直流电机基础5PPT.ppt

电气与自动化工程学院 * 三、直流发电机的工作特性 他励直流发电机 并励直流发电机 复励直流发电机 电气与自动化工程学院 * (一) 空载运行 1. 空载特性 当他励直流发电机被原动机拖动，n=nN 时，励磁绕组端加上励磁电压Uf ,调节励磁电流If0 ,得出空载特性曲线U0=f(I0)。 所以他励发电机的空载特性与电机的磁化特性非常一致。 电气与自动化工程学院 * 2. 并励和复励直流发电机空载电压的建立 并励和复励直流发电机均是一种自励发电机，它们不需要外部直流电源供给励磁电流。 一般情况下，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，在建立额定电压后，才能加以负载。 并励和复励直流发电机的这种空载电压是如何建立的？ 电气与自动化工程学院 * 并励和复励直流发电机空载电压的建立 (1) 原动机拖动发电机旋转。由于电机剩磁的作用，产生一个不大的电动势E0r (2) 闭合励磁回路，E0r产生励磁电流，该电流将使电机内部的磁场进一步增强（可能出现该电流产生的磁场与剩磁相反，两者互相抵消）。 电机必须有剩磁。 (3) 若励磁绕组回路的电阻较大，则建立起的电枢电压无法产生足够的励磁电流，因此必须将励磁回路电阻限定在一定范围内。 励磁绕组并联到电枢两端的极性必须正确 励磁回路电阻应小于临界电阻 电气与自动化工程学院 * (二) 负载运行 无论他励、并励还是复励发电机，建立电压以后，在n=nN 的条件下，加上负载后，发电机的端电压都将发生变化。 1——积复励发电机外特性； 2——他励发电机外特性； 3——并励发电机外特性； 他励发电机负载增加： （1）电枢反应加剧，去磁作用变大； （2）电枢绕组电阻压降和电刷接触压降变大。 并励发电机负载增加，除了以上两个原因外，还有 电机电枢端电压降低，导致励磁电压减小，磁场进一步减弱。 积复励发电机中的串励绕组，在负载加大时，能够提供更大的磁场，从而补偿磁通减小和电枢绕组压降，可以做到空载到负载没有压降。 为什么？ 电机及拖动基础 第二章 直流电机 电气与自动化工程学院 * 上一节课的主要内容： (1) 感应电动势和电磁转矩的计算——重点 电角度、机械角速度、转速的概念 (2) 直流电机的运行原理——重点 直流电机的基本方程式（直流电机的数学模型） 电气与自动化工程学院 * 其中 ； Ω为机械角速度，单位rad/s。 感应电动势的计算公式为： 电磁转矩的计算公式为： 电气与自动化工程学院 * 直流电机的基本方程式： 直流电动机 直流发电机 电气与自动化工程学院 * 本节课的主要内容： (1) 直流电机的功率平衡关系——重点 以并励直流电机为例 (2) 直流电动机的工作特性——重点 并励、串励、复励直流电动机工作特性 (3) 直流发电机的工作特性——重点 空载运行、负载运行 (4) 直流电机的换向——了解 * 并励发电机情形 输入机械功率P1 铁心损耗PFe 机械损耗Pmech 电枢铜耗PCu 电磁功率Pe 电刷接触损耗Pc 励磁损耗PCuf 电功率P2 直流发电机电磁功率Pe , Pe = Ea×Ia Pe＝Te×Ω 电气与自动化工程学院 * 二、直流电动机工作特性 由于电枢电流便于测量，因此往往将工作特性表示为： 条件: U=UN, If=IfN ，电枢回路无外加电阻。 工作特性指: 转速n，转矩Te，效率η和输出功率P2的关系。 转速特性 转矩特性 效率特性 稳态工作特性 电气与自动化工程学院 * (一) 并励直流电动机的工作特性 1. 转速特性 理想转速特性 实际转速特性 理想转速特性和实际转速特性为什么不一致？ 思考 电气与自动化工程学院 * 理想转速特性 实际转速特性 提示： 1. 从参数变化的角度思考？ 2. 什么原因导致了Φ的变化？ 当电机电流较大时，电枢反应表现出明显的去磁特性，从而使Φ减小。 (1) 理想空载转速n0略微上升， (2) 使转速曲线斜率减小。 转速曲线斜率的绝对值增大 电气与自动化工程学院 * 2. 转矩特性 当U=UN, If=IfN时，Te=f(Ia)的关系曲线 理想转矩特性 实际转矩特性 T0为电机空载转矩； T2为负载制动转矩； 思考：理想转矩特性与实际转矩特性为什么不同？ 电枢反应的去磁作用 电气与自动化工程学院 * 3. 效率特性 当U=UN ,If=IfN时，η=f(Ia)的关系曲线 电机效率为输出功率P2与输入功率P1之比的百分数 主磁通在电枢铁磁材料中交变所产生的损耗，分为磁滞损耗和涡流损耗。 当电机主磁通和转速变化不大时，铁耗近似不变，因此这部分损耗也被称为不变损耗