第2章直流电机解答.ppt

U0 = E = f (If ) —— 空载特性 O If U0 Er 剩磁感应 电动势 2. 负载运行 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↑ E↓(电枢反应) Ua↓ ● 外特性 当 U = f (Ia ) n = nN Ia = 0 O Ia U n = nN If = IfN IN UN U0 n = nN If = 常数 电机与拖动 ● 电压调整率: VR = U0－UN UN ×100% ( 5% ~ 10% ) ● 调整特性： 当：n = nN，U = UN 时： If = f ( I ) O I If IfN IN 电机与拖动 三、并励发电机 E ＋ Ua － G If Ia I E →Φ ? Φ → E ? 1. 自励条件 (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 之间应满足空载特性; ● If 与 E 之间应满足欧姆定律。 电机与拖动 ① 当Rf ＜Rfcr 时， E＞＞Er ， 能够自励; ②当Rf ＞Rfcr 时， E≈Er，不能自励。 (3) 励磁电路的电阻必须小于临界电阻。 O If E Er Q Ifr If1 If2 If O If E Er Rf =Rfcr Rf ＜Rfcr Rf＞Rfcr E ＋ Ua － G If Ia I 2. 运行分析 I = Ia－ If U = Ua = Uf Ua = E－ RaIa I↑ →Ia↑ RaIa↑ E↓(电枢反应) Uf ↓ →Φ↓ Ua↓ ↓ ● 外特性： U = f ( I ) E ＋ Ua － G If Ia I n = nN Rf = 常数 O I U U0 他励 并励 ① 负载增加时， U 下降较快。 VR ≈20% 电机与拖动 ② 外特性有拐弯现象。 O I U U0 他励 并励 IN UN RL↓→ I (Ia)↑→ U↓ 低饱和磁路 RL↓→ U↓ → If↓ →Φ↓→ E↓ (较大幅度) →U的下降比 RL的减少得更快 I = U / RL RL↓→ U↓ → I↓ ↓ → RL = 0，U = 0， If = 0 → Φ =Φr ， E = Er → ISC 较小。 ③ 稳态短路电流不大。 E ＋ Ua － G If Ia I 四、复励发电机 ◆ 积复励发电机： ① 当 I = IN 时的 UN ＞U0 —— 过复励发电机 ② 当 I = IN 时的 UN ＝U0 —— 平复励发电机 ③ 当 I = IN 时的 UN ＜U0 —— 欠复励发电机 他 并 I O U UN 过 IN 平 欠 差 G I ＋ U － 2.3 直流电机的磁场与电枢反应 一、直流电机的空载磁场 ? 二、电枢磁动势 线负荷 交轴磁动势 电枢磁密分布 ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ N S 励磁磁密 电枢磁密 合成气隙磁密 三、 直流电机的电枢反应 几 何 中 性 线 N S 励磁磁动势产生 的励磁磁场 （空载磁场） 物 理 中 性 线 电枢磁动势产生 的电枢磁场 （交轴） N S 合成磁场 （负载时的磁场） N S 物理 中性线 电枢反应 —— 电枢磁动势对主极磁场的影响。 ● 电枢反应的影响： (1) 总磁场发生畸变 物理中心线偏离几何中心线?角, 被电刷短路的元件的 e≠0，增加了换向困难。 合成磁场 （负载时的磁场） ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ N S (2) 一半磁极的磁通增加，一半磁极的磁通减少， 磁路不饱和时：每极磁通不变； 磁路饱和时：每极磁通减少，e 和T 相应减少。 ● 电枢反应的影响： 一、电动势 E 电枢旋转 n 总磁场 Φ e →∑e →E 2. 分析： 1. 产生: 2.4 直流电机的电动势和电磁转矩 气隙平均磁密 l —— 电枢长度 ? —— 极距 ? ——每极磁通量 N ——电枢总导体数 a ——电枢绕组并联支路对数 一根导体的平均电动势 导体线速度 导体平均电动势 ——每条支路的串联导体数 N 2a