电机学直流发电机解决方案.ppt

2.5 直流发电机 一、基本方程式 功率平衡式 功率和效率 二、 发电机的运行特性 空载特性 负载特性U＝f(If)在负载电流I＝0时， 即为空载特性。 空载特性 Uo＝f（If） 外特性 U＝f（I） 电压调整率 从空载到负载，电压下降的程度由电压变化率来表示。 调整特性 If＝f(I) （3）并联发电机的自励条件和特性 自励特征 自励的条件 外特性和调整特性 直流发电机的总结 ? 2008 College of Electrical Engineering , Zhejiang University Electrical Machinery 直流发电机的励磁方式可以是他励、并励和复励。 以并励为例推导直流发电机的基本方程式。 各物理量正方向的规定： 电枢电动势Ea与电流Ia方向一致； 电磁转矩Tem与转速n方向相反， 为制动转矩。 RL Ra rf Ia If I Ea Tem U rΩ n （1）电势平衡式 电枢回路： Ea U （2）转矩平衡式 T1＝T0＋Tem T1：输入转矩; T0:空载制动转矩 （3）功率平衡式 空载损耗功率p0： pmec：机械损耗; pFe: 铁心损耗； pad： 附加损耗 P1：输入功率; p0：空载损耗功率; Pem：电磁功率 电磁功率Pem： 功率平衡式： 效率： 直流发电机的四个基本物理量： U、I、If、n。（n由原动机拖动，保持不变） 运行特性：在U、I、If 之间，保证其中一个量不变，另外两个物理量之间的函数关系。 主要特性： （1）n＝常数， I＝常数， U＝f（If）；负载特性 （2）n＝常数， If＝常数，U＝f（I）；外特性 （3）n＝常数， U＝常数，If＝f（I）；调节特性 空载时， n等于常数 空载特性实质即为磁化曲线 确定磁路和运行点的饱和程度 空载特性可以通过实验的手段得到。 调节r If单调增长 U=1.1~1.3 UN If单调减小至0 If反向单调增长 U=－（1.1~1.3）UN If单调减小至0 Uf G A V r I U 外特性也可以通过实验的手段得到。 调节RL I从零增至额定值 1 他励 1 2 并励 2 n不变 If不变 G A V r RL U0是空载时的端电压， 一般他励直流发电机的电压变化率约为5％～10%。 I If 转速一定，负载电流变化时，为维持他励直流发电机的端电压不变，需要调节励磁电流。负载电流增大，励磁电流也增大。 I=IN,U=UN 时的If，称为额定励磁电流。 IN IfN I U G A V “自励发电机”， If＝1％～5％ 自励过程： If U 发电机自励时的稳定点为励磁回路伏安特性曲线与空载特性的交点。 电机的转速发生变化， 励磁回路伏安特性曲线发生移动， 稳定工作点发生改变。 不同的转速， 具有不同的临界电阻 （1）电机必须有剩磁。 可通过“充磁” （2）励磁绕组的接线与电枢旋转方向必须正确配合，使励磁电流产生的磁场方向与剩磁方向一致 （3）励磁回路的电阻应小于与电机转速相对应的临界电阻。 并励发电机的外特性 U=f(I) 与他励相比，根据 有几个特点： (1) 负载增大时， 端电压下降较快； (2) 外特性有拐弯现象; 调整特性与他励发电机相似。