new電氣直流電機(jī)學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1new電氣電氣(dinq)直流電機(jī)直流電機(jī)第一頁(yè)，共122頁(yè)。n直流電動(dòng)機(jī)過(guò)載能力較強(qiáng)，熱動(dòng)和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大。直流電動(dòng)機(jī)過(guò)載能力較強(qiáng)，熱動(dòng)和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大。n直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速范圍寬廣直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速范圍寬廣(kungung)，調(diào)速特性平滑。，調(diào)速特性平滑。n直流發(fā)電機(jī)的電勢(shì)波形較好，對(duì)電磁干擾的影響小。直流發(fā)電機(jī)的電勢(shì)波形較好，對(duì)電磁干擾的影響小。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)第1頁(yè)/共121頁(yè)第二頁(yè)，共122頁(yè)。直流電源直流電源勵(lì)磁電源勵(lì)磁電源測(cè)速測(cè)速伺服伺服第2頁(yè)/共121頁(yè)第三頁(yè)，共122頁(yè)。主要由定子、轉(zhuǎn)子主要由定子、轉(zhuǎn)子(zhun z)兩部?jī)刹糠纸M成分組成直流電機(jī)直流電機(jī)定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子機(jī)座機(jī)

2、座換向極換向極主磁極主磁極電刷裝置電刷裝置電樞鐵電樞鐵心心軸承軸承換向器換向器風(fēng)扇風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸電樞繞組電樞繞組第3頁(yè)/共121頁(yè)第四頁(yè)，共122頁(yè)。第4頁(yè)/共121頁(yè)第五頁(yè)，共122頁(yè)。第5頁(yè)/共121頁(yè)第六頁(yè)，共122頁(yè)。第6頁(yè)/共121頁(yè)第七頁(yè)，共122頁(yè)。第7頁(yè)/共121頁(yè)第八頁(yè)，共122頁(yè)。第8頁(yè)/共121頁(yè)第九頁(yè)，共122頁(yè)。第9頁(yè)/共121頁(yè)第十頁(yè)，共122頁(yè)。第10頁(yè)/共121頁(yè)第十一頁(yè)，共122頁(yè)。直流發(fā)電機(jī)工作直流發(fā)電機(jī)工作(gngzu)原理原理 右圖為直流發(fā)電機(jī)的物理模型，N、S為定子磁極，abcd是固定在可旋轉(zhuǎn)導(dǎo)磁圓柱體上的線圈，線圈連同導(dǎo)磁圓柱體稱為電機(jī)的轉(zhuǎn)子或電樞(d

3、in sh)。線圈的首末端a、d連接到兩個(gè)相互絕緣并可隨線圈一同旋轉(zhuǎn)的換向片上。轉(zhuǎn)子線圈與外電路的連接是通過(guò)放置在換向片上固定不動(dòng)的電刷進(jìn)行的。 直流發(fā)電機(jī)(dinj)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能的旋轉(zhuǎn)機(jī)械。 當(dāng)原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)(dinj)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)同，線圈abcd將感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。如右圖，導(dǎo)體ab在N極下，a點(diǎn)高電位，b點(diǎn)低電位；導(dǎo)體cd在S極下，c點(diǎn)高電位，d點(diǎn)低電位；電刷A極性為正，電刷B極性為負(fù)。 第11頁(yè)/共121頁(yè)第十二頁(yè)，共122頁(yè)。 當(dāng)原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針旋當(dāng)原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 后，如右圖。后，如右圖。0180 可見(jiàn)，和電刷可見(jiàn)，和電刷A A接觸的導(dǎo)體總是接觸的導(dǎo)體總是

4、(zn (zn sh)sh)位于位于N N極下，和電刷極下，和電刷B B接觸的導(dǎo)體總是接觸的導(dǎo)體總是(zn sh)(zn sh)位于位于S S極下，極下， 導(dǎo)體導(dǎo)體(dot)ab(dot)ab在在S S極下，極下，a a點(diǎn)低電位點(diǎn)低電位，b b點(diǎn)高電位；導(dǎo)體點(diǎn)高電位；導(dǎo)體(dot)cd(dot)cd在在N N極下極下，c c點(diǎn)低電位，點(diǎn)低電位，d d點(diǎn)高電位；電刷點(diǎn)高電位；電刷A A極性極性仍為正，電刷仍為正，電刷B B極性仍為負(fù)。極性仍為負(fù)。直流發(fā)電機(jī)工作直流發(fā)電機(jī)工作(gngzu)原原理理第12頁(yè)/共121頁(yè)第十三頁(yè)，共122頁(yè)。電樞線圈內(nèi)電勢(shì)、電流方向電樞線圈內(nèi)電勢(shì)、電流方向(fngxi

5、ng)(fngxing)是交流電；是交流電；電刷間為直流電勢(shì)，線圈中感應(yīng)電勢(shì)電刷間為直流電勢(shì)，線圈中感應(yīng)電勢(shì)與電流方向與電流方向(fngxing)(fngxing)一致；一致；產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩T T與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反，是與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反，是制動(dòng)性質(zhì)。制動(dòng)性質(zhì)。第13頁(yè)/共121頁(yè)第十四頁(yè)，共122頁(yè)。 把電刷把電刷A、B接到直流電源上，電刷接到直流電源上，電刷A接正極，電刷接正極，電刷B接負(fù)極。此時(shí)電樞線圈接負(fù)極。此時(shí)電樞線圈(xinqun)中將電流流過(guò)。如右圖。中將電流流過(guò)。如右圖。 直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)(dngj)是將電能轉(zhuǎn)變成是將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的旋轉(zhuǎn)機(jī)械。機(jī)械能的旋轉(zhuǎn)機(jī)械。 在磁

