第3章 直流电机的基本理论me.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 3.6.2 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 If = Uf Rf 励磁电路 总电阻 Ia = 0， Ua = U0 = E 调节Rf →If 可变 →Φ 可变 →E 可变 → Ua可变。 + 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 3.8.2 直流发电机的运行分析 （1）空载运行 励磁电路： 电枢电路： U0 = E = f (If ) 空载特性 n = nN Ia = 0 O If U0 Er 剩磁感应 电动势 输出电压: U = Ua 输出电流: I = Ia 电压平衡方程式 U = Ua = E－Ra Ia 当 Ia? Ra Ia? Ua ? 外特性 O I U n = nN If = IfN IN UN U0 n = nN If = 常数 空载特性 负载特性 1.他励直流发电机 3.8 直流发电机稳态运行时的基本方程式和工作特性 3.8.2 直流发电机的运行分析 （1）负载运行 E ? (电枢反应) U = f (I ) 电压调整率 VR = U0－UN UN ×100% ( 5% ~ 10% ) 当 n = nN，U = UN 时： If = f ( I ) O I If IfN IN 调整特性 1.他励直流发电机 3.8 直流发电机稳态运行时的基本方程式和工作特性 3.8.2 直流发电机的运行分析 （1）负载运行 调整特性 (1) 主磁极必须有剩磁Φr ： Φr →Er →Ifr →Φ →E＞Er Φ与Φr 方向相同 →E＜Er Φ与Φr 方向相反 (2) 励磁电流产生的磁通必须与剩磁同方向： Φr →Er →Ifr →E＞Er → If＞Ifr →Φ ? →E ? ··· ※ E 与 If 既应满足空载特性又应满足欧姆定律。 ＋ Ua － G If Ia I 2.并励直流发电机 3.8 直流发电机稳态运行时的基本方程式和工作特性 3.8.2 直流发电机的运行分析 E →Φ ? Φ → E ? 自励过程与条件 当 R