第2章 直流電機原理

1、電機與拖動電機與拖動第三章第三章 直流電機的原理直流電機的原理電機與拖動電機與拖動第三章第三章 直流電機的原理直流電機的原理結(jié)束結(jié)束3.1 直流電機的用途和工作原理直流電機的用途和工作原理 3.2 直流電機的主要結(jié)構(gòu)直流電機的主要結(jié)構(gòu)3.3 直流電機的磁路、空載時的氣隙直流電機的磁路、空載時的氣隙磁密與空載磁化特性磁密與空載磁化特性3.4 直流電機的電樞繞組直流電機的電樞繞組 3.5 電樞電動勢與電磁轉(zhuǎn)矩電樞電動勢與電磁轉(zhuǎn)矩 3.6 直流發(fā)電機直流發(fā)電機 3.7 直流電動機運行原理直流電動機運行原理3.8 他勵直流電動機的機械特性！他勵直流電動機的機械特性！3.9 串勵和復(fù)勵直流電動機串勵和復(fù)

2、勵直流電動機3.10 直流電機的換向直流電機的換向電機與拖動電機與拖動 直流電機是電機的主要類型之一。一臺直流電機是電機的主要類型之一。一臺直流電機即可作為發(fā)電機使用，也可作為電直流電機即可作為發(fā)電機使用，也可作為電動機使用，用作直流發(fā)電機可以得到直流電動機使用，用作直流發(fā)電機可以得到直流電源，而作為直流電動機，由于其具有良好的源，而作為直流電動機，由于其具有良好的調(diào)速性能，在許多調(diào)速性能要求較高的場合，調(diào)速性能，在許多調(diào)速性能要求較高的場合，仍得到廣泛使用。仍得到廣泛使用。3.1 直流電機的用途和工作原直流電機的用途和工作原 理理3.1.1概述概述電機與拖動電機與拖動作電源用作電源用-直流發(fā)

3、電機直流發(fā)電機作動力用作動力用-直流電動機直流電動機信號的傳遞信號的傳遞 = =作為測量元件作為測量元件-直流測速發(fā)電機直流測速發(fā)電機 = =作為執(zhí)行元件作為執(zhí)行元件-直流伺服電動機直流伺服電動機 1) 直流電機的用途直流電機的用途電機與拖動電機與拖動 直流發(fā)電機的電勢波形較好，對電磁干擾直流發(fā)電機的電勢波形較好，對電磁干擾的影響小。的影響小。 直流電動機的調(diào)速范圍寬廣，調(diào)速特性平直流電動機的調(diào)速范圍寬廣，調(diào)速特性平滑?；?。 直流電動機過載能力較強，啟動和制動轉(zhuǎn)直流電動機過載能力較強，啟動和制動轉(zhuǎn)矩較大。矩較大。 由于存在換向器，其制造復(fù)雜，價格較高。由于存在換向器，其制造復(fù)雜，價格較高。2)

4、優(yōu)缺點優(yōu)缺點電機與拖動電機與拖動3.1.2 工作原理工作原理 產(chǎn)生電能要兩個必要條件：有一個磁產(chǎn)生電能要兩個必要條件：有一個磁場存在；導(dǎo)體在磁場中有運動場存在；導(dǎo)體在磁場中有運動 e=Blv2) 直流電動機工作原理直流電動機工作原理原理動畫原理動畫上一張上一張 下一張下一張基本原理：基本原理：電磁感應(yīng)定律電磁感應(yīng)定律基本原理：基本原理：電磁力定律電磁力定律 產(chǎn)生力矩要兩個必要條件：有一個磁場產(chǎn)生力矩要兩個必要條件：有一個磁場存在；導(dǎo)體中有電流存在；導(dǎo)體中有電流 f=Bli結(jié)束結(jié)束1) 直流發(fā)電機工作原理直流發(fā)電機工作原理電機與拖動電機與拖動直流電機的物理模型圖解釋直流電機的物理模型圖解釋電機與

