直流电机工作原理.ppt

2.外特性外特性是指原动机的转速n=nN，励磁电流If=IfN时，电枢端电压与负载电流之间的关系，即：U=?(I)，如图曲线1所示。这是一条略微下斜的曲线。从空载到负载电压下降的原因是：①负载增大，电枢电流增大，使电枢回路电阻压降增大，则端电压下降；②电枢电流增大，使电枢反应的祛磁作用增强，端电压进一步下降。图1-24他励（并励）直流发电机的外特性直流发电机的外特性电压变化率发电机的端电压随负载的变化程度可用电压变化率（或称电压调整率）表示。电压变化率是指发电机从额定负载（U=UN，I=IN）过渡到空载（U=U0，I=0）时，电压升高的数值与额定电压的百分比，即：通常他励直流发电机的电压变化率ΔU%约为（5~10）%。1.3.3并励直流发电机他励直流发电机运行特性好，但励磁回路需一直流电源供电，若实际应用中没有条件，可采用并励，这样就不需设制专门的直流励磁电源了。1.自励过程当发电机在原动机带动下以恒定的额定转速nN运转时，在有剩磁条件下，电枢绕组切割剩磁，则电枢绕组中产生感应电势Er（约为2~5%UN），从而在发电机电枢两端建立剩磁电压Ur，在剩磁电压Ur作用下，产生不大的励磁电流If（If=Ur/Rf），此励磁电流通过励磁绕组会产生磁场，磁场的方向如果与剩磁方向一致，则主磁通得以加强，使电枢端电压进一步提高，端电压的升高，又使励磁电流增大，主磁通更加强，如此反复，最终使电枢端电压建立。图1-25并励直流发电机接线图并励直流发电机接线图

图1-26并励直流发电机自励过程自励过程并励直流发电机的自励条件并励直流发电机的自励条件是：①电机必须有剩磁，否则应利用其它直流电源对其充磁；②励磁绕组与电枢绕组的接法要正确，即使励磁电流产生的磁通方向与剩磁方向一致，否则应改变并励绕组极性；③励磁回路总电阻应小于该转速下的临界电阻。实际应用实际应用中，并励直流发电机自励而电压未能建立时，应先减小励磁回路的外串电阻，看电压是否能建立，不行再改变励磁绕组与电枢绕组连接的极性，若电压还不能建立，则应考虑可能没有剩磁，充磁后，再进行自励发电。2.外特性并励直流发电机的励磁绕组与电枢绕组并联，当发电机端电压下降，励磁电流减少，使磁通变弱，则电枢电势降低，从而使端电压进一步下降，所以它的外特性要比他励直流发电机下垂如图曲线2所示。它的电压变化率ΔU%约为（20~30）%。直流发电机的外特性图1-24他励直流电动机外特性曲线课后复习要点1.直流发电机基本方程式(电压、功率、转矩)、功率流程、运行特性2.并励直流发电机自励条件3.预习直流电动机。思考题：P331-16、1-17、1-18、1-19作业：P331-21电机的可逆原理直流电机的运行是可逆的，同一台电机既可在一定条件下作发电机运行，又可在另一条件下作电动机运行，如在原动机的拖动下，可作为发电机，将输入的机械能转变为电能；如在电枢两端输入直流电能，可作为电动机，将输入的电能转变为机械能。1.4直流电动机直流电动机是将输入的直流电能转变为机械能的电气设备，即有：直流电能→机械能。1.4.1直流电动机的基本方程式1.电压方程式下图（a）、（b）分别表示他励和并励直流电动机稳态运行时以电动机惯例标注的各量之间正方向，图中I为线路电流，他励时有：I=Ia；并励时有：I=Ia+If。他励（并励）直流电动机惯例他励（并励）直流电动机惯例电枢回路电压方程式U=Ea+Ia·Ra其中反电势Ea=CeΦ·n，若为并励时，存在：U=If（rf+Rfad）=If·Rf由于Ra很小，电枢回路上电阻压降很小，电源电压大部分降落在反电势Ea上。2.转矩方程式电动机空载时，轴上输出转矩T2=0，则有：T=T0当负载转矩为TL，轴上输出有T2=TL，电动机匀速稳定运行时有：T=T2+T0其中电磁转矩为拖动性质转矩，可用公式T=CTΦIa计算，（T2+T0）为总的阻转矩，方向与T相反。3.功率平衡关系

他励直流电动机输入功率为：P1=UI=UIa=Ia（Ea+IaRa）=EaIa+Ia2Ra∴P1=Pem+pCua式中电磁功率