[电机与拖动基础(第二版清华出版社)课件]3章直流.pptVIP

* 直流发电机：由原动机驱动，输入机械能 直流电动机：输入电能，输出机械能 应用举例：任意调节转速转矩的大型造纸机、轧钢机，M-G系统；此外，电气机车、各种起重吊车、电动汽车、自行车、电瓶车、携带式电动工具等 第3章 直流电机原理 3.1 直流电机的用途及基本工作原理 3.1.1 直流电机的用途 一、直流电机的物理模型 3.1.2 直流电机的基本工作原理 * * 直流电机电枢导体内为交变电流，经换向器和电刷得到直流电 一个线圈输出脉动电压 直流发电机： 多个线圈输出直流电压 直流电动机：通入直流电 电流以电刷分界 （1）额定容量PN： 允许输出的最大功率（kW） （2）额定电压UN：额定状态下出线端电压（V） （3）额定电流IN：额定状态下出线端电流（A）(常不标出) （4）额定转速nN ： 额定状态下的电机转速 (r/min) 3.2.2 直流电机铭牌数据（额定值） （5）励磁方式和额定励磁电流 此外还有额定转矩、额定效率、温升等不一定标在铭牌上 额定状态运行→各物理量都等于其额定值 直流发电机： PN＝UN· IN 直流电动机： PN＝UN· IN ·? ★ 额定条件下电机所能提供的功率 指电刷间输出的额定电功率 发电机 指轴上输出的机械功率 电动机 发电机：是指输出额定电压； 电动机：是指输入额定电压。 在额定工况下， 电机出线端的电压 在额定电压下，运行于额定功率时对应的电流 在额定电压、额定电流下，运行于额定功率时对应的转速 * P1 ----输入功率 P2 ----输出功率 （电动机）PN= UN IN ?N = P1N?N P=TΩ=T (2πnN/60 ) 电动机轴上输出的额定转矩用T2N表示： 欠载：效率较低，浪费能量 过载：可能因为过热而损坏电机 所有，选择电机，应尽量使其工作在额定状态 * 直流电机原理图、接线图 * 3.3.4 直流电机的励磁方式 下面是哪种励磁方式 * 3.4 直流电机的电枢绕组 电枢→核心 电枢绕组是由许多形状完全相同的绕组元件以一定的规律连接起来的 3.4.1 单叠绕组 1 单叠绕组展开图 1.槽展开 2.绕组放置 3.安放磁极电刷 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 16 15 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 16 15 槽展开 绕组放置 安放磁极、电刷 N S N S τ τ τ τ + － + + － － 光盘: 2.3节5.1 * * 要在电刷间取得最大电势，必须使相邻电刷间仅串联相同极性磁极下的元件；若电刷移位，就得不到Emax 电刷必须与几何中心线使的元件相接触（通过换相片），称为“电刷位于几何中心线上” （对称绕组时） 从表面上看， “电刷在磁极中性线上” * 3.5.1 电枢电动势与电磁转矩 磁场+导体+旋转→e e = B l v 电动势 E=CeΦn 磁场+导体+电流→T f = B l i 电磁转矩 T=CTΦIa 3.5.2 电磁转矩 3.5.1 电枢电动势 3.5.3 直流电机的电枢反应 电枢反应：电枢磁场对气隙中主磁场的分布和大小的影响 * * 发电机结构示意图 3.6 直流发电机 磁场+导体+旋转→e E与Ia同方向 回路方程： Ea=U+Ia Ra CeΦn = U+IaRa 空载时Ia =0 ：U=E 输出U随E变化 负载时Ia ≠0 ，U还要随Ia变 Φ变? Φ变?------不一定 励磁方式、电枢反应 电动势 E=CeΦn * T与n反方向，T=CTΦIa 设：T0----空载转矩 T1----输入转矩 转矩平衡方程： T1=T+T0 功率与转矩的关系：P=TΩ 转矩等式两边同乘Ω 功率平衡方程： 电磁功率----PM=TΩ ----在电枢内部由电功率转换成的机械功率 电动机结构示意图 E与Ia反方向， E=CeΦn * 3.7 直流电动机 回路方程： U=Ea+Ia Ra CeΦn = U-IaRa 直流电动机的转速公式 当Φ、Ra =常数时， * 他励电动机 回路方程： U=Ea+Ia Ra 即：Ia =(U-Ea)/ Ra 例： Ra = 0.1Ω； U =220V n = 0→ Ea =0V n = nN时→ Ea =210V， 则：Ia = U/ Ra =220/0.1=2200A 则：Ia =(220-210)/0.1=100A ①堵转会烧毁电动机； ②起动电流大，必须限制 * T与n同方向 转矩平衡方程： T=T2+T0 =TL 设：T0----空载转矩 T2----输出转矩 反转？