5、拖動電機與拖動上一張上一張 下一張下一張 3.2 直流電機的結(jié)構(gòu)與型號直流電機的結(jié)構(gòu)與型號結(jié)束結(jié)束直流電機的結(jié)構(gòu)直流電機的結(jié)構(gòu)電機與拖動電機與拖動電機與拖動電機與拖動定子：定子：主磁極（勵磁主磁極（勵磁繞組繞組 主極鐵心）主極鐵心）換向極（繞組換向極（繞組和鐵心）和鐵心）機座機座端蓋端蓋電刷裝置電刷裝置轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子：電樞繞組電樞繞組電樞鐵心電樞鐵心換向器換向器轉(zhuǎn)軸、風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸、風(fēng)扇直流電機的結(jié)構(gòu)部件直流電機的結(jié)構(gòu)部件氣隙：氣隙：定子電樞間定子電樞間的主磁路上的主磁路上13mm電機與拖動電機與拖動直流電機的額定值直流電機的額定值 額定值額定值 是制造廠對各種電氣設(shè)備在指定工作條是制造廠對各種電氣設(shè)備

6、在指定工作條件下運行時所規(guī)定的一些量值。件下運行時所規(guī)定的一些量值。 在額定狀態(tài)下運行時，可以保證各電氣設(shè)備在額定狀態(tài)下運行時，可以保證各電氣設(shè)備長長期可靠地工作期可靠地工作。并具有優(yōu)良的性能。額定值也是制。并具有優(yōu)良的性能。額定值也是制造廠和用戶進行產(chǎn)品設(shè)計或試驗的依據(jù)。額定值通造廠和用戶進行產(chǎn)品設(shè)計或試驗的依據(jù)。額定值通常標(biāo)在各電氣的銘牌上，故又叫常標(biāo)在各電氣的銘牌上，故又叫銘牌值銘牌值。電機與拖動電機與拖動直流電機的額定值（銘牌數(shù)據(jù)）直流電機的額定值（銘牌數(shù)據(jù)）1、額定功率、額定功率PN：電機額定工作狀況下的：電機額定工作狀況下的輸出功率輸出功率KW發(fā)電機發(fā)電機是是出線端出線端輸出的電功

7、率。輸出的電功率。 PN= UN IN電動機電動機是是軸上軸上輸出的機械功率。輸出的機械功率。 PN= UN IN N2、額定電壓、額定電壓UN （V）3、額定電流、額定電流IN （A）4、額定轉(zhuǎn)速、額定轉(zhuǎn)速nN （rpm）上一張上一張下一張下一張結(jié)束結(jié)束5、勵磁方式和額定勵磁電流、勵磁方式和額定勵磁電流IfN （A）電機與拖動電機與拖動3.3 3.3 直流電機的磁路、空載磁場和氣隙直流電機的磁路、空載磁場和氣隙磁密磁密3.3.1 空載磁場的分布空載磁場的分布1、磁通的分布、磁通的分布主磁通主磁通漏磁通漏磁通上一張上一張下一張下一張結(jié)束結(jié)束電機與拖動電機與拖動2、氣隙磁密的分布、氣隙磁密的分布

8、上一張上一張下一張下一張 氣隙磁密波形圖氣隙磁密波形圖Bav 0 b b B m結(jié)束結(jié)束電機與拖動電機與拖動上一張上一張下一張下一張直直 流流 電電 機機 的的 主主 磁磁 通通 磁磁 路路氣隙氣隙電樞齒電樞齒轉(zhuǎn)子鐵心軛轉(zhuǎn)子鐵心軛主磁極鐵心主磁極鐵心定子鐵心軛定子鐵心軛結(jié)束結(jié)束電機與拖動電機與拖動3.3.2 磁化曲線磁化曲線 電機主磁通與勵磁電流的關(guān)系；可以計電機主磁通與勵磁電流的關(guān)系；可以計算或?qū)嶒灉y定；算或?qū)嶒灉y定； If氣隙線氣隙線abc上一張上一張下一張下一張If小時鐵心不飽和，小時鐵心不飽和，F(xiàn)主要作用在氣隙上主要作用在氣隙上結(jié)束結(jié)束電機與拖動電機與拖動3.3.3 直流電機的勵磁方式

9、直流電機的勵磁方式1、他勵直流電機、他勵直流電機UUfIaIL2、并勵直流電機、并勵直流電機UUfIaILIf上一張上一張下一張下一張結(jié)束結(jié)束電機與拖動電機與拖動3、串勵直流電機、串勵直流電機UUfIaILIf4、短復(fù)勵直流電機、短復(fù)勵直流電機上一張上一張下一張下一張UIaILIf1結(jié)束結(jié)束電機與拖動電機與拖動5、長復(fù)勵直流電機、長復(fù)勵直流電機UIaILIf1上一張上一張下一張下一張結(jié)束結(jié)束注：注：2-5 均為自勵方式均為自勵方式電機與拖動電機與拖動3.4 3.4 直流電機的電樞繞組直流電機的電樞繞組 電樞繞組是機、電能量轉(zhuǎn)換的核心部件，它是由繞組電樞繞組是機、電能量轉(zhuǎn)換的核心部件，它是由繞組

