第4章 直流电机1(原理).ppt

Page * 【实例1】 电磁转矩为 （2）端电压为124V时 由于电枢电动势大于端电压，电枢电流将流出 电机，电机作发电机运行，电枢电流为 Page * 【实例1】 发电机端的输出功率为 电磁功率为 电磁转矩为 Page * 本章小结 直流电机的基本工作原理是建立在电磁感应定 律和电磁力定律上的，直流电机的运行是可逆的， 同一台电机既可在一定条件下作发电机运行，又可 在另一条件下作电动机运行，如在原动机的拖动下 可作为发电机，将输入的机械能转变为电能；如在 电枢两端输入直流电能，可作为电动机，将输入的 电能转变为机械能。 Page * 本章小结 直流电机由定子和转子组成，定子主要用于建 立主磁场，转子主要作用是产生感应电动势和电磁 转矩，是实现机电能量转换的枢纽，故又称电枢。 旋转着的电枢绕组中的电流、电动势都是交变的， 但电机的外部静止电路中的电流、电压是直流性质 这是换向器和电刷的共同作用的结果，因此换向是 直流电机特有问题，对直流机的换向应有所了解。 Page * 本章小结 直流电机的铭牌数据是正确选择和合理使用的 依据，必须理解各额定值的含义。直流电机一般可 分为他励、并励、串励和复励四种，不同的励磁方 式产生不同工作特性。电机负载运行时，电枢磁场 对主磁场会产生影响，称电枢反应，电枢反应的结 果是：使气隙磁密发生畸变；物理中性线偏离几何 中性线一角度，并在磁路饱和时有祛磁作用。 Page * 本章小结 发电机和电动机运行时都有感应电动势Ea=CeΦn 和电磁转矩T=CTΦIa，在发电机中，EaU（电枢端电 压），电磁转矩是制动转矩，在电动机中，感应电动 势为反电势，UEa，电磁转矩是拖动转矩。 熟练运用直流电机的三个基本平衡方程式，可定 量计算电机运行中的各物理量，同时还可求得电机的 各种工作特性。 Page * 本章小结 并励直流发电机能自励的条件是： ①电机必须有剩磁，否则应利用其它直流电源对其 充磁； ②励磁绕组与电枢绕组的接法要正确，即使励磁电 流产生的磁通方向与剩磁方向一致，否则应改变并 励绕组极性； ③励磁回路总电阻应小于该转速下的临界电阻。 Page * 他励直流电动机的机械特性 ①求理想空载点（n0，0） 计算理想空载转速公式为 式中 Page * 他励直流电动机的机械特性 电枢回路电阻Ra，可实测或根据经验公式估算。 一般直流电动机额定运行时的铜损约占总损耗的一半 至三分之二，则Ra的估算式为 Page * 他励直流电动机的机械特性 ②求额定工作点（nN，TN） 根据铭牌数据可得额定转速nN，而计算电磁转 矩公式为 Page * 【例1-6】 一台他励直流电动机额定数据为PN=100kW， UN=220V，IN=517A，nN=1200r/min，电枢回路电阻 Ra=0.044Ω，试求：1）固有机械特性方程式；2）额 定负载时的电枢电动势和额定电磁转矩；3）额定输 出转矩和空载转矩；4）理想空载转速和实际空载转 速；5）电机额定运行，分别求电枢回路外串电阻 RaΩ=0.206Ω时的转速、电压U=50V时的转速和磁通 F=75%FN时的转速。 Page * 【例1-6】 解：（1）求固有机械特性方程式 ∵ ∴ （2）求电枢电动势和电磁转矩 电枢电动势为 电磁转矩为 Page * 【例1-6】 （3）额定输出转矩和空载转矩 输出转矩为 空载转矩为 （4）求理想空载转矩和实际空载转矩 理想空载转速为 实际空载转速为 Page * 【例1-6】 （5）电枢回路外串电阻RaΩ=0.206Ω时的转速 （6）电压U=50V时的转速 （7）磁通F=75%FN时的转速 Page * 串励直流电动机的机械特性 串励直流电动机的特点是：励磁绕组与电枢绕组 串联，励磁电流If与电枢电 流Ia相等，即If=Ia，气隙主 磁通随电枢电流的变化而变 化，其接线图如图1-41所示。 Page * 串励直流电动机的机械特性 串励直流电动机的固有机械特性是指：在电源 电压U=UN，电枢回路外串电阻RΩ=0时，n=?(T)的关 系曲线，其表达式为 Page * 串励直流电动机的机械特性 (1)当负载较小时 负载较小，则T较小，这时磁路未饱和，气隙主 磁通Φ∝Ia，即Φ=k1Ia，故有 式中 为一常数，所以特性方程为 式中C1、C2均为常数，特性方程表明：转速n是随着 电磁转矩T的增大而减小，是双曲线