电机及拖动1第1章直流机第4版.ppt

4.移动电刷位置 1.5 教学重点： 直流电机换向的概念 2 直流电机改善换向的方法 教学难点： 作业： P42：1.9 小结 1 直流电机换向的概念 1.6 直流发电机 1.6 教学内容： 1.6.1 直流发电机的励磁方式 1.6.2 直流发电机的基本方程式 1.6.3 他励直流发电机的运行特性 教学目的与要求： 1 掌握直流发电机的励磁方式 2 掌握直流发电机的基本方程式 3 掌握直流发电机的运行特性 4 掌握并励直流发电机的自励条件 1.6.4 并励直流发电机的自励条件和运行特性 （ DC generator) 1.6.1 直流发电机的励磁方式 供给励磁绕组电流的方式称为励磁方式。分为他励和自励两大类，自励方式又分并励、串励和复励三种方式。 1、他励：直流电机的励磁电流由其它直流电源单独供给。 他励直流发电机的电枢电流和负载电流相同，即： 1.6.1 2、并励： 发电机的励磁绕组与电枢绕组并联。且满足 3、串励： 励磁绕组与电枢绕组串联。满足 1.6.1 4、复励： 并励和串励两种励磁方式的结合。电机有两个励磁绕组，一个与电枢绕组串联，一个与电枢绕组并联。 1.6.1 1.6.2 直流发电机的基本方程式 如图规定各物理量的参考方向 一.电动势平衡方程式 从方程式可见，直流发电机满足 二. 转矩平衡方程式 发电机轴上有三个转矩：原动机输入的驱动转矩 、电磁转矩 和机械摩擦及铁损引起的空载转矩 。转矩平衡方程为： 1.6.2 三.功率平衡方程式 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。 电枢回路电阻及电刷与换向器表面接触电阻上的铜损耗 输出的电功率 自励发电机中还应减去励磁损耗 1.6.2 发电机的效率用η表示，其定义为： 他励直流发电机： 额定负载时，直流发电机的效率与电机的容量有关： （1）10kW以下的小型电机，效率约为75%～85％； （2） 10～100kW，约为85%～90％； （3） 100～1000kW，约为88%～93％。 1.6.3 他励直流发电机的运行特性 一、空载特性 定义:当 、 时， 直流发电机的空载特性是非线性的，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 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 空载特性实质上就是 。所以空载特性曲线的形状与空载磁化特性曲线相同。 1.6.3 二、外特性 定义：当 、 时， 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)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； (二)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。 为什么低? 1.6.3 三、调节特性 定义：当 、 时， 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输出端电压的影响. 1.6.3 1.6.4 并励发电机的自励条件和运行特性 并励发电机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。 1.6.4 一、并励直流发电机的自励条件 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 。 增大 ,场阻线变为曲线3时， 称为临界电阻 。 若再增加励磁回路电阻，发电机将不能自励。 如果励磁绕组和电枢绕组连接正确， 励磁电流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，直到励磁绕组两端的电压与 相等，达到稳定的平衡工作点A。 1.6.4 可见，并励直流发电机的自励条件有： 二、并励直流发电机的空载特性 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