10、元件和換向片組成的閉合回路。元件和換向片組成的閉合回路。3.4.1 繞組的基本概念繞組的基本概念多匝線圈多匝線圈端接部分端接部分有效邊有效邊出線端出線端換向片換向片 1、元件（線圈）元件（線圈）：兩端分別連接兩個換向片的一匝：兩端分別連接兩個換向片的一匝或多匝線圈或多匝線圈上一張上一張下一張下一張結(jié)束結(jié)束電機與拖動電機與拖動3、元件數(shù)和換向片數(shù)、元件數(shù)和換向片數(shù)元件數(shù)元件數(shù)S=換向片數(shù)換向片數(shù)K4、虛槽數(shù)和實槽數(shù)、虛槽數(shù)和實槽數(shù)每槽每層放一個元件邊每槽每層放一個元件邊元件數(shù)元件數(shù)S=實槽數(shù)實槽數(shù)Z每槽每層放每槽每層放n個元件邊個元件邊元件數(shù)元件數(shù)S=虛槽數(shù)虛槽數(shù)Zi=n Z 2、雙層繞組、雙層

11、繞組上一張上一張下一張下一張結(jié)束結(jié)束電機與拖動電機與拖動5、繞組的第一節(jié)距、繞組的第一節(jié)距Y1極距極距 ：相鄰兩極間的距離，用長度相鄰兩極間的距離，用長度cm或槽數(shù)表示或槽數(shù)表示Y1：一個元件兩個有效邊在電樞表面的距離，一個元件兩個有效邊在電樞表面的距離， 用用槽數(shù)表示槽數(shù)表示Y1Y1 = Zi /2p其中其中Zi ：虛槽數(shù)；：虛槽數(shù)；p：極對數(shù)：極對數(shù)Y1 = ，稱整距繞組，稱整距繞組Y1 ，稱長距繞組，稱長距繞組上一張上一張下一張下一張結(jié)束結(jié)束電機與拖動電機與拖動6、繞組的第二節(jié)距、繞組的第二節(jié)距Y2 Y2：兩個相串聯(lián)元件中，前一元件的下元件兩個相串聯(lián)元件中，前一元件的下元件邊與后一元件的

12、上元件邊的距離。邊與后一元件的上元件邊的距離。7、合成節(jié)距、合成節(jié)距Y Y：兩個相串聯(lián)元件對應(yīng)兩個相串聯(lián)元件對應(yīng)邊的距離邊的距離8、換向器節(jié)距、換向器節(jié)距Yk Yk：一個元件的兩個出線端連接一個元件的兩個出線端連接的兩個的兩個換向片之間的距離。換向片之間的距離。Y=Yk上一張上一張下一張下一張Y2YYk結(jié)束結(jié)束電機與拖動電機與拖動3.4.2 單疊繞組單疊繞組1、特點：、特點：Y=Yk=1 例：一直流機例：一直流機S=K=Ze=16，2P=4，畫出雙層，畫出雙層單疊繞組。單疊繞組。1、計算節(jié)距、計算節(jié)距Y=Yk=1Y1=Z/2P=16/4=4（整距）（整距）上一張上一張下一張下一張結(jié)束結(jié)束電機與

13、拖動電機與拖動2、編制繞組連接表、編制繞組連接表 1）對元件編號；）對元件編號；上邊槽號上邊槽號下邊槽號下邊槽號5116227338495 6 7 8 9 10411121314151610111213141516 1 2 3上一張上一張下一張下一張 3）連接元件（）連接元件（y1=4)。2）對槽編號；）對槽編號；結(jié)束結(jié)束電機與拖動電機與拖動3、畫繞組展開圖、畫繞組展開圖先對槽編號；先對槽編號；1號元件上邊放號元件上邊放1號槽，用實線；號槽，用實線；下邊放在下邊放在+Y1（5）號槽，用虛線表示；其余元）號槽，用虛線表示；其余元件依此放置件依此放置S N S N BB線圈線圈V123589 10