6、場(chǎng)作用在磁場(chǎng)作用(zuyng)下，下，N極性下導(dǎo)極性下導(dǎo)體體ab受力方向從右向左，受力方向從右向左，S 極下導(dǎo)體極下導(dǎo)體cd受受力方向從左向右。該電磁力形成逆時(shí)針?lè)搅Ψ较驈淖笙蛴?。該電磁力形成逆時(shí)針?lè)较虻碾姶呸D(zhuǎn)矩。當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩大于阻轉(zhuǎn)矩時(shí)向的電磁轉(zhuǎn)矩。當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩大于阻轉(zhuǎn)矩時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。，電機(jī)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。直流電動(dòng)機(jī)工作原理直流電動(dòng)機(jī)工作原理第14頁(yè)/共121頁(yè)第十五頁(yè)，共122頁(yè)。原原N N極性下導(dǎo)體極性下導(dǎo)體abab轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)到S S極下，受力方向從極下，受力方向從左向右，原左向右，原S S 極下導(dǎo)體極下導(dǎo)體cdcd轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)到N N極下，受力極下，受力方向從右向左。該電磁力形成逆

7、時(shí)針?lè)较蚍较驈挠蚁蜃?。該電磁力形成逆時(shí)針?lè)较虻碾姶呸D(zhuǎn)矩。線圈的電磁轉(zhuǎn)矩。線圈(xinqun)(xinqun)在該電磁力在該電磁力形成的電磁轉(zhuǎn)矩作用下繼續(xù)逆時(shí)針?lè)较蛐纬傻碾姶呸D(zhuǎn)矩作用下繼續(xù)逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。轉(zhuǎn)。 當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)(xunzhun)(xunzhun)到右圖所到右圖所示位置時(shí)示位置時(shí) 同直流發(fā)電機(jī)相同，實(shí)際的直流電動(dòng)同直流發(fā)電機(jī)相同，實(shí)際的直流電動(dòng)機(jī)的電樞并非單一線圈，磁極機(jī)的電樞并非單一線圈，磁極(cj)(cj)也也并非一對(duì)。并非一對(duì)。直流電動(dòng)機(jī)工作原理直流電動(dòng)機(jī)工作原理第15頁(yè)/共121頁(yè)第十六頁(yè)，共122頁(yè)。外施電壓、電流外施電壓、電流(dinli)(dinli)是直流是直

8、流, ,電樞線電樞線圈內(nèi)電流圈內(nèi)電流(dinli)(dinli)是交流；是交流；線圈中感應(yīng)電勢(shì)與電流線圈中感應(yīng)電勢(shì)與電流(dinli)(dinli)方向相方向相反；反；產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩T T與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相同，是驅(qū)與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相同，是驅(qū)動(dòng)性質(zhì)。動(dòng)性質(zhì)。第16頁(yè)/共121頁(yè)第十七頁(yè)，共122頁(yè)。第17頁(yè)/共121頁(yè)第十八頁(yè)，共122頁(yè)。IU-+EaIaIfIU-+EaIaIfIfIaEa+-UIIUf-+U-+EaIaIf他勵(lì)他勵(lì)并勵(lì)并勵(lì)串勵(lì)串勵(lì)復(fù)勵(lì)復(fù)勵(lì)第18頁(yè)/共121頁(yè)第十九頁(yè)，共122頁(yè)。額定額定( dng)( dng)容量容量PNPN： 輸出功率（輸出功率（kWkW）；）；額定電壓

9、額定電壓(diny)UN(diny)UN：額定狀態(tài)下出線端電壓：額定狀態(tài)下出線端電壓(diny)(V)(diny)(V)；額定額定( dng)( dng)電流電流ININ：額定：額定( dng)( dng)狀態(tài)下出線端狀態(tài)下出線端電流（電流（A A）；）；額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速n n： 額定狀態(tài)下的電機(jī)轉(zhuǎn)速額定狀態(tài)下的電機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min)(r/min) 額定值：指電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)各物理量的數(shù)值。此時(shí)亦稱電機(jī)滿載額定值：指電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)各物理量的數(shù)值。此時(shí)亦稱電機(jī)滿載運(yùn)行。否則為欠載或過(guò)載運(yùn)行。否則為欠載或過(guò)載第19頁(yè)/共121頁(yè)第二十頁(yè)，共122頁(yè)。 對(duì)于直流發(fā)電機(jī)，對(duì)于直流發(fā)電機(jī)，PNPN是指電刷

