第2章--直流电机运行特性12讲述.ppt

第2 章　直流电机的运行特性 本章主要教学内容 1. 直流发电机的运行原理 2. 直流电动机的运行原理 3. 直流电动机的机械特性 4. 串励和复励直流电动机(选学） 　 直流发电机的运行特性指发电机的电枢端电压、励磁电流、负载电流I或电枢电流Ia这三个基本物理量之间的关系,即保持其中一个量不变，只研究其余两个量之间的关系就构成了一种运行特性。我们只研究端电压U的特性。　 下面就其加以介绍。 条件：转速nN不变，研究U、I、If 。 简单分析： 　 　　并励和复励直流发电机都是自励发电机，其空载电压的建立不需要外部直流电源供给励磁电流，这种自励发电机的运行首先是在空载时建立电压（即所谓自励），然后才能加上负载，下面以并励直流发电机为例发电机的空载自励． 　　　　接线如上面的图所示，图中刀开关S打开，电机处于空载状态．为使并励发电机能建立电压，电机内部必须有剩磁．当电机旋转时，由于剩磁产生一个不大的剩磁电动势，即自励分析曲线中的Eor . 如果励磁绕组与电枢端并联的极性正确，使得励磁绕组中通过的电流所建立的磁动势与剩磁磁动势方向一致，则气隙磁场得以加强，电枢电动势增大，励磁电流进一步增大，这样电压就建立起来了．但电压最后稳定到何值，要进行具体分析，参照上页的并结合自励分析曲线，满足空载特性的方程： 1）从磁路关系考虑， U0=f(If) 　　　　　　　（Ｉ） 2）从电路关系考虑， U0=RfIf,　　　　　　　　　　 （Ⅱ） 而满足（ （Ｉ）和（Ⅱ）两式的交点A为并励发电机自励建立电压后的电压稳定点，可见并励直流发电机必须满足自励电压条件。 2.2 直流电动机的运行原理 2.3 直流电动机的机械特性 分析参见P37 高等院校自动化新编系列教材 计算机控制技术 第一章 计算控制系统概述 * * 2.1.1直流发电机的基本方程式 电压平衡方程式、转矩平衡方程式及功率平衡方程式。 并励直流发电机惯例 1.电压平衡方程式 Ra Rf IN= 参见P27 .swf .swf 可见，发电机把机械能转换成电能 并励直流发电机功率流图 直流发电机效率： 注意：此图是带负载后的功率流程图 =PN 2.1.2 直流发电机的运行特性 　　　当nN = C 、I =0时、U0=f(If) 的关系曲线称为空载特性。它表明直流发电机空载运行时，空载端电压与励磁电流的关系。 当发电机励磁绕组中有励磁电流If时，每极磁通为φ０ ，设电枢电动势为E０ ，那么，电枢端电压U0=E０＝ Ce φ０ n ，由于Ce 、 n 不变，所以E０ 与φ０ 成正比，而励磁磁动势F f 与If 成正比，所以空载特性U0=f(If) 与电机空载磁化特性φ０ = f(If)的曲线相似． 　　因为磁路中有磁滞现象，所以改变If的方向所测得的正反空载特性有所不同，以般都用它们的平均空载特性。 空载特性曲线 （1）空载运行特性（如右图） 1、空载运行P29 (2)并励和复励直流发电机空载电压的建立 。 并励发电机接线图 自励分析曲线 并励和复励直流发电机都是自励发电机，可不需要外部直流电源供给励磁电流即称之为自励电机 即U=f(Ia) 分析参见P30 即If=f(I)P30 即η =f(I)关系P30 .swf 可见，电动机把电能转换成机械能 关于图形上翘参见P35解释 参见P35看定义 画图参照P39 画图参照P39 2.3.3 人为机械特性 n3 TL n1 n2