14、411 12 13 14 15 1667216151345678910 1112 13 14 15上一張上一張下一張下一張結(jié)束結(jié)束電機與拖動電機與拖動4、繞組并聯(lián)支路圖、繞組并聯(lián)支路圖電樞輸出總電勢等于支路電勢；電樞輸出總電勢等于支路電勢；電樞輸出總電流等于各條支路電流之和。電樞輸出總電流等于各條支路電流之和。上一張上一張下一張下一張23487610111216151459131+-上下上下結(jié)束結(jié)束電機與拖動電機與拖動4、繞組并聯(lián)支路圖、繞組并聯(lián)支路圖單疊繞組中：并聯(lián)支路數(shù)單疊繞組中：并聯(lián)支路數(shù)=極數(shù)，即極數(shù)，即2a=2p其中其中a:并聯(lián)支路對數(shù)；并聯(lián)支路對數(shù)；P：極對數(shù)：極對數(shù)上一張上一張下

15、一張下一張23487610111216151459131+-上下上下結(jié)束結(jié)束電機與拖動電機與拖動電機與拖動電機與拖動3.4.3 單波繞組單波繞組電機與拖動電機與拖動電機與拖動電機與拖動繞組并聯(lián)支路圖繞組并聯(lián)支路圖單波繞組中：并聯(lián)支路對數(shù)單波繞組中：并聯(lián)支路對數(shù)a=1電機與拖動電機與拖動結(jié)論：結(jié)論： 單單疊繞組疊繞組并聯(lián)支路數(shù)多，每個支路里的元并聯(lián)支路數(shù)多，每個支路里的元件數(shù)少，適用于件數(shù)少，適用于較低電壓、較大電流較低電壓、較大電流的電機。的電機。 單波繞組單波繞組并聯(lián)支路對數(shù)永遠等于并聯(lián)支路對數(shù)永遠等于1，在總在總元件數(shù)相同的情況下，元件數(shù)相同的情況下，每個支路里的元件數(shù)多，每個支路里的元件

16、數(shù)多，適用于適用于較高電壓、較小電流較高電壓、較小電流的電機的電機實際應(yīng)用中還有復(fù)疊、復(fù)波以及混合繞組等。實際應(yīng)用中還有復(fù)疊、復(fù)波以及混合繞組等。視頻視頻2電機與拖動電機與拖動3.5 3.5 直流電機的電動勢與電磁轉(zhuǎn)矩直流電機的電動勢與電磁轉(zhuǎn)矩3.5.1 直流電機的感應(yīng)電勢直流電機的感應(yīng)電勢（一）氣隙磁密的分布（一）氣隙磁密的分布將氣隙磁密波等效將氣隙磁密波等效為矩形波。為矩形波。Bav 0avdb1BB 0每極下主磁通為：每極下主磁通為：lBav 磁極有效長度磁極有效長度上一張上一張下一張下一張電機與拖動電機與拖動（二）電樞導(dǎo)體電勢（二）電樞導(dǎo)體電勢BavB AV導(dǎo)體導(dǎo)體A在磁場中運動，在磁

17、場中運動，其中會感應(yīng)電勢其中會感應(yīng)電勢eav。VlBeavav導(dǎo)體速度導(dǎo)體速度導(dǎo)體長度導(dǎo)體長度上一張上一張下一張下一張NST1n電機與拖動電機與拖動23487610111216151459131 電樞繞組任何時刻都由電樞繞組任何時刻都由2a個并聯(lián)支路構(gòu)成；當(dāng)個并聯(lián)支路構(gòu)成；當(dāng)為整距為整距繞組，且電刷在幾何中性線時，電樞繞組繞組，且電刷在幾何中性線時，電樞繞組 總電勢總電勢=每條每條支路中所有串聯(lián)導(dǎo)體感應(yīng)支路中所有串聯(lián)導(dǎo)體感應(yīng)電勢之和。電勢之和。 電樞繞組有電樞繞組有S個元件，每元件匝數(shù)為個元件，每元件匝數(shù)為Nk，則，則電樞電樞繞組繞組 總總導(dǎo)體數(shù)導(dǎo)體數(shù)N=2SNk每條每條支路的導(dǎo)體數(shù)為：支路的

