电机及拖动基础 教学课件 ppt 作者 刘景林 罗玲 付朝阳 编著第三章.ppt

第六节 直流发电机工作原理 第八节 直流电动机的机械特性 改变电压的人为机械特性如下图所示。 理想空载转速 随着 U 不同而发生变化，并成正 比关系。但其斜率不变，与固有机械特性斜率相同。 第八节 直流电动机的机械特性 3. 减少气隙磁通量的人为机械特性 电机磁路接近饱和，改变磁通只能是减少磁通。减小气 隙每极磁通的方法是减小励磁电流。 仅改变每极磁通的人为机械特性表达式为 理想空载转速 ；斜率 。 第八节 直流电动机的机械特性 改变每极磁通的人为机械特性如下图所示。 第九节 串励和复励直流电动机 一．串励直流电动机 串励直流电机的 励磁绕组串联在电枢 回路中，其原理图如 左图所示。励磁电流 等于电枢电流，即： 第九节 串励和复励直流电动机 假设电机磁路不饱和，每极气隙磁通与励磁电流 成 正比。 式中， 是比例常数。 第九节 串励和复励直流电动机 电机的电磁转矩： 电枢电流： 电枢电流 随电机负载而变化，所以磁通 也随着负载 的变化而不同。 第九节 串励和复励直流电动机 将上式代入电机的电压 平衡方程式，可得串励直流 电动机的机械特性表达式为： 如左图中的曲线所示。 从上式中可以看出， 随着电磁转矩 增大， 转速 迅速下降，机械 特性呈非线性关系，且 特性很软。 第九节 串励和复励直流电动机 直流电动机的机械特性 1—他励；2—复励；3—串励 随着电磁转矩增大， 电流也增加，电机磁路接 近饱和，磁通 接近常 数。此时，串励电动机的 机械特性开始变硬，接近 于他励电动机的特性。 第九节 串励和复励直流电动机 综上所述，串励直流电动机的机械特性有如下特点： 特性呈非线性，且很软； 当电磁转矩 时， 。即理想空载转速很大。 因此串励直流电动机不允许空载运行。 起动转矩大，过载能力强。 第九节 串励和复励直流电动机 二．复励直流电动机 左图是复励直流电 动机的电路图。若其并 联的并励绕组与串联的 串励绕组极性相同，称 为积复励；极性相反， 称为差复励。 第九节 串励和复励直流电动机 积复励直流电动机的机械 特性介于他励与串励直流电动 机特性之间，具有串励电动机 起动转矩大，过载能力强的优 点，又避免了空载转速很高的 缺点。其机械特性曲线如左图 中曲线 2 。 直流电动机的机械特性 1—他励；2—复励；3—串励 第十节 直流电机的换向 一．换向过程 当旋转着的电枢绕组中的某元件从一条支路进入另一条 支路时，该元件中的电流将变换方向。把元件中电流方向发 生变换的过程称为换向。 电刷和换向片宽 度分别为 、 ，电 刷保持静止，换向器 以线速度 按图示方 向运动。 第十节 直流电机的换向 当电刷仅与换 向片 1 接触时，如 左图所示，元件 1 属于电刷右边的支 路，其中电流为 ； 第十节 直流电机的换向 随着换向器向 左运动，元件 1 被 电刷短路，如左图 所示，电流从 开 始衰减。 第十节 直流电机的换向 左图中电刷与换 向片 2 完全接触，元 件 1 属于电刷左边的 支路，电流值仍为 ， 但电流方向相反。 第十节 直流电机的换向 下图为元件1的理想换向电流曲线。换向周期 。 通常， 的大小只有几毫秒。 第十节 直流电机的换向 二．经典换向理论简介 换向过程包含上述的电磁过程，还伴随着复杂的化学、 热力学、机械等过程。经典换向理论只考虑换向的电磁过程。 1. 换向元件中的电动势 换向元件中存在着两种不同的电动势，下面分别进行 讨论。 第十节 直流电机的换向 （1）旋转电动势 设换向区域内的磁通密度为 ，电枢表面线速度为 ， 换向元件匝数为 ，元件边长度为 ，换向元件在换向过程 中产生旋转电动势 第十节 直流电机的换向 （2）电抗电动势 换向元件在换向周期内电流从 变为 ，将在元件中 产生试图阻止电流的变化的感应电动势，称为电抗电动势。 换向元件中的电抗电动势包括自感电动势 和互感电动 势 两部分。 第十节 直流电机的换向 电抗电动势 的形式为 综上可知，换向元件中总的电动势应为