10、端輸出的電功率，是指電刷端輸出的電功率，它等于額定電壓和額定電流的乘積它等于額定電壓和額定電流的乘積(chngj)(chngj)。PNPNUNIN UNIN 對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)，對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)，PNPN是指軸上輸出的機(jī)械功率，是指軸上輸出的機(jī)械功率，所以公式中還應(yīng)有效率所以公式中還應(yīng)有效率NN存在。存在。PNPNUNINN UNINN 說(shuō)明說(shuō)明(shumng)(shumng)第20頁(yè)/共121頁(yè)第二十一頁(yè)，共122頁(yè)。 系列：是一般用途的中小型直流電機(jī)，包括發(fā)電機(jī)系列：是一般用途的中小型直流電機(jī)，包括發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)。和電動(dòng)機(jī)。 系列：是一般用途的大、中型直流電機(jī)系列。系列：是一般用途的大、中型直流

11、電機(jī)系列。 系列：是用于恒功率且調(diào)速范圍比較系列：是用于恒功率且調(diào)速范圍比較(bjio)(bjio)大的大的拖動(dòng)系統(tǒng)里的廣調(diào)速直流電動(dòng)機(jī)。拖動(dòng)系統(tǒng)里的廣調(diào)速直流電動(dòng)機(jī)。國(guó)產(chǎn)國(guó)產(chǎn)(guchn)(guchn)直流電機(jī)的主要系列直流電機(jī)的主要系列產(chǎn)品產(chǎn)品2ZZFZ和TZ第21頁(yè)/共121頁(yè)第二十二頁(yè)，共122頁(yè)。對(duì)電樞對(duì)電樞(din sh)(din sh)繞組的繞組的要求：要求： 在通過(guò)在通過(guò)(tnggu)(tnggu)規(guī)定的電流和產(chǎn)生足夠的電動(dòng)勢(shì)和規(guī)定的電流和產(chǎn)生足夠的電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩前提下，所消耗的有效材料最省，強(qiáng)度高（機(jī)械電磁轉(zhuǎn)矩前提下，所消耗的有效材料最省，強(qiáng)度高（機(jī)械、電氣、熱），運(yùn)轉(zhuǎn)可靠

12、，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等。、電氣、熱），運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等。 電樞繞組電樞繞組: : 直流電機(jī)的電磁感應(yīng)的關(guān)鍵部件之一直流電機(jī)的電磁感應(yīng)的關(guān)鍵部件之一, , 是直流電機(jī)是直流電機(jī)的主電路部分，亦是實(shí)現(xiàn)機(jī)電的主電路部分，亦是實(shí)現(xiàn)機(jī)電(jdin)(jdin)能量轉(zhuǎn)換的樞紐。能量轉(zhuǎn)換的樞紐。 電樞繞組由許多線圈（以下稱元件）按一定規(guī)律連接而成。按照連電樞繞組由許多線圈（以下稱元件）按一定規(guī)律連接而成。按照連接規(guī)律的不同，電樞繞組分為接規(guī)律的不同，電樞繞組分為單疊繞組單疊繞組和和單波繞組單波繞組等多種型式。等多種型式。第22頁(yè)/共121頁(yè)第二十三頁(yè)，共122頁(yè)?，F(xiàn)代直流電機(jī)均用鼓形繞組現(xiàn)代直流電機(jī)均用鼓形繞組(

13、roz)(roz)，它又分為疊繞組，它又分為疊繞組(roz)(roz)、波繞組、波繞組(roz)(roz)和蛙形繞組和蛙形繞組(roz)(roz)。電樞繞組電樞繞組(roz)(roz)的形式的形式疊繞組疊繞組(roz(roz) )波繞組波繞組第23頁(yè)/共121頁(yè)第二十四頁(yè)，共122頁(yè)。直流電樞繞組直流電樞繞組(roz)(roz)基本知基本知識(shí)識(shí)n 元件：構(gòu)成繞組的線圈稱為元件：構(gòu)成繞組的線圈稱為(chn wi)繞組元件，分單匝和多匝兩種繞組元件，分單匝和多匝兩種。一個(gè)元件由兩條元件邊和前、后端接線組成，元件個(gè)數(shù)用。一個(gè)元件由兩條元件邊和前、后端接線組成，元件個(gè)數(shù)用S表示。表示。n 元件的首末端

14、元件的首末端：每一個(gè)元件均引出兩根線與換向片相連，其中：每一個(gè)元件均引出兩根線與換向片相連，其中一根稱為首端，另一根稱為末端。一根稱為首端，另一根稱為末端。元件：元件：11元件邊；元件邊；22首端；首端；33末端；末端；第24頁(yè)/共121頁(yè)第二十五頁(yè)，共122頁(yè)。n 換向片換向片 元件邊依次放在電樞槽內(nèi)元件邊依次放在電樞槽內(nèi), ,一個(gè)元件一條邊放在槽的上層，另一條元件邊一個(gè)元件一條邊放在槽的上層，另一條元件邊放在槽的下層放在槽的下層(xicng)(xicng)，槽數(shù)用，槽數(shù)用 表示。表示。 每個(gè)元件有兩個(gè)元件邊，每片換向片又總是接一每個(gè)元件有兩個(gè)元件邊，每片換向片又總是接一個(gè)元件的上層邊和另一

