电机与拖动基础教学课件作者周渊深第1章节-直流电机课件幻灯片.pptVIP

两边乘以电枢电流Ia，得 即 式中P2=UIa——发电机输出的电功率； pCua=Ia2Ra——电枢回路铜损耗。 Pem可以写成如下形式 综合以上功率关系，可得功率平衡方程式 一般情况下，直流发电机的总损耗 直流发电机的效率 图1-37 他励直流发电机的功率流程图 1.6.2 他励直流发电机的运行特性 (1)空载特性 (2)外特性 发电机端电压随负载电流增大而降低的程度用电压变化率来表示。电压变化率是指n=nN、If =If N时发电机由额定负载(U=UN、I=IN)过渡到空载(U=U0、I=0)时电压升高的数值对额定电压的百分比 图1-38 他励直流发电机的空载特性 图1-39 他励直流发电机的外特性 图1-40 他励直流发电机的调节特性 图1-41 并励直流发电机 1.7.3 并励直流发电机的运行特性 1.并励直流发电机的空载特性 并励直流发电机的空载特性一般是在他励方式下测得的，所以测取方法和特性形状与他励直流发电机相同。 2.并励直流发电机的外特性 图1-42 并励直流发电机的外特性1—并励；2—他励 3.并励直流发电机的调节特性 1.7.4 复励直流发电机的外特性 图1-43 并励直流发电机的调节特性 1—并励；2—他励 图1-44 复励直流发电机的外特性 1—过复励；2—平复励；3—欠复励 (3)串励直流电机 (4)复励直流电机 图1-17 直流电机的励磁方式 (c)串励；(d)复励 1.4.2 直流电机的空载磁场 1.主磁通和漏磁通 图1-18 直流电机的空载磁场 直流电机中，主磁通是主要的，它能在电枢绕组中感应电动势或产生电磁转矩，而漏磁通没有这个作用，它只是增加主磁极磁路的饱和程度。在数量上，漏磁通比主磁通小得多，大约是主磁通的20%。 磁力线由N极出来，经气隙、电枢齿部、电枢铁心的铁轭、电枢齿部、气隙进入S极，再经定子铁轭回到N极 主磁通 主磁路 磁力线不进入电枢铁心，直接经过气隙、相邻磁极或定子铁轭形成闭合回路 漏磁通 漏磁路 2.直流电机的空载磁化特性 图1-19 空载磁化特性 为了感应电动势或产生电磁转矩，直流电机气隙中需要有一定量的每极磁通 ，空载时，气隙磁通 与空载磁动势 或空载励磁电流 的关系，称为直流电机的空载磁化特性。如右图所示。 3.空载磁场气隙磁密分布曲线 空载时的气隙磁通密度为一平顶波，如图(b) 所示。 图1-20 空载时气隙磁密分布 1.4.3 直流电机的电枢反应及负载磁场 1.直流电机的电枢反应 当励磁绕组中有励磁电流，电机带上负载后，气隙中的磁场是励磁磁动势与电枢磁动势共同作用的结果。电枢磁场对气隙磁场的影响称为电枢反应。电枢反应与电刷的位置有关。 2.直流电机的电枢磁场 图1-21 电枢磁场分布图 电枢电流的分布以电刷轴线为分界线, 电枢磁通势的轴线与电刷轴线相重合，一台两极直流电机电枢磁通势单独作用产生的电枢磁场分布如图1-21所示。 图1-22 一个绕组元件的磁通势 (a)磁力线路径；(b)磁通势的空间分布 当多个整距元件均匀分布于电枢表面时的电枢磁通势在空间的分布为一个以两个极距为周期的多级阶梯波，如图1-23。 图1-23 电刷在几何中性线上时电枢磁通势阶梯波形 图1-24 直流电机的电枢反应 电枢磁场磁通密度分布曲线 主磁场的磁通密度分布曲线 两条曲线逐点叠加后得到负载时气隙磁场的磁通密度分布曲线 由图可知，电刷在几何中性线时的电枢反应的特点： 2)对主磁场起去磁作用 1)使气隙磁场发生畸变 空载时电机的物理中性线与几何中性线重合。负载后由于电枢反应的影响，每个磁极下，一半磁场被增强，一半被削弱，物理中性线偏离几何中性线，磁通密度的曲线与空载时不同。 磁路不饱和时，主磁场被削弱的数量等于加强的数量，因此每极量的磁通量与空载时相同。电机正常运行于磁化曲线的膝部，主磁极增磁部分因磁密增加使饱和程度提高，铁心磁阻增大，增加的磁通少些，因此负载时每极磁通略为减少。即电刷在几何中性线时的电枢反应为交轴去磁性质。 1.5.1 电枢的感应电动势计算 1.5 电枢绕组的感应电动势和电磁转矩到的计算 产生：电枢旋转时，主磁场在电枢绕组中感应的电动势简称为电枢电动势。 大小: 性质: 发电机——电源电势(与电枢电流同方向)； 电动机——反电势(与电枢电流反方向)。 ) ( 电动势常数 为电机的结构常数 其中 可见，直流电机的感应电动势与电机结构、气隙磁通及转速有关。 电枢绕组的感应电动势的分析计算