直流电机原理答案.ppt

换向器的作用：直流发电机中，换向器将绕组中的交变电势变为电刷间的直流电势（整流作用）。　　 从上述直流电机的工作原理来看，一台直流电机若在电刷两端加上直流电压，输入电能，即可拖动生产机械，将电能变为机械能而成为电动机；反之若用原动机带动电枢旋转，输入机械能，就可在电刷两端得到一个直流电动势作为电源，将机械能变为电能而成为发电机。这种一台电机既能作电动机又能作发电机运行的原理，在电机理论中称为电机的可逆原理。 换向器 第二节 直流电机的电枢绕组 （2）磁极轴线： 平分主极成左右两部分的直线。 （3）几何中性线： 相邻两主极的几何分界线,该处的气隙磁密为零。 单波绕组 单波绕组的节距 磁化曲线 电枢磁场及其磁通密度波形 2.电刷不在几何中性线时的电枢反应 直流电机的感应电动势和电磁转矩 每根导体的感应电动势为 二、直流电机的电磁转矩 直流电动机 直流电动机的工作特性 （2）转矩特性 二 、串励电动机的工作特性 练 习 题 P47: 10,11,14 （1）大小 每个导体的平均感应电动势：e av Bav l v 导体切割磁场的线速度： v n ?Da 60 n 2p? 60 电枢感应电动势： 与 无关，与导体每秒切割的总的磁通量 有关 Ea CeΦ n Ce 电动势常数： Ce pN 60a 单位：Wb 单位：r/min V 2 方向： 由Φ 和 n 共同决定。 3 性质： 发电机为电源电动势；电动机为反电动势。 1 产生 电枢电流 i 磁 场 Φ Tem 2 大小 总电磁转矩Tem 总导体数?Tav（每根导体产生的平均电磁转矩） F → Tem CTΦ Ia CT 转矩常数： 单位：Wb 单位：A N·m CT Ce 60 2? 9.55 CT 9.55 Ce CT pN 2a? Ce pN 60a 2 方向： 由Φ 和 Ia 共同决定。 3 性质：发电机:制动 与转速方向相反 ； 电动机:驱动 与转速方向相同 。 直流发电机按励磁方式分类 G If + Ua － Ia + Uf － 他 励 并 励 串 励 复 励 G + U － I If Ia G + U － I Ia G Ia If + U － I 直流发电机 一、直流发电机的基本方程式 直流发电机 1.电压平衡方程式 励磁回路： 电枢回路： 注：Ea U I G *发电机惯例：以输出电流作为电枢电流正方向，Ia与Ea方向相同 2.转矩平衡方程式 ia Tem T0 T n · · · · · · · · · · · · · + + + + + + + + + + + + + N S 3.功率平衡关系 直流发电机功率流程图 P1 TΩ Pem TemΩ EaIa pCua，pCub UIa P2 定义：当 、 时， 空载特性 A Rf Uf - + If G A + - V K RL n 二、他励直流发电机的运行特性 研究条件：保持转速n不变且等于额定转速nN. 三个物理量：端电压U、负载电流I、励磁电流If 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 UN IfN 空载特性（续） 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 UN IfN 分析： U0 Ea-IaRa Ea CeΦnN If Ff/N 结论： 1.经过一定比例转换后， 开路特性U0 f If 曲线与电机的磁化曲线Φ f Ff 形状完全相同。 2.一台电机的磁化曲线只有一条，而空载特性曲线会随着转速n的升降而成比例的上升或下移。 3.一般电机的工作点位于开路特性上曲线开始弯曲的膝点A附近。据此可以判断电机的饱和程度。 定义：当 、 时， 外特性 A Rf Uf - + If G A + - V K RL n O I U n nN If IfN IN UN U0 外特性 电压平衡方程式 U Ea－Ra Ia 当 Ia? Ra Ia? Ea ? 电枢反应 U ? 电压调整率（当 额定负载过渡到空载时） U0－UN UN ?UN ×100% 5% ~ 10% 调节特性 当 n nN，U UN 时： If f I O I If IfN IN 调节特性 效率是指输出功率与输入功率之比 P2/PN 0 η 效率特性 当 n nN，U UN 时,效率与负载的关系 令 0可求得效率最高点，得到效率最大的条件：当电动机中不变损耗等于可变损耗时，效率最高。且通常出现在（75% ~ 100%）PN 区域内。 三、并励直流发电机 自励：励磁绕阻并接于电枢绕组两端，由发电机本身