15、個(gè)元件的下層個(gè)元件的上層邊和另一個(gè)元件的下層(xicng)(xicng)邊，邊，所以元件數(shù)所以元件數(shù)S S總等于換向片數(shù)總等于換向片數(shù)K K。即。即S=KS=K。n 槽和虛槽槽和虛槽虛槽：把一個(gè)上層元件邊與一個(gè)下層元虛槽：把一個(gè)上層元件邊與一個(gè)下層元件邊看成件邊看成(kn chn)(kn chn)一個(gè)虛槽，虛槽數(shù)用一個(gè)虛槽，虛槽數(shù)用 表示。表示。如圖所示：即一個(gè)如圖所示：即一個(gè)實(shí)槽里有三個(gè)虛槽實(shí)槽里有三個(gè)虛槽一個(gè)實(shí)槽里的虛槽數(shù)用一個(gè)實(shí)槽里的虛槽數(shù)用u u表示，則：表示，則：uQuQuQuSKQ且滿足且滿足Q第25頁(yè)/共121頁(yè)第二十六頁(yè)，共122頁(yè)。n 極對(duì)數(shù)極對(duì)數(shù)(du sh)p(du sh

16、)p，電機(jī)的極數(shù)，電機(jī)的極數(shù)為為2p2p2uQp（槽）n 極軸線：主磁極極軸線：主磁極(cj)(cj)的中心線，把主磁極的中心線，把主磁極(cj)(cj)平分成兩部平分成兩部分。分。n 幾何中性線幾何中性線：磁極之間的平分線。：磁極之間的平分線。n 繞組節(jié)距繞組節(jié)距：是指被聯(lián)接起來(lái)的兩個(gè)元件邊或換向片之間的距離，以：是指被聯(lián)接起來(lái)的兩個(gè)元件邊或換向片之間的距離，以所跨過(guò)的元件邊數(shù)或虛槽數(shù)或換向片數(shù)來(lái)表示。所跨過(guò)的元件邊數(shù)或虛槽數(shù)或換向片數(shù)來(lái)表示。第26頁(yè)/共121頁(yè)第二十七頁(yè)，共122頁(yè)。n 第一節(jié)距第一節(jié)距 ：n 一個(gè)元件的兩個(gè)元件邊在電樞表面所跨的距離，用所跨槽數(shù)表示一個(gè)元件的兩個(gè)元件邊在

17、電樞表面所跨的距離，用所跨槽數(shù)表示。選擇的依據(jù)是盡量。選擇的依據(jù)是盡量(jnling)(jnling)讓元件里感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為最大。此時(shí)讓元件里感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為最大。此時(shí)n 12uQyp1yn 第二節(jié)距第二節(jié)距 ：n 連至同一換向片上的兩個(gè)連至同一換向片上的兩個(gè)(lin )(lin )元件中第一個(gè)元件的下層邊與第元件中第一個(gè)元件的下層邊與第二個(gè)元件的上層邊間的距離。二個(gè)元件的上層邊間的距離。 1y2yn 合成節(jié)距合成節(jié)距 ：n 連接同一連接同一(tngy)(tngy)換向片上的兩個(gè)元件對(duì)應(yīng)邊之間的距離。換向片上的兩個(gè)元件對(duì)應(yīng)邊之間的距離。yn 換向片節(jié)距換向片節(jié)距 ： 同一元件首末端連接的換向片之間的

18、距離。同一元件首末端連接的換向片之間的距離。cy第27頁(yè)/共121頁(yè)第二十八頁(yè)，共122頁(yè)。12yyy單疊繞組單疊繞組12yyy單波繞組單波繞組第28頁(yè)/共121頁(yè)第二十九頁(yè)，共122頁(yè)。第29頁(yè)/共121頁(yè)第三十頁(yè)，共122頁(yè)。第30頁(yè)/共121頁(yè)第三十一頁(yè)，共122頁(yè)。y=yy=yc c=1=1第31頁(yè)/共121頁(yè)第三十二頁(yè)，共122頁(yè)。數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(shj)計(jì)算：計(jì)算：yyC1計(jì)算數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)y和和y1畫(huà)繞組展開(kāi)圖畫(huà)繞組展開(kāi)圖安放電刷和磁極安放電刷和磁極實(shí)例實(shí)例(shl)： P2， SK= 16116422 2uQypuQ第32頁(yè)/共121頁(yè)第三十三頁(yè)，共122頁(yè)。11.槽展開(kāi)槽展開(kāi)2.繞組

19、放置繞組放置3.安放磁極電刷安放磁極電刷123456789101112131416152345678910111213141615槽展開(kāi)槽展開(kāi)(zhn ki)繞組放置繞組放置安放磁極、電刷安放磁極、電刷NSNS+NSNS電樞電樞(din (din sh)sh)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向e ee ee ee e1 12 23 34 45 56 67 78 89 91010111112121313141415151616第33頁(yè)/共121頁(yè)第三十四頁(yè)，共122頁(yè)。方向。在磁極的幾何中心線上電勢(shì)為零。第34頁(yè)/共121頁(yè)第三十五頁(yè)，共122頁(yè)。aaaiI2第35頁(yè)/共121頁(yè)第三十六頁(yè)，共122頁(yè)。單疊繞組：先串聯(lián)所

