华南理工大学《电机及拖动》第二章20120316.pptVIP

1 整理上述各式，得串励电动机机械特性方程式为： 机械特性的特点： (1) 它是一条非线性的软特性； (2) 当电磁转矩很小时，转速会很高； (3) 电磁转矩与电枢电流的平方成正比，因此启动转矩大，过载能力强。 思考：串励电动机能否空载运行？ 1-并(他)励；2-复励；3-串励 第二章 直流电机的运行特性 * 电机学与拖动基础 电机学与拖动基础 本章主要教学内容： 1. 直流发电机的运行原理 2. 直流电动机的运行原理 3. 直流电动机的机械特性 4. 串励和复励直流电动机 2.1 直流发电机的运行原理 2.1.1 直流发电机的基本方程式 电压平衡方程式、转矩平衡方程式和功率平衡方程式。 右图为并励直流发电机惯例 1.电压平衡方程式 2.转矩平衡方程式 3.功率平衡方程式 将转矩平衡方程式两边乘以电枢机械角速度 得 其中， 注意：如果是他励发电机则没有 并励直流发电机功率流图 直流发电机效率： 例2-1 一台额定功率 的并励直流发电机，额定电压 ，额定转速 ，电枢回路总电阻 ，励磁回路总电阻 。已知机械损耗和铁耗 ，附加损耗 ，求额定负载时各绕组的铜耗、电磁功率、总损耗、输入功率及效率各为多少？ 解：先计算额定电流 励磁电流 电枢电流 电枢回路铜耗 励磁回路铜耗 电磁功率 总损耗 输入功率 效率 2.1.2 直流发电机的运行特性 直流发电机的运行特性指发电机的电枢端电压、励磁电流、负载电流或电枢电流这三个基本物理量之间的关系。保持其中一个量不变，只研究其余两个量之间的关系就构成了一种运行特性。我们只研究端电压特性。 空载运行 (1)空载特性 (2)并励和复励直流发电机空载电压的建立 并励和复励直流发电机都是自励发电机，可不需要外部直流电源供给励磁电流，即可以自励。 右图为并励发电机接线图，下图为自励分析曲线。 自励的三个条件 ①电机必须有剩磁，如果电机无剩磁，可用其他直流电源激励一次，以获得剩磁。 ②励磁绕组并联到电枢的极性必须正确，否则励磁绕组接通以后，电枢电动势不但不会增大，反而会下降，如有这种现象，可将励磁绕组与电枢出线端的连接对调，或者将电枢反转。 ③励磁回路电阻必须小于临界电阻值。如果励磁回路中电阻很大，则伏安特性很陡，与空载特性交点很低或无交点，也不能建立电压，如上页左图中直线3与空载特性相切，此时励磁回路的电阻值称为临界电阻值。 2. 负载运行 (1) 外特性：保持 ， 不变，端电压与负载电流之间的关系曲线。 1－积复励；2－他励；3－并励 右图为直流发电机外特性曲线。 思考：为什么并励直流发电机的外特性下降最多？ (2) 调节特性：保持端电压恒定，励磁电流与负载电流之间的关系曲线。 (3) 效率特性：发电机的效率与负载电流之间的关系曲线。 下图分别为他励直流发电机的调节特性和效率特性 调节特性 效率特性 2.2 直流电动机的运行原理 2.2.1 直流电机的可逆原理 以并励发电机为例说明 发电机运行： 保持 不变，撤去原动机， 为阻转矩 变为驱动转矩 当 时稳速运行 变为电动机运行。 上述电机可逆运行的原理说明： 发电机与电动机在一定条件下可以相互转换，关键取决于加在电机轴上转矩的性质和大小。如能使 升高，并使 ，则电机运行在发电机状态，反之则运行在电动机状态。 电动机运行：只要在电机轴上接上原动机，向电机输入机械功率，转速 和电枢电动势 就会上升。如果使得 大于电网电压 ,电枢电流将反向，电机的电磁转矩 也反向，与电机的转向相反，变成制动性转矩。此时电机向电网输送电功率，变成发电机运行。 2.2.2 直流电动机的基本方程式 右图为并励直流电动机惯例 1. 电压平衡方程式 2. 转矩平衡方程式 3. 功率平衡方程式 下图为并励直流电动机的功率流图 电动机的效率： 例2-2 一台四极他励直流电机，电枢采用单波绕组，电枢总导体数 ，电枢回路总电阻 。当此电机运行在电源电压 ，电机的转速 ，气隙每极磁通 时，电机的铁耗 ，机械摩擦损耗 (忽