04直流电机.ppt

本章内容 3.1直流电机的工作原理和基本结构 3.2直流电枢绕组（难点） 3.3空载和负载时直流电机的磁场（难点＋重点） 3.4直流电机的感应电动势和电磁转矩（重点） 3.5直流电机的基本方程（重点） 3.6直流发电机的运行特性（重点） 3.7直流电动机的运行特性（重点） 3.8直流电动机的起动、调速和制动 第1部分　直流电机的基本工作原理和基本结构 励磁方式 直流电机的共同问题 　直流发电机 　直流电动机 3.4.5 直流电动机的机械特性和电动机组稳定运行的条件 直流电动机 一、直流电动机的机械特性 定义：U＝UN＝常数时，励磁和电枢回路电阻保持不变时，转速n与电磁转矩TM的关系n＝f(TM) Rj为串入电枢回路的调节电阻，用于改变机械特性的形状。 Rj =0时为自然机械特性，Rj≠0为人工机械特性。 3.4.5 直流电动机的机械特性和电动机组稳定运行的条件 直流电动机 一、直流电动机的机械特性 并励直流电动机的机械特性 机械特性接近于一水平线，称为硬特性。反之特性软 3.4.5 直流电动机的机械特性和电动机组稳定运行的条件 直流电动机 一、直流电动机的机械特性 串励直流电动机的机械特性 软特性： 因为转矩增大，电枢增大，磁通增大，内阻压降均增大，故转速下降很快 3.4.5 直流电动机的机械特性和电动机组稳定运行的条件 直流电动机 二、电动机组稳定运行的条件 典型负载的机械特性n＝f(TL) （1）恒转矩负载： TL = const （2）风机类负载：T L∝n2 （3）恒功率负载：P L= const 3.4.5 直流电动机的机械特性和电动机组稳定运行的条件 直流电动机 二、电动机组稳定运行的条件 下垂的机械特性 3.4.5 直流电动机的机械特性和电动机组稳定运行的条件 直流电动机 二、电动机组稳定运行的条件 上翘的机械特性 稳定条件 3.4.6 直流电动机的调速 直流电动机 调速方法： （1）改变励磁电流（主磁通）调速 ； （2）改变串入电枢回路中的电阻调速 （3）改变电枢端电压调速 3.4.6 直流电动机的调速 直流电动机 一、改变励磁电流调速 优点：设备简单，调节方便，能耗小，效率基本不变，经济性好，调速平滑，可实现无级调速 缺点：只能向上单方向调节，转速高时，换向性能差，机械特性的斜率变大，特性变软； 机械特性：理想空载转速增大；斜率增大 3.4.6 直流电动机的调速 直流电动机 一、改变励磁电流调速 调速过程： 3.4.6 直流电动机的调速 直流电动机 一、改变励磁电流调速 调速过程： A′ B TM TL A 调节磁场前工作点 弱磁瞬间工作点A→A′ 弱磁稳定后的工作点 3.4.6 直流电动机的调速 直流电动机 一、改变励磁电流调速 调速过程： 减弱磁通调速前、后转速变化曲线 减弱磁通前、后的电枢电流变化曲线 t t=t0 n 结论：磁场越弱，转速越高。因此电机运行时励磁回路不能开路。 3.4.6 直流电动机的调速 直流电动机 一、改变励磁电流调速 恒转矩负载： 转速比（磁路不饱和，不计电枢反应和IaRa变化）： 3.4.6 直流电动机的调速 直流电动机 优点：设备简单，操作方便。 缺点：只能向下单方向调节；低速时，机械特性很软，调速范围不大,稳定性差；负载变化时，转速调整率变大；速度调节不平滑，属有级调速；电阻消耗的能量大，调速时效率低，效率与转速成正比。 机械特性：理想空载转速不变；斜率增大 二、改变串入电枢回路的电阻调速 3.4.6 直流电动机的调速 直流电动机 适用于恒功率调速 对恒转矩负载，调速前、后因增通不变而使TM和Ia不变，输入功率不变，输出功率却随转速的下降而下降，减少的部分被串联电阻消耗了。 调速过程： 二、改变串入电枢回路的电阻调速 3.4.6 直流电动机的调速 直流电动机 调速过程： 二、改变串入电枢回路的电阻调速 n TM TL Ra n0 n1 A 0 A′ B n2 Ra+Rj1 未串电阻时的工作点 串电阻Rj1后,工作点由A→A′→B 3.4.6 直流电动机的调速 直流电动机 调速过程： 二、改变串入电枢回路的电阻调速 调速过程电流变化曲线调速前、后电流不变 调速过程转速变化曲线 t t=t0 n2 n1 Ia1 ia n ia n 结论：带恒转矩负载时,串电阻越大,转速越低。 3.3.4并励直流发电机的自励条件和运行特性 直流发电机 一、自励过程和条件 If U 并励直流发电机的自励条件和运行特性 直流发电机 一、自励过程和条件 自励条件： （1）电机必须有剩磁。可通过“充磁”获得 （2）励磁绕组的接线与电枢旋转方向必须正确配合，使励磁电流产生的磁场方向与剩磁方向一致 （3）励磁回路的电阻应小于与电机转速相对应的临界电阻。 改变并励发电机的极性，励磁绕组连接及转向要同