18、導(dǎo)體數(shù)為：N/2a上一張上一張下一張下一張電機與拖動電機與拖動電樞繞組電勢電樞繞組電勢Ea為：為：VlBa2Nea2NEavava 用磁通表示用磁通表示用轉(zhuǎn)速表示用轉(zhuǎn)速表示每極下主磁通為：每極下主磁通為：lBav lBav P260nV P260nlla2NVlBa2NEava nCnaNPEea60上一張上一張下一張下一張Ce稱為電動勢常數(shù)稱為電動勢常數(shù)eC電機與拖動電機與拖動nCna60NPEea Ce=NP/60a:叫電勢常數(shù)叫電勢常數(shù) :每極磁通量每極磁通量n:電機轉(zhuǎn)速電機轉(zhuǎn)速N(z):繞組總導(dǎo)體數(shù)繞組總導(dǎo)體數(shù)P:極對數(shù)極對數(shù)a:繞組并聯(lián)繞組并聯(lián)支路對數(shù)支路對數(shù)結(jié)論：結(jié)論：1、電樞繞組

19、電勢與磁電樞繞組電勢與磁通、轉(zhuǎn)速成正比。通、轉(zhuǎn)速成正比。2、Ea表達式雖然在整距表達式雖然在整距繞組情況下推導(dǎo)出，但繞組情況下推導(dǎo)出，但對短距、長距也適用。對短距、長距也適用。3、若、若電刷不在幾何中性電刷不在幾何中性線時，線時， Ea將減小。將減小。上一張上一張下一張下一張電機與拖動電機與拖動3.5.2直流電機的電磁轉(zhuǎn)矩直流電機的電磁轉(zhuǎn)矩（一）每根導(dǎo)體電磁力矩（一）每根導(dǎo)體電磁力矩Bavb Af導(dǎo)體導(dǎo)體A通電流通電流ia，其在其在磁場中受電磁力磁場中受電磁力fav。aavavilBf 導(dǎo)體長度導(dǎo)體長度當(dāng)當(dāng)電樞導(dǎo)體中有電流通過時，電樞導(dǎo)體中有電流通過時，該導(dǎo)體在磁場中就產(chǎn)生電磁力。該導(dǎo)體在磁場

20、中就產(chǎn)生電磁力。該根導(dǎo)體的電磁力矩：該根導(dǎo)體的電磁力矩：aavavavilB2D2DfT 上一張上一張下一張下一張SNTavD為電樞直徑為電樞直徑電機與拖動電機與拖動該根導(dǎo)體的電磁力矩：該根導(dǎo)體的電磁力矩：aavavavilB2D2DfT SNTav)(2;2;電樞直徑PDaIilBaaav電樞總電流電樞總電流aaavIa2Pa2Ill2P2T 上一張上一張下一張下一張電機與拖動電機與拖動aaavIa2Pa2Ill2P2T （二）電樞繞組總電磁力矩（二）電樞繞組總電磁力矩總電磁力矩總電磁力矩Tem=總導(dǎo)體數(shù)總導(dǎo)體數(shù) TavaTaemICIa2PNT 轉(zhuǎn)矩常數(shù)轉(zhuǎn)矩常數(shù)NSTem（三）（三）Ce、

21、CT的關(guān)系的關(guān)系eTC55. 9a60NP260a2NPC 上一張上一張電機與拖動電機與拖動3.5.3 直流電機的電樞反應(yīng)直流電機的電樞反應(yīng)上一張上一張下一張下一張 電樞反應(yīng)：電樞磁場對主磁極磁場的影響電樞反應(yīng)：電樞磁場對主磁極磁場的影響電機與拖動電機與拖動3.6 直流發(fā)電機 3.6.1 穩(wěn)態(tài)運行時的幾個基本方程式aaaRIUEEa =CenaTICTT1 =T + T0紙制教案電機與拖動電機與拖動 3.6.2 功率關(guān)系01pPPM01TTTRaIUIaEaIaa2aaanaMIEnIaNPIaNPTP602602電機與拖動電機與拖動3.7.1 3.7.1 直流電動機的基本方程直流電動機的基本

