电机与拖动第1章直流电机讲述.ppt

思考题： 1 保持电机转速和励磁电流不变，直流电机空载时的电枢电动势与负载时的电枢电动势是否相同？为什么？ 他励直流电动机运行在额定状态，如果负载为恒转矩负载，减少磁通，电枢电流是增大、减小还是不变？ 改变并励直流电动机电源的极性能否改变它的转向？为什么？ 一台直流电机的极对数p＝3，单迭绕组，电枢总导体数N＝398，气隙每极磁通?＝2.1?10-2Wb，当转速分别为1500r/min和500r/min时，求电枢感应电动势的大小。若电枢电流Ia=10A，磁通不变，电磁转矩是多大？ 运动方程式： 电气系统——电动势平衡方程 机械系统——转矩平衡方程 机电能量转换——功率平衡方程 直流电动机惯例 直流电动机惯例： 1 反电动势Ea； 2 驱动转矩T； 3 制动转矩T2和T0 三 直流电动机的运行原理 1 直流电动机的基本方程 直流电动机的基本方程 电动势平衡方程 若电机稳态运行，电枢电流恒定不变。 励磁回路的电动势方程为： 注： 电动机：UEa 发电机：UEa 转矩平衡方程 电动机稳态运行，即以恒定角速度转动。 Tz：总负载转矩 总结： 1 励磁?不变，Ia与Tz成正比；Ia的方向、大小仅由Tz决定。 2 理想空载Tz ＝0，则Ia ＝0。 直流电动机的基本方程 功率平衡方程 并励直流电机从电源输入的电功率为： P1 = UI=U(Ia+If) 电机效率： 直流电动机的基本方程 例：并励电动机铭牌如下： 已知电枢电阻为0.078?，试求（忽略电枢反应影响） （1）电动机的额定输出转矩； （2）在额定电流时的电磁转矩； （3）电机的理想空载转速和实际空载转速； （4）在总制动转矩不变的情况下，当电枢回路串入0.1 ?电阻后的稳定转速。 练习：一台并励电动机铭牌如下： 电机带额定负载运行，若总制动转矩不变（忽略空载转矩），当电枢回路串入一电阻使电机转速降为450r/min，求串入的电阻数值，此时电机的输出功率和效率。 P2 定义：是指在U=UN ， ，电枢电路无外加电阻时, 转速n、电磁转矩T和效率 随输出功率而变化的关系，即 。 在实际运行中，工作特性为 。 他励（并励）直流电动机的工作特性 转速特性 2 直流电动机的工作特性 他励（并励）直流电动机的工作特性 n0：理想空载转速 总结： 1 特性较硬。 2 实际运行中，电机磁路设计比较饱和， Ia ?，电枢反应呈现去磁作用，? ?，则n下降更少甚至会上升。 n’0：实际空载转速?Ia0 转矩特性 他励（并励）直流电动机的工作特性 他励（并励）直流电动机的工作特性 效率特性 ——可变损耗 当不变损耗等于可变损耗，即 时，电动机的效率最高。 当电动机被设计为运行于额定状态时效率最高时 他励（并励）直流电动机的工作特性 串励直流电动机的特点： ，?随Ia变化。 转速特性 总结： 1 n随负载增大而迅速降低,特性较软； 2 空载或轻载（小于额定负载的15％～20％）时，转速极高，导致“飞车”，损伤电机。 串励直流电动机的工作特性 串励直流电动机的工作特性 转矩特性 具有较大的启动转矩，适宜拖动诸如电力机车等牵引机械和重载启动等场合。 第一章 直 流 电 机 直流电机的基本工作原理和结构 直流电机的磁场 直流电机的运行分析 直流发电机：将机械能转变为直流电能 主要用于直流电动机和交流发电机的励磁直流源 直流电动机：将直流电能转变为机械能 主要优点：调速范围广，易于平滑调速； 启动、制动和过载转矩大； 易于控制，可靠性高。 主要用于对调速要求较高的生产机械上，如电车、轧钢机、电气铁道牵引、挖掘机械、纺织机械等。 第一节 直流电机基本工作原理和结构 基本工作原理 主要结构 电枢绕组 一、直流电机的基本工作原理 在直流电动机和直流发电机运行时，都会产生电磁转矩，但二者性质有何不同？ 在直流电机的绕组线圈中流动的是直流电还是交流电? 直流电动机绕组线圈中是否有感应电势，方向如何？ 建立磁场 → 产生电磁力的条件 载流导体 → 产生电磁力 线圈运动 → 对外输出机械功 换向器和电刷 → 换流，产生持续电磁力 直流发电机 建立磁场 → 产生感应电势的条件 导体运动 → 产生感应电势 负载 → 对外输出电能 换向器和电刷 → 整流，产生直流电势 直流电动机 二 直流电机结构组成 直流电机的主要结构 定子部分: 主磁极 换向极 电刷装置 机座 转子部分