20、有上元件邊在同一極下的元件單疊繞組：先串聯(lián)所有上元件邊在同一極下的元件， 形成一條支路。形成一條支路。 每增加一對(duì)主極就增加一對(duì)支路每增加一對(duì)主極就增加一對(duì)支路。 2a2p。 疊繞組并聯(lián)的支路數(shù)多，疊繞組并聯(lián)的支路數(shù)多， 每條支路中串聯(lián)元件數(shù)每條支路中串聯(lián)元件數(shù)少，少，適應(yīng)于較大電流、較低電壓的電機(jī)。適應(yīng)于較大電流、較低電壓的電機(jī)。 單波繞組：把全部上元件邊在相同極性下的元件相單波繞組：把全部上元件邊在相同極性下的元件相連，形成一條支路。連，形成一條支路。 整個(gè)繞組只有一對(duì)支路，整個(gè)繞組只有一對(duì)支路， 極極數(shù)的增減與支路數(shù)無(wú)關(guān)。數(shù)的增減與支路數(shù)無(wú)關(guān)。 2a2。波繞組并聯(lián)的支路數(shù)少，波繞組并聯(lián)的

21、支路數(shù)少， 每條支路中串聯(lián)元件數(shù)每條支路中串聯(lián)元件數(shù)多，多， 適用于較高電壓、較小電流的電機(jī)。適用于較高電壓、較小電流的電機(jī)。第36頁(yè)/共121頁(yè)第三十七頁(yè)，共122頁(yè)。第37頁(yè)/共121頁(yè)第三十八頁(yè)，共122頁(yè)。第38頁(yè)/共121頁(yè)第三十九頁(yè)，共122頁(yè)。 直流電機(jī)空載時(shí)的磁場(chǎng)分布示意圖1 極靴；2極身；3定子鐵軛；4勵(lì)磁(l c)繞組；5氣隙；6電樞齒；7電樞鐵軛第39頁(yè)/共121頁(yè)第四十頁(yè)，共122頁(yè)。主磁通、主磁路：由主磁通、主磁路：由N N極出發(fā)，極出發(fā)， 經(jīng)氣隙進(jìn)入電樞齒部，經(jīng)電樞鐵經(jīng)氣隙進(jìn)入電樞齒部，經(jīng)電樞鐵心心(ti xn)(ti xn)的磁軛到另外的電樞的磁軛到另外的電樞齒，

22、通過(guò)氣隙進(jìn)入齒，通過(guò)氣隙進(jìn)入S S極，再經(jīng)定子極，再經(jīng)定子軛回到原來(lái)軛回到原來(lái)N N極。極。主磁通交鏈勵(lì)磁主磁通交鏈勵(lì)磁(l c)繞組和電樞繞組，繞組和電樞繞組， 在在電樞繞組中感應(yīng)電動(dòng)電樞繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。勢(shì)或產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。漏磁通、漏磁路：不進(jìn)入電樞鐵漏磁通、漏磁路：不進(jìn)入電樞鐵心，直接經(jīng)過(guò)相鄰的磁極或定子心，直接經(jīng)過(guò)相鄰的磁極或定子軛。軛。影響飽和程度影響飽和程度第40頁(yè)/共121頁(yè)第四十一頁(yè)，共122頁(yè)。1）空載）空載(kn zi)時(shí)氣隙磁通密度的分布圖形時(shí)氣隙磁通密度的分布圖形 空載時(shí)，勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)主要空載時(shí)，勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)主要(zhyo)(zhyo)消耗在氣隙上。當(dāng)忽略鐵磁材

23、消耗在氣隙上。當(dāng)忽略鐵磁材料的磁阻時(shí)，主磁極下氣隙磁通密度的分布就取決于氣隙的大小和料的磁阻時(shí)，主磁極下氣隙磁通密度的分布就取決于氣隙的大小和形狀。形狀。幾何中性線幾何中性線極靴極靴極身極身（a）氣隙形狀）氣隙形狀 磁極中心及附近的氣隙小且均勻磁極中心及附近的氣隙小且均勻，磁通密度較大且基本為常數(shù)，靠，磁通密度較大且基本為常數(shù)，靠近近(kojn)(kojn)極尖處，氣隙逐漸變大極尖處，氣隙逐漸變大，磁通密度減??；極尖以外，氣隙，磁通密度減??；極尖以外，氣隙明顯增大，磁通密度顯著減少，在明顯增大，磁通密度顯著減少，在磁極之間的幾何中性線處，氣隙磁磁極之間的幾何中性線處，氣隙磁通密度為零。通密度為

24、零。第41頁(yè)/共121頁(yè)第四十二頁(yè)，共122頁(yè)。圖圖 直流電機(jī)空載直流電機(jī)空載(kn zi)(kn zi)磁場(chǎng)的磁密分布磁場(chǎng)的磁密分布?xì)庀洞琶芏葰庀洞琶芏?md)為一為一平頂波平頂波0fFB 主磁極的勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)主磁極的勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)主要消耗在氣隙上，當(dāng)忽主要消耗在氣隙上，當(dāng)忽略主磁路中鐵磁性材料略主磁路中鐵磁性材料(c xn ci lio)(c xn ci lio)的磁的磁阻時(shí)，主磁極下氣隙磁通阻時(shí)，主磁極下氣隙磁通密度的分布就取決于氣隙密度的分布就取決于氣隙的大小的大小第42頁(yè)/共121頁(yè)第四十三頁(yè)，共122頁(yè)。2）直流電機(jī)的空載磁化）直流電機(jī)的空載磁化(chu)曲線曲線fNFfFA0N0 電機(jī)

