第三章直流电机的工作原理及特性案例.ppt

第三章 直流电机的工作原理及特性;一、直流电机的基本结构;判定通电导体在磁场中受力方向的左手定则 ;判定导线切割磁感线时感应电流方向的右手定则。 ;用右手握住通电螺线管，让四指指向电流的方向，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。 ;主磁极：包括主磁极铁芯、励磁绕组、磁极下面扩大部分的极靴。 主磁极产生主磁场。极靴使通过空气隙中的磁通分布合理，使励 磁绕组牢固固定在铁芯上。 机座：固定主磁极、换向极、端盖，用地脚螺栓将电机固定在基 础上。;换向极：上下NS为主磁极，水平方向有一对较小的磁极即 换向极，线圈旋转到换向的位置，如果没有换向极，那么线 圈中的电流较大，形成很大的电压，从而产生很大的电场强 度，击穿空气产生火花。 在水平方向加一对磁通较小的 磁极，当换向的时候，线圈水平，而线圈要继续运动除了要 切割 主磁极的磁感线外，还要切割换向极的磁感线，从而产 生反电动势，就会减小线圈中的电流，从而减小换向火花。 ;电枢绕组：产生感应电动势及电磁转矩。嵌入电枢铁芯的槽中。 换向器：对发电机而言，将电枢绕组内感应的交流电动势转换电 刷间的直流电动势。对电动机而言，将外加的直流电流转换为电 枢绕组的交流电流。换向器由彼此隔开的换向片组成。;二 直流电机的简化;三 直流电机做发电机 ;四 直流电机做电动机 ;五 直流发电机的励磁方式 他励发电机的励磁绕组由外电源供电，励磁电流不受电枢端电压或电枢端电流影响。其它三种的励磁电流为电枢电流或为他的一部份不，称为自励发电机。;等效电路图;六 他励发电机的特性（发电机电动势与电流方向相同） R负载电组，I负载电流， 是励磁调节电阻， Ra电枢电阻。 Ia电枢电流，E和U发电机的电动势和端电压 U=E-IaRa Ia =（E-U）/Ra Ia=I I=U/R 当空载时，Ia＝I=0： U=U0=E=Ke?n（U0空载端电压） 磁通?取决于励磁电流If， If通过改变励磁调节电阻 来调节。 空载特性曲线：电动势E与励磁电流If之间的关系曲线E=f(If) If=0，有电动势E/，由磁极的剩磁产生的。 改变励磁电流If就能获得所需的电动势E。;他励发电机的外特性曲线 保持转速n为额定值，调节励磁电流If，获得空载电压U0，接上负载，端电压下降。发电机的转速n和励磁电流If为常数，端电压U与负载电流I之间的关系曲线U=f（I）。 他励发电机的负载电流I增加，电枢电压IaRa增加，端电压U下降， UN和IN额定电压与额定电流。（T=Kt?Ia） 他励发电机，从空载到额定负载电压的变化率约为5%~10%;并励发电机的特性 R负载电组，I负载电流， 是励磁调节电阻， Ra电枢电阻。 Ia电枢电流，E和U发电机的电动势和端电压，小灯泡8欧 Rf励磁电路电阻（励磁绕组的电阻和励磁调节电阻）约几百欧;If励磁电流， Rf励磁电路电阻 3、曲线E=f(If)是并励发电机的空载特性曲线，直线E=IfRf是从励磁电路得出，（Ra≤Rf）,两条线的交点建立起电动势E与励磁电流If大小方程式。这个点的电动势是并励发电机两个电刷间稳定输出的电动势。 4、 Rf增大，直线斜率增大，角度变大， Rf过大，可能没有交点，将励磁调节电阻减小。 并励发电机外特性曲线 并励发电机接负载后，转速n一定，励磁电路电阻Rf一定，发电机端电压U与负载电流I的关系式U=f（I）。与他励发电机外特性曲线类似。;八 他励直流电动机的机械特性曲线;为了衡量电动机转速随负载（电磁转矩）变化的情况，引入机械特性硬度：;九 他励直流电动机的固有机械特性曲线 额定电压UN和额定磁通?N下和电枢电路 内不外接任何电阻时的的机械特性n=f（T） 曲线。额定功率PN，额定电压UN，额定电流 IN，额定转速nN，可以求出Ra，Ke?N， n0，TN;十 他励直流电动机的人为机械特性曲线 定义：供电电压、磁通不为额定值，电枢电路串接附加电阻时的 机械特性。 1、电枢回路串接附加电阻Rad时的人为机械特性 ;2、改变电枢电压U时的人为机械特性;3、改变磁通?时的人为机械特性;3、改变磁通?时的人为机械特性;十一 直流他励电动机的启动特性;1、限制直流电动机的启动电流;2、具有一段启动电阻的他励电动机 ;3、具有三段启动电阻的他励电动机 ;十二 直流他励电动机的调速特性 调速：在一定的负载转矩下，人为改变串入电枢回路的电阻Rad、电枢供电电压U、主磁通Φ等电动机的电路参数，以改变电动机的稳定转速。 负载转矩一定时，电动机在特性曲线1上的点A，以nA转速稳定运行，增加电枢电阻后，在特性曲线2上的点B，以nB转速稳定运行 速度变化：由于电动机负载转矩发生变化引