第3章直流电机原理(5-10).ppt

3.5 电枢电动势与电磁转矩 电枢电动势的认识 3.5.2 电磁转矩 电磁转矩的认识 3.5.3 直流电机的电枢反应 2、电枢磁场、电枢反应的定义 直流电机负载后，电枢绕组有电流通过，该电流建立的磁场简称电枢磁场，电枢磁场对主磁场的影响就称为电枢反应。 当电机带上负载后，电机的气隙磁场由主磁场和电枢两个磁场共同决定。电枢磁动势的出现，使气隙磁场发生畸变，即电枢反应。 各支路电流都是通过电刷引入获引出，因此电刷是电枢表面上电流分布的分界线。电枢磁势的轴线总是与电刷轴线相重合。 3、电枢反应 电枢反应特点 思考题： 直流发电机负载工作下将电刷顺电枢转向移动一角度后，电枢反应是什么性质的？当电枢反方向转动后，负载工作下电枢反应的性质与前者有何不同？ 3.6 直流发电机 3.6 直流发电机 3.6.2 功率关系 3.6.2 功率关系 3.7 直流电动机的运行原理 3.7.1直流电机的可逆原理 3.7.1直流电机的可逆原理 3.7.1直流电机的可逆原理 3.7.3 他励直流电动机的功率关系 思考题：改变并励电动机电源的极性，能否改变其转向？为什么？ 3.7.4 直流电动机的工作特性 2、转矩特性 3、效率特性 3.8 他励直流电动机的机械特性 3.8.2 固有机械特性 2、改变电枢电压的人为机械特性 3、减少气隙磁通量的人为机械特性 3.8.4 根据电机的铭牌数据估算机械特性 3.9 串励和复励直流电动机 3.9.2 复励直流电动机的机械特性 3.10 直流电机的换向 改善换向的方法 当U＝UN， If＝IfN时， 的关系叫效率特性。 其中， 为不变损耗 为可变损耗 令 可得 直流电动机的效率约为0.75～0.94 作业：S3.14, 3.4 3.8.1 机械特性的一般表达式 直流电动机的基本方程式： 电磁转矩： 感应电动势： 电枢回路电势平衡式： 电动机转速特性： 机械特性一般表达式： 当U=UN，Φ=ΦN，电枢回路无外接电阻时，转速与转矩之间的关系。 3.8.3 人为机械特性 1、电枢回路串电阻的人为机械特性 保持U=UN及? =?N不变而在电枢回路中串入电阻R，所得的n=f（T）关系。 保持每极磁通为额定值不变，电枢回路不串电阻（R=0）,只改变电枢电压时的机械特性。 一般都为降低的电压。 固有 人为 UN U1 U2 UNU1U2 T O n n0 保持端电压为额定值不变，电枢回路不串电阻（R=0），只改变励磁电流的机械特性。 额定时，接近饱和，一般都为减弱的磁通。 固有 人为 ?N ?N ?’ T O n n0 ?1 理想空载转速 (1)根据经验估算额定电枢电动势 EaN=（0.93~0.97）UN (2)根据所选直流电动机，实测电枢回路电阻 3.9.1 串励直流电动机的机械特性 Ia n 根据转速公式，可得 串励电动机的特点 ， 特点：重载时， n很小；轻载时，飞车。 结论：串励电动机不允许在小于15～20％的额定负载下起动。 Ia n 复励是串励和并励共同合成得励磁方式。 并励起主要作用， 接近并励特性； 串励起主要作用， 接近串励特性； 并励 串励 复励 * * 电枢电动势：直流电机正、负电刷之间的感应电势， 即每个支路里的感应电势。 一根导体： Bav：平均磁密；li：导体长度；v：电枢旋转线速度 n：电枢旋转速度（r/min) ：每极磁通 支路电势： Ce：电势常数 z：总导体数 3.5.1 电枢电动势 一台制造好的电机， 它的电枢电势（V）正比于每极磁通Ф（韦伯）和转速n（r/min）, 与磁密分布无关。 若不计饱和影响： 一根导体的平均电磁力： 一根导体所受电磁力对应的电磁转矩： 总电磁转矩： Ct: 转矩常数 一台制造好的电机， 它的电磁转矩正比于每极磁通和电枢电流， 与磁密分布无关。 电势常数Ce和转矩常数Ct决定于结构常数。它们的关系为： 1、主磁场及其磁密分布曲线 主磁通 漏磁通 几何 中性线 如果认为直流电机电枢上有无穷多整距元件分布，则电枢磁动势在气隙圆周方向空间分布呈三角波，如图中 所示。 由于主磁极下气隙长度基本不变，而两个主磁极之间，气隙长度增加得很快，致使电枢磁动势产生的气隙磁通密度为对称的马鞍型，如图中 所示。 主磁场的磁通密度分布曲线 电枢磁场磁通密度分布曲线 两条曲线逐点叠加后得到负载时气隙磁场的磁通密度分布曲线 电刷在几何中性线时的电枢反应的特点： 对主磁场起去磁作用 使气隙磁场发生畸变 空载时电机的物理中性线与几何中性线重合。负载后由于电枢反应的影响，每一个磁极下，一半磁场被增强，一