25、的磁化電機(jī)的磁化(chu)(chu)曲線曲線 考慮考慮(kol)(kol)到電機(jī)的運(yùn)行到電機(jī)的運(yùn)行性能和經(jīng)濟(jì)性，直流電機(jī)額定性能和經(jīng)濟(jì)性，直流電機(jī)額定運(yùn)行的磁通額定值的大小取在運(yùn)行的磁通額定值的大小取在磁化曲線開(kāi)始彎曲的地方。即磁化曲線開(kāi)始彎曲的地方。即取在圖中的取在圖中的A A點(diǎn)（稱為膝點(diǎn)）點(diǎn)（稱為膝點(diǎn)）。直線，不飽直線，不飽和部分和部分飽和部分飽和部分膝點(diǎn)膝點(diǎn)磁化曲線：表示空載主磁通磁化曲線：表示空載主磁通0 0與主極與主極磁動(dòng)勢(shì)磁動(dòng)勢(shì)F Ff f之間的關(guān)系曲線，之間的關(guān)系曲線， 0 0f f（ F Ff f）。通過(guò)實(shí)驗(yàn)或計(jì)）。通過(guò)實(shí)驗(yàn)或計(jì)算得到。算得到。第43頁(yè)/共121頁(yè)第四十四頁(yè)，共

26、122頁(yè)。 假設(shè)勵(lì)磁電流為零，只假設(shè)勵(lì)磁電流為零，只有電樞電流。由圖可見(jiàn)電有電樞電流。由圖可見(jiàn)電樞磁動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生樞磁動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生(chnshng)(chnshng)的氣隙磁場(chǎng)在空間的分布的氣隙磁場(chǎng)在空間的分布情況，電樞磁動(dòng)勢(shì)為交軸情況，電樞磁動(dòng)勢(shì)為交軸磁動(dòng)勢(shì)。磁動(dòng)勢(shì)。第44頁(yè)/共121頁(yè)第四十五頁(yè)，共122頁(yè)。2 2）電樞磁通勢(shì)單獨(dú)產(chǎn)生的氣隙磁通密度波形）電樞磁通勢(shì)單獨(dú)產(chǎn)生的氣隙磁通密度波形為一三角為一三角(snjio)(snjio)波（氣隙是均勻）波（氣隙是均勻）電樞電樞(din sh)(din sh)磁動(dòng)勢(shì)及電樞磁動(dòng)勢(shì)及電樞(din (din sh)Bsh)B 如果氣隙是均勻的，則在極靴范圍如果氣

27、隙是均勻的，則在極靴范圍內(nèi)，磁密分布也是一條內(nèi)，磁密分布也是一條(y tio)(y tio)直線。直線。但在兩極極靴之間的空間內(nèi)，因氣隙長(zhǎng)但在兩極極靴之間的空間內(nèi)，因氣隙長(zhǎng)度大為增加，磁阻急劇增加，雖然此處度大為增加，磁阻急劇增加，雖然此處磁通勢(shì)較大，磁密卻反而減小，因此磁磁通勢(shì)較大，磁密卻反而減小，因此磁密分布曲線是馬鞍形密分布曲線是馬鞍形axFaxB0fFB第45頁(yè)/共121頁(yè)第四十六頁(yè)，共122頁(yè)。負(fù)載時(shí)電樞磁動(dòng)勢(shì)對(duì)主極磁場(chǎng)的影響稱為負(fù)載時(shí)電樞磁動(dòng)勢(shì)對(duì)主極磁場(chǎng)的影響稱為(chn wi)(chn wi)電電樞反應(yīng)。樞反應(yīng)。 第46頁(yè)/共121頁(yè)第四十七頁(yè)，共122頁(yè)。電樞電樞(din sh

28、)(din sh)反應(yīng)作用：反應(yīng)作用：1 1）引起氣隙磁場(chǎng)畸變，使電樞）引起氣隙磁場(chǎng)畸變，使電樞(din sh)(din sh)表面磁密等于零的位置（物理表面磁密等于零的位置（物理中性線）偏離幾何中性線，中性線）偏離幾何中性線，2 2）不計(jì)飽和時(shí)，交軸電樞）不計(jì)飽和時(shí)，交軸電樞(din sh)(din sh)反應(yīng)（總）既無(wú)增磁、亦無(wú)去磁作反應(yīng)（總）既無(wú)增磁、亦無(wú)去磁作用用 計(jì)及飽和時(shí)，交軸電樞計(jì)及飽和時(shí)，交軸電樞(din sh)(din sh)反應(yīng)（總）具有一定的去磁作用。反應(yīng)（總）具有一定的去磁作用。增磁增磁去磁去磁N Na aS Sa a去磁去磁增磁增磁第47頁(yè)/共121頁(yè)第四十八頁(yè)，共1