22、方程1、電壓方程、電壓方程U、I正方向如圖，正方向如圖，Ea為反電勢為反電勢U=Ea+IaRa電樞總等效內(nèi)阻電樞總等效內(nèi)阻電樞感應(yīng)電樞感應(yīng)電勢電勢Ea=Ce n上上 下下NST2TT0nEaIaU結(jié)束結(jié)束3.7 直流電動機運行原理電機與拖動電機與拖動2、轉(zhuǎn)矩方程、轉(zhuǎn)矩方程 電磁轉(zhuǎn)矩為拖動轉(zhuǎn)矩，負電磁轉(zhuǎn)矩為拖動轉(zhuǎn)矩，負載和空載轉(zhuǎn)矩為制動轉(zhuǎn)矩。載和空載轉(zhuǎn)矩為制動轉(zhuǎn)矩。穩(wěn)定運行時轉(zhuǎn)矩方程為：穩(wěn)定運行時轉(zhuǎn)矩方程為：T=T2+T0 =TL電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩=CT Ia空載轉(zhuǎn)矩空載轉(zhuǎn)矩負載轉(zhuǎn)矩負載轉(zhuǎn)矩上上 下下NST2TT0nEaIaU結(jié)束結(jié)束輸出轉(zhuǎn)距輸出轉(zhuǎn)距電機與拖動電機與拖動已知、,1TTLTCTIaI

23、aT，、2IaRaUEaEaIa，、3CeEannEa，、4電機與拖動電機與拖動3.7.2 3.7.2 功率方程功率方程T2NTemT0nEaIa+-UGIfI1、輸入功率、輸入功率)II(UUIPfa1cufafapUIUIUI勵磁損耗勵磁損耗2、電樞功率、電樞功率aIaaaRIEUcuaMaaaaapPRIIEUI2電樞功率分為電樞功率分為電磁功率電磁功率和和電樞銅耗電樞銅耗。上上 下下結(jié)束結(jié)束電機與拖動電機與拖動3、電磁功率的分配、電磁功率的分配02TTT02TTT02pPPM輸出機械功率:TP22電磁功率:aaMIETP空載損耗功率:Tp00sFempppp0摩擦損耗摩擦損耗鐵損耗鐵損

24、耗附加損耗附加損耗其中：其中：上上 下下NTemT0nEaIa+-UGIfIT2結(jié)束結(jié)束電機與拖動電機與拖動4、總功率的分配、總功率的分配201PpppPcuacuf總損耗總損耗 p效率：效率：%100PP12功率流程功率流程P1pcufPMP2p0上上 下下NTT0nEaIa+-UGIfIT2結(jié)束結(jié)束pcua電機與拖動電機與拖動直流電動機的基本方程小結(jié)：直流電動機的基本方程小結(jié)：電勢：電勢： U=Ea+IaRa轉(zhuǎn)矩：轉(zhuǎn)矩： T=T2+T0功率功率:P1=pcuf+pcua+p0+P2P1P2上上 下下PcufGIfNST2TT0nEaIaUpcuaPMp0結(jié)束結(jié)束電機與拖動電機與拖動3.7.

25、3 3.7.3 工工 作作 特特 性性 電動機的轉(zhuǎn)速電動機的轉(zhuǎn)速n 、電磁轉(zhuǎn)矩、電磁轉(zhuǎn)矩T 、效率、效率 與與電樞電流電樞電流Ia的關(guān)系叫工作特性。的關(guān)系叫工作特性。包含有以下幾種：包含有以下幾種：轉(zhuǎn)速特性：轉(zhuǎn)速特性：n=f(Ia）轉(zhuǎn)矩特性：轉(zhuǎn)矩特性：T=f(Ia）效率特性：效率特性： =f(Ia）機械特性：機械特性： n =f(T)上上 下下 轉(zhuǎn)速與電磁力矩之間的關(guān)系稱為電動轉(zhuǎn)速與電磁力矩之間的關(guān)系稱為電動機的機械特性。機的機械特性。結(jié)束結(jié)束電機與拖動電機與拖動B）數(shù)學(xué)表達式：）數(shù)學(xué)表達式：電勢：電勢： U=Ea+IaRa且且Ea=Ce nn=UNCe RaCe Ia=n0- IaUN式中：

