第1章直流电动机的基本原理.ppt

直流电机的基本特点 1.1直流电机的基本原理与基本结构 （3）效率特性 定义：当 、 时， 由方程式可得 空载损耗为不变损耗，不随负载电流变化，当负载电流较小时效率较低，输入功率大部分消耗在空载损耗上，电动机的效率较低；随着负载电流的增加，输入的功率大部分都输出到机械负载上，电动机的效率也随之提高；但当负载电流增大到一定程度时，铜损随着快速增大，此时电动机的效率又逐步变小。电动机的效率特性如图所示。 例题1 一台并励直流电动机，PN=7.5kW，UN=110V，IN=82.2A，nN=1 500r/min，Ra=0.101 4Ω，Rf=46.7Ω，忽略电枢反应。求（1）T2N；（2）TN；（3）n0；（4）Ia0；（5）n0`； 二、 直流发电机的基本方程 如图规定各物理量的参考方向 1、电枢电动势和电动势平衡方程 为电枢回路总电阻， 为正负电刷与换向器表面的接触压降。则电动势平衡方程为： 电枢电动势： 从方程式可见，直流发电机 2、电磁转矩和转矩平衡方程 电磁转矩： 直流发电机的励磁电流 直流发电机轴上有三个转矩：原动机输入给发电机的驱动转矩 、电磁转矩 和机械摩擦及铁损引起的空载转矩 。平衡方程为： 3、励磁特性公式 每极气隙磁通 4、功率平衡方程 原动机输入给发电机的机械功率 电磁功率 机械摩擦损耗 、铁损耗 、附加损耗 。 空载损耗 包括： 电磁功率一方面代表电动势为 的电源输出电流 时发出的电功率，一方面又代表转子旋转时克服电磁转矩所消耗的机械功率。 电枢回路绕组电阻及电刷与换向器表面接触电阻是的铜损耗 输出的电功率 自励发电机中还应减去励磁损耗 三、 他励发电机的运行特性 1、空载特性 定义：当 、 时， 直流发电机的空载特性是非线性的的，上升与下降的过程是不相同的。实际中通常取平均特性曲线作为空载特性曲线。 空载时， 。由于 ，因此空载特性实质上就是 。由于 正比于 ，所以空载特性曲线的形状与空载磁化特性曲线相同。 空载特性曲线上升分支 空载特性曲线下降分支 平均空载特性曲线 2、外特性 定义：当 、 时， 外特性曲线如图所示 由曲线可见，负载电流增大时，端电压有所下降。 他励 并励 根据 可知，端电压下降有两个原因：一是在励磁电流一定情况下，负载电流增大，电枢反应的去磁作用使每极磁通量减少，使电动势减少；另一个原因是电枢回路上的电阻压降随负载电流增大而增加，使端电压下降。 3、调节特性 定义：当 、 时， 外特性曲线如图所示 由曲线可见，在负载电流变化时，若保持端电压不变，必须改变励磁电流，补偿电枢反应及电枢回路电阻压降对对输出端电压的影响。 四、 并励发电机的自励条件和外特性 并励的励磁是由发电机本身的端电压提供的，而端电压是在励磁电流作用下建立的，这一点与他励发电机不同。并励发电机建立电压的过程称为自励过程，满足建压的条件称为自励条件。 1、自励条件 曲线1为空载特性曲线，曲线2为励磁回路总电阻 特性曲线，也称场阻线 。 原动机带动发电机旋转时，如果主磁极有剩磁，则电枢绕组切割剩磁通感应电动势。在电动势作用下励磁回路产生 。如果励磁绕组和电枢绕组连接正确， 产生与剩磁方向相同的磁通，使主磁路磁通增加，电动势增大， 增加。如此不断增长，直到励磁绕组两端电压与 相等时，达到稳定的平衡工作点A。 增大 ，场阻线变为曲线3时， 称为临界电阻 。如图所示。 若再增加励磁回路电阻，发电机将不能自励。 可见，并励直流发电机的自励条件有： 2、空载特性 并励发电机的空载特性与一般电机的空载特性一样，也是磁化曲线。由于励磁电压不能反向，所以它的空载特性曲线只在第一象限。 （1）电机的主磁路有剩磁 （3）励磁回路的总电阻小于该转速下的临界电阻 （2）并联在电枢绕组两端的励磁绕组极性要正确 3、外特性 4、调节特性 并励发电机的电枢电