29、22頁(yè)。 直軸分量直接直軸分量直接(zhji)(zhji)作用于作用于F0F0方向方向, ,起直接起直接(zhji)(zhji)的增磁或去磁作用的增磁或去磁作用, ,對(duì)主極磁場(chǎng)影響較大對(duì)主極磁場(chǎng)影響較大. .第48頁(yè)/共121頁(yè)第四十九頁(yè)，共122頁(yè)。第49頁(yè)/共121頁(yè)第五十頁(yè)，共122頁(yè)。 直流電機(jī)無(wú)論作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行還是作發(fā)電機(jī)運(yùn)行，電樞直流電機(jī)無(wú)論作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行還是作發(fā)電機(jī)運(yùn)行，電樞(din sh)繞組內(nèi)都繞組內(nèi)都產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)/ /發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)電樞元件中的電勢(shì)與電流發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)電樞元件中的電勢(shì)與電流(dinli)(dinli)方向方向 第50頁(yè)/共121頁(yè)第五

30、十一頁(yè)，共122頁(yè)。avBll電樞繞組有電樞繞組有2a2a條支路條支路, ,每條支路元件相同每條支路元件相同每條支路所處磁場(chǎng)也對(duì)稱相同每條支路所處磁場(chǎng)也對(duì)稱相同每條支路的合成電動(dòng)勢(shì)方向相同每條支路的合成電動(dòng)勢(shì)方向相同, ,大小相同大小相同電機(jī)電機(jī)(dinj)(dinj)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)即為一條支路電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)即為一條支路電動(dòng)勢(shì)lBav第51頁(yè)/共121頁(yè)第五十二頁(yè)，共122頁(yè)。lvBeavav602npv602npeav2za2226060aavezznEepaapznCna60epzCa第52頁(yè)/共121頁(yè)第五十三頁(yè)，共122頁(yè)。aavavilBf2DfTavx 如果電動(dòng)勢(shì)和發(fā)電機(jī)相關(guān)，那么，

31、電磁轉(zhuǎn)矩和電動(dòng)機(jī)可以聯(lián)系在如果電動(dòng)勢(shì)和發(fā)電機(jī)相關(guān)，那么，電磁轉(zhuǎn)矩和電動(dòng)機(jī)可以聯(lián)系在一起一起(yq)(yq)，求解電磁轉(zhuǎn)矩的過(guò)程和求解電動(dòng)勢(shì)是一樣的：，求解電磁轉(zhuǎn)矩的過(guò)程和求解電動(dòng)勢(shì)是一樣的：1 1）先求一個(gè)導(dǎo)體）先求一個(gè)導(dǎo)體(dot)(dot)的平均電磁力：的平均電磁力：2 2）平均電磁力乘以電樞的半徑，即得到一根導(dǎo)體所受的）平均電磁力乘以電樞的半徑，即得到一根導(dǎo)體所受的平均轉(zhuǎn)矩：平均轉(zhuǎn)矩：第53頁(yè)/共121頁(yè)第五十四頁(yè)，共122頁(yè)。222222aaemxavaTaIIDpTTzB lzlzalapzICIa2TpzCa2aaIaiemTaTCI第54頁(yè)/共121頁(yè)第五十五頁(yè)，共122頁(yè)。eC

32、TC609.552TeCC9.55TeCC一臺(tái)制造好的電機(jī)，一臺(tái)制造好的電機(jī)， 它的電磁轉(zhuǎn)矩正比于每極磁通和它的電磁轉(zhuǎn)矩正比于每極磁通和電樞電樞(din sh)電流，電流， 與磁密分布無(wú)關(guān)。與磁密分布無(wú)關(guān)。第55頁(yè)/共121頁(yè)第五十六頁(yè)，共122頁(yè)。直流電動(dòng)機(jī)：從電源吸收的電功率，通過(guò)直流電動(dòng)機(jī)：從電源吸收的電功率，通過(guò)(tnggu)(tnggu)電磁感電磁感應(yīng)作用，轉(zhuǎn)換成軸上的機(jī)械功率；應(yīng)作用，轉(zhuǎn)換成軸上的機(jī)械功率；直流發(fā)電機(jī)：原動(dòng)機(jī)克服電磁轉(zhuǎn)矩的制動(dòng)作用所做的機(jī)械功直流發(fā)電機(jī)：原動(dòng)機(jī)克服電磁轉(zhuǎn)矩的制動(dòng)作用所做的機(jī)械功率等于通過(guò)率等于通過(guò)(tnggu)(tnggu)電磁感應(yīng)作用在電樞回路所得

33、到的電電磁感應(yīng)作用在電樞回路所得到的電功率。功率。 606022emaaeaaaempzPE ICnIIapzITa 第56頁(yè)/共121頁(yè)第五十七頁(yè)，共122頁(yè)。2 18659.222 1 3.1416TpzCa AAUPINNNN331915. 0330101003 mNmNICTNNTN7 62 .592第57頁(yè)/共121頁(yè)第五十八頁(yè)，共122頁(yè)。n他勵(lì)直流電機(jī)他勵(lì)直流電機(jī)圖圖3-28 3-28 穩(wěn)態(tài)運(yùn)行穩(wěn)態(tài)運(yùn)行(ynxng)(ynxng)時(shí)直流電機(jī)的電路時(shí)直流電機(jī)的電路圖圖 a) a)發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī) b) b)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)a)a)b)b)第58頁(yè)/共121頁(yè)第五