26、式中： n0=Ce 理想空載轉(zhuǎn)速理想空載轉(zhuǎn)速 =RaCe 斜率斜率nIa0n0 電機實際空載運行時存在電機實際空載運行時存在T0，Ia0 0，實際空載實際空載轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n0 n0Ia0上上 下下1、轉(zhuǎn)速特性：、轉(zhuǎn)速特性：n=f(Ia）A）條件：）條件：U=UN, If=IfNT2NTT0nEaIa+-UGIfI結(jié)束結(jié)束電機與拖動電機與拖動C）轉(zhuǎn)速變化率）轉(zhuǎn)速變化率 n：nIa0n0IaNnN n=n0 - nN nN 100%他、并勵電機他、并勵電機 n=（28）%上上 下下結(jié)束結(jié)束D）考慮電樞反應(yīng)的去磁效應(yīng)，轉(zhuǎn)速有可能）考慮電樞反應(yīng)的去磁效應(yīng)，轉(zhuǎn)速有可能要上升？要上升？電機與拖動電機與拖動2、

27、轉(zhuǎn)矩特性：、轉(zhuǎn)矩特性：T=f(Ia）A）條件：）條件：U=UN， If=IfNT=CT IaTIa0上上 下下B）數(shù)學(xué)表達式：）數(shù)學(xué)表達式：C）考慮電樞反應(yīng)的去磁效應(yīng)，曲線如何？）考慮電樞反應(yīng)的去磁效應(yīng)，曲線如何？電機與拖動電機與拖動3、效率特性：、效率特性： =f(Ia）A）條件：）條件： U=UN， If=IfN =P2 p1 100% =P1 -pcua- p0 p1 100% =P1 -Ia2 Ra- p0 p1 100%pcua：可變損耗：可變損耗 ；p0：不變損耗；它們相等：不變損耗；它們相等 最大最大 Ia0上上 下下結(jié)束結(jié)束電機與拖動電機與拖動電機與拖動電機與拖動電機與拖動電機

28、與拖動 習(xí)習(xí) 題題 1、簡述磁性材料產(chǎn)生鐵損耗的條件及其原因。、簡述磁性材料產(chǎn)生鐵損耗的條件及其原因。如何減少鐵損耗？如何減少鐵損耗？渦流損耗渦流損耗pFe=C Fe D2f2B2磁滯損耗磁滯損耗ph=k hfB2 2、為什么直流電機電樞鐵心要用硅鋼片疊壓而、為什么直流電機電樞鐵心要用硅鋼片疊壓而成，而定子磁軛卻用鑄鋼或鋼板制成，主磁成，而定子磁軛卻用鑄鋼或鋼板制成，主磁極通常由鋼片疊壓而成？極通常由鋼片疊壓而成？由于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，其中的磁場由于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，其中的磁場是交變的；定子中的磁場是是交變的；定子中的磁場是恒定不變的；由于電樞反應(yīng)恒定不變的；由于電樞反應(yīng)主磁極端的磁場有微小變化。主磁極端的磁

29、場有微小變化。結(jié)束結(jié)束電機與拖動電機與拖動上上 下下3、直流電機的電樞繞組和勵磁繞組同時與主、直流電機的電樞繞組和勵磁繞組同時與主磁通交鏈，為什么只在電樞繞組中感應(yīng)電勢，磁通交鏈，為什么只在電樞繞組中感應(yīng)電勢，而在勵磁繞組中卻沒有？而在勵磁繞組中卻沒有？4、直流電機電樞繞組中的電流是直流嗎？、直流電機電樞繞組中的電流是直流嗎？N2SKNK aS結(jié)束結(jié)束電機與拖動電機與拖動UUfEaIaRrIfIL5、如何判斷直流電機是處于發(fā)電狀態(tài)還是電、如何判斷直流電機是處于發(fā)電狀態(tài)還是電動狀態(tài)？動狀態(tài)？按照三個自勵條件來分析按照三個自勵條件來分析U=Ea-IaRa發(fā)電狀態(tài)發(fā)電狀態(tài)UEa結(jié)束結(jié)束電機與拖動電機

30、與拖動6、一他勵直流電動機：、一他勵直流電動機：PN=40KW， UN=220V, IN=210A, nN=1000rpm, Ra=0.078 。求額定時。求額定時: P1、 p ; pcua、 PM、 p0; T、T2、T0. 解：解：KW2 .46210220IUPNN1 KW2 . 6402 .46PPp21 KWRIpaacua44. 3078. 021022KWpPIEPcuaaaM76.4244. 32 .461KWPPpM76. 24076.4220NmnPTM3 .40860/100024276060/2Nm4 .26/pT,Nm9 .381/PT0022 上上 下下結(jié)束結(jié)束電

