.5N·m 3.6 直流电动机稳态运行时的基本方程式和工作特性 3.6.1 直流电动机稳态运行的基本方程式 输入功率为：P1＝UIN ＝220×383＝84260W 效率为：η＝P2/P1＝ 75000/84260＝89% 3.6.2 直流电动机的工作特性 1.并励直流电动机的工作特性 1）转速特性n＝f（Ia） ?转速特性是指U＝UN，If＝IfN时，转速与电枢电流之间变化的关系。 3.6 直流电动机稳态运行时的基本方程式和工作特性 3.6.2 直流电动机的工作特性 1.并励直流电动机的工作特性 2）转矩特性n＝f（Ia） ?转矩特性是指U＝UN，If＝IfN时，转矩与电枢电流之间变化的关系。 3）效率特性η＝f（Ia） ?效率特性是指U＝UN，If＝IfN时，效率与电枢电流之间变化的关系。 P0＝pFe+pm+ps不变损耗 P0＝pcu时效率最高 Ia n η 0 η n T 3.6 直流电动机稳态运行时的基本方程式和工作特性 3.6.2 直流电动机的工作特性 2.串励直流电动机的工作特性 1）转速特性n＝f（Ia） ?转速特性是指U＝UN时，转速与电枢电流之间变化的关系。 假设磁路没有饱和，则有 3.6 直流电动机稳态运行时的基本方程式和工作特性 3.6.2 直流电动机的工作特性 2.串励直流电动机的工作特性 2）转矩特性T＝f（Ia） ?转矩特性是指U＝UN时，转矩与电枢电流之间变化的关系。 3）效率特性η＝f（Ia） ?同并励电动机。 Ia n η 0 η n T 与并励电动机相比，串励电动机的优点： 对于相同的转矩变化量，串励电动机的电枢电流变化量小； 对于允许最大的电枢电流，串励电动机可以产生较大的电磁转矩。 并励 复励 M Ia If + U － I 串励 O n T 3.6 直流电动机稳态运行时的基本方程式和工作特性 3.6.2 直流电动机的工作特性 3.复励直流电动机的工作特性 积复励、差复励。 (1) 有较大的Tst 。 (2) 可以空载运行。 机械特性 3.7 他励直流电动机的机械特性方程式 O T n IN nN n0 一台他励直流电动机的额定数据为PN＝17kW，UN＝220V，nN＝1000r/min，IN＝92A，电枢绕组的电阻Ra＝0.2Ω，电刷压降2△Ub＝2V。试计算： （1）电动机的额定电磁转矩。 （2）理想空载转速和实际空载转速。 （3）电动机的输出转矩保持为额定值不变，在电枢回路中串入0.3Ω电阻，求电动机转速。 3.7 他励直流电动机的机械特性方程式 解： （1） （2） 理想空载转速为 额定输出转矩为 空载转矩为 空载电流为 实际空载转速为 （3） 以他励直流发电机为例 + Ua － G If + Uf － E Ia 3.8 直流发电机稳态运行时的基本方程式和工作特性 3.8.1 直流发电机稳态运行时的基本方程式 1.电压平衡方程式 2.转矩平衡方程式 3.功率平衡方程式 P1 Pme+ Pad PFe Pm PCu P2 3.8 直流发电机稳态运行时的基本方程式和工作特性 3.8.1 直流发电机稳态运行时的基本方程式 一台四极复励直流发电机的额定数据为PN＝6kW，UN＝220V，nN＝1450r/min，电枢绕组的电阻Ra75℃＝0.92Ω，并励回路电阻Rf75℃＝177Ω，电刷压降2△Ub＝2V，空载损耗P0＝pFe+pm+ps＝355W。试求额定负载下的电磁功率、电磁转矩及效率。 解： 3.8 直流发电机稳态运行时的基本方程式和工作特性 3.8.1 直流发电机稳态运行时的基本方程式 电磁转矩为 额定负载时发电机的输入功率为 效率为 1.他励直流发电机 外电源Uf →If →Φ E →n 原动机 →电枢 →Ua