34、十九頁(yè)，共122頁(yè)。2aasEUI RU aaaEUI RasaaIURIR2電樞電樞(din sh)總電阻總電阻同向同向電樞電樞(din sh)電阻電阻電刷電刷壓降壓降n電壓方程第59頁(yè)/共121頁(yè)第六十頁(yè)，共122頁(yè)。saaURIEU2aaaRIEUasaaIURIR2電樞電樞(din sh)總電阻總電阻反向(fn xin)電樞電樞電阻電阻電刷電刷壓降壓降第60頁(yè)/共121頁(yè)第六十一頁(yè)，共122頁(yè)。aaaEUI RaaaRIEU發(fā)電機(jī)電壓發(fā)電機(jī)電壓(diny)(diny)方方程程電動(dòng)機(jī)電壓電動(dòng)機(jī)電壓(diny)(diny)方方程程第61頁(yè)/共121頁(yè)第六十二頁(yè)，共122頁(yè)。10emPPP2

35、cuaemPPPP0P0：克服機(jī)械摩擦、風(fēng)阻、鐵心損耗：克服機(jī)械摩擦、風(fēng)阻、鐵心損耗(snho)(snho)等所需等所需的功率的功率. .原動(dòng)機(jī)輸入給發(fā)電機(jī)的機(jī)械功率原動(dòng)機(jī)輸入給發(fā)電機(jī)的機(jī)械功率 1P1220CuaPPPPPP2aaaaaE IUIIReTaaIE發(fā)電機(jī)：發(fā)電機(jī)： 機(jī)械能機(jī)械能 轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化(zhunhu)為電能為電能第62頁(yè)/共121頁(yè)第六十三頁(yè)，共122頁(yè)。aaaaaRIIEUIP2120emPPPaaIEemT 電動(dòng)機(jī)：電動(dòng)機(jī)： 電能電能(dinnng) 轉(zhuǎn)化為機(jī)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能械能1220CuaPPPPPP 1emCuaPPP第63頁(yè)/共121頁(yè)第六十四頁(yè)，共122頁(yè)。第64頁(yè)

36、/共121頁(yè)第六十五頁(yè)，共122頁(yè)。TemT1T0vn10emTTT第65頁(yè)/共121頁(yè)第六十六頁(yè)，共122頁(yè)。TemT2T0vn02emTTT第66頁(yè)/共121頁(yè)第六十七頁(yè)，共122頁(yè)。n電磁電磁(dinc)(dinc)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向相反相反第67頁(yè)/共121頁(yè)第六十八頁(yè)，共122頁(yè)。02emTTTaaaRIEUemTaTCInCEeaaUEaUE第68頁(yè)/共121頁(yè)第六十九頁(yè)，共122頁(yè)。直流發(fā)電機(jī)的四個(gè)基本直流發(fā)電機(jī)的四個(gè)基本(jbn)物理量：物理量： U、I、If、n。（。（n由原由原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，保持不變）動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，保持不變）運(yùn)行特性：在運(yùn)行特性：在U、I、If 之間，保證

37、其中一個(gè)量不變，另外之間，保證其中一個(gè)量不變，另外(ln wi)兩個(gè)物理量之間的函數(shù)關(guān)系。兩個(gè)物理量之間的函數(shù)關(guān)系。主要主要(zhyo)特性：特性：（1）n n常數(shù)，常數(shù)， I I常數(shù)，常數(shù)， U Uf f（I If f）；空載特性；空載特性（2）n n常數(shù)，常數(shù)， I If f常數(shù)，常數(shù)，U Uf f（I I）；外特性；外特性（3）n n常數(shù)，常數(shù)， U U常數(shù)，常數(shù)，I If ff f（I I）；調(diào)節(jié)特性；調(diào)節(jié)特性第69頁(yè)/共121頁(yè)第七十頁(yè)，共122頁(yè)。一、他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的運(yùn)行一、他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的運(yùn)行(ynxng)(ynxng)特特性性1 1、空載、空載(kn (kn zi)zi)特性特

38、性1nC0I ()fUf I定義：當(dāng)當(dāng) 、 時(shí)，時(shí)， 直流發(fā)電機(jī)的空載特性是非線性的的，直流發(fā)電機(jī)的空載特性是非線性的的，上升與下降的過(guò)程是不相同的。實(shí)際中通常上升與下降的過(guò)程是不相同的。實(shí)際中通常(tngchng)取平均特性曲線作為空載特性曲取平均特性曲線作為空載特性曲線。線。 空載時(shí)，空載時(shí)， 。由于。由于 ，因此空載特性實(shí)質(zhì)上就是因此空載特性實(shí)質(zhì)上就是 。由。由于于 正比于正比于 ，空載特性實(shí)質(zhì)即為磁化空載特性實(shí)質(zhì)即為磁化曲線。曲線。aUEaeECn()afEf IaE空載特性曲線上升分支空載特性曲線上升分支空載特性曲線下降分支空載特性曲線下降分支平均空載特性曲線平均空載特性曲線UfIa

39、aaEUI RU=afEI第70頁(yè)/共121頁(yè)第七十一頁(yè)，共122頁(yè)。2 2、外特性、外特性(txng)(txng)NnnffNII( )Uf I定義：當(dāng)定義：當(dāng) 、 時(shí)，時(shí)， 外