31、機與拖動電機與拖動7、一并勵直流電動機：、一并勵直流電動機：PN=96KW， UN=440V, IN=255A, If=5A, nN=500rpm, Ra=0.078 。求額。求額定時定時: P1、 p 、 ; pcua、 PM、 p0; T、T2、T0. 解：解：KWIUPNN2 .1122554401KW2 .16962 .112PPp21 KW88. 4078. 0250RIp2aa2cua KWIEPaaM1 .1052505 .420KWPPpM1 . 9961 .10520上上 下下UEaIaIfIN%6 .852 .112/96P/P12 A2505255IIIfNa V5 .4

32、20078. 0250440RIUEaaNa NmPTM2008/Nm1833/PT22 Nm175/pT00 結(jié)束結(jié)束電機與拖動電機與拖動3.83.8機械特性：機械特性： n =f(T)研究條件：研究條件：U=UN， If=IfNn=UNCe RaCe IaT=CT Ian=UNCe RaCT Ce 2T=n0-T由轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩表達式：由轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩表達式：推出機械特性表達式：推出機械特性表達式：nT0n0TNnN上上 下下v固有機械特性固有機械特性T2NTT0nEaIa+-UGIfI結(jié)束結(jié)束電機與拖動電機與拖動 在在U=UN， If=IfN，電樞回路不串電阻條電樞回路不串電阻條件下，得到的機械

33、特性叫固有特性件下，得到的機械特性叫固有特性(自然特性）自然特性） 以上三個條件以上三個條件(U/ If / Ra)只要改變其中一只要改變其中一個，得到的機械特性稱為人工機械特性。個，得到的機械特性稱為人工機械特性。上上 下下n=UNCe RaCT Ce 2T=n0- T結(jié)束結(jié)束電機與拖動電機與拖動特點特點: 上上 下下n=UNCe RaCT Ce 2T=n0- T結(jié)束結(jié)束，下斜直線 nT) 1 (0, 0)2(aNeNoICUnnT為理想空載轉(zhuǎn)速。特性軟特性硬，大斜率，小)3(起動轉(zhuǎn)矩，數(shù)量級？起動電流，起動時ssNTsaNaaTICTIRUIEn0, 0)4(電機與拖動電機與拖動電機與拖動

34、電機與拖動電機與拖動電機與拖動電機與拖動電機與拖動電機與拖動電機與拖動1）電樞串電阻）電樞串電阻UEaIaK1Rc特性方程變?yōu)椋禾匦苑匠套優(yōu)椋簄=UNCe Ra+ RCCT Ce 2T=n0- Tn=UNCe RaCT Ce 2T=n0- T 串電阻特性與自然特性比較，串電阻特性與自然特性比較，斜率變大了，斜率變大了， n0未變未變nT0n0TNnN自然特性自然特性上上 下下v人為機械特性人為機械特性結(jié)束結(jié)束電機與拖動電機與拖動2）降低電樞端電壓）降低電樞端電壓Un=UCe RaCT Ce 2T=n0- TnT0n0TNnN自然特性自然特性降低降低U ， n0減小減小不變，不變，特性向下平移特

35、性向下平移上上 下下結(jié)束結(jié)束電機與拖動電機與拖動3）減小磁通）減小磁通 n=UNCe RaCT Ce 2T=n0- TnT0n0TNnN自然特性自然特性減小減小 ， n0和和都增加，都增加，特性上移，且變軟特性上移，且變軟弱磁可以升速弱磁可以升速上上 下下結(jié)束結(jié)束電機與拖動電機與拖動v根據(jù)銘牌數(shù)據(jù)估算機械特性根據(jù)銘牌數(shù)據(jù)估算機械特性已知已知: UN ，IN ，nN，求兩點一線求兩點一線(n0，0)，(nN ,TN）1）估算）估算EaN =（0.93-0.97) UN或?qū)崪y或?qū)崪yRa 上上 下下結(jié)束結(jié)束NeNCUn0)3NaNNNaNNenRIUnEC)2NNeNNTNICICT55. 9)4P62 3-10電機與拖動電機與拖動1.某他勵直流電動機的額定數(shù)據(jù)為：PN50kW，額定電壓UN220V，額定電流IN250A，額定轉(zhuǎn)速nN1150r/min，估算額定運行時的EaN，再計算CeN、CTN、TN、n0。0.950.95220209VaNvEU2090.1821150aNeNNECn9.559.55 0.1821.738TNeNCC1.738270469.3N mNTNNTCI02201208.8rpm0