电机拖动第2章2.ppt

第2章 直流电动机的原理及特性 2.1 直流电动机的基本结构和工作原理 2.1.1 基本结构——重点 2.1.2 励磁方式——重点 2.1.3 额定数据 2.1.4 工作原理——重点 ?2.2 直流电机的电枢绕组——不讲 2.2.1 单叠绕组 2.2.2 单波绕组 第2章 直流电动机的原理及特性 2.3 直流电机空载和负载时的磁场——简介 2.3.1 直流电机的空载磁场 2.3.2 负载时直流电机的磁场 2.4 感应电动势和电磁转矩 2.4.1 电枢绕组的感应电动势——公式重点 2.4.2 电磁转矩——公式重点 第2章 直流电动机的原理及特性 2.5 直流电动机稳态运行时的基本方程式和功率关系 2.5.1 基本方程式——重点 2.5.2 功率关系——难点 2.6 直流电动机的机械特性 2.6.1 他励直流电动机的机械特性——重点 2.6.2 串励直流电动机的机械特性——不讲 2.7 电力拖动系统稳定运行条件——重点 2.4 感应电动势和电磁转矩 直流电动机运行时 当电枢绕组内流过电流时 载流导体与气隙磁场相作用 就会产生电磁转矩，使得电枢导体运动 电枢导体的运动又将切割气隙磁场 在电枢绕组中产生感应电动势 本节仅讨论 电枢绕组的感应电动势的计算公式 电磁转矩的计算公式 2.4.1 电枢绕组的感应电动势 含义： 电枢绕组的感应电动势是指 直流电机正、负电刷之间的感应电动势 也称为电枢电势 记作Ea，单位为V 计算公式为： Ea = CE Φ n (2-13) E = B l v 2.4.1 电枢绕组的感应电动势 Ea = CE Φ n (2-13) 式中： 称为电动势常数，与电机结构有关的参数 p ——电机极对数（2p ——电机极数） Na ——电枢绕组的总导体数 2a ——电枢绕组的支路个数 单叠绕组：a = p；单波绕组：a = 1 Φ ——电机每极的磁通量，Wb （动画） n ——电机的转速，r/min 2.4.1 电枢绕组的感应电动势 电机极对数 p = 2 电机极数 2p = 4 对电枢电势的认识 Ea = CE Φ n (2-13) 对于一台制造好的电机 从上式可见： Ea 大小：Ea ∞ Φ n 改变 Φ 或 n 的大小，可使 Ea 大小发生变化 Ea 方向：取决于 Φ 和 n 的方向 改变 Φ 的方向（即改变励磁电流 If 的方向） 就可改变Ea的方向 2.4.2 电磁转矩 计算公式为： T = CT Φ Ia (2-17) 式中， T ——电磁转矩，N·m 称为转矩常数 它也是与电机结构有关的参数 其中p，Na，a的含义同CE Ia为电枢电流，A f = B l i 对电磁转矩的认识 T = CT Φ Ia (2-17) 对于一台制造好的电机 从上式可见： T 大小：T ∞ Φ Ia 改变 Φ 或 Ia 的大小，可使 T 大小发生变化 T 方向：取决于 Φ 和 Ia 的方向 改变 Φ 的方向（即改变励磁电流 If 的方向） 就可改变T的方向 CT 与CE 之间的关系表达式 推导： 则 2.5 直流电动机稳态运行时的基本方程式和功率关系 2.5.1 基本方程式 2.5.2 功率关系 2.5.1 基本方程式 图中标出了各量的参考方向： U —电枢两端的端电压 Ea—电枢感应电动势 Ia —电枢电流 T —电磁转矩 TL —负载转矩 n —电机的转速 Uf —励磁电压 If —励磁电流 Φ —主磁通 TL T n If Ia Ea U Φ Uf ＋ ＋ － － 图2.17 他励直流电动机 各量的规定正方向 2.5.1 基本方程式 根据图中规定的正方向 可以列出直流电动机稳态运行时的基本方程式为： U = Ea＋Ia Ra (2-19) Ea = CE Φ n (2-20) T = CT Φ Ia (2-21) T = T0＋T2 (2-22) If = Uf／Rf (2-23) Φ = f ( If , Ia ) (2-24) TL T n If Ia Ea U Φ Uf ＋ ＋ － － 图2.17 他励直流电动机 各量的规定正方向 电枢绕组 回路的电阻 电动机 空载转矩 电动机 输出转矩 励磁绕组 回路的电阻 基本方程式的应用 举例： 当他励直流电动机的电源电压U、电枢回路电阻Ra、每极磁通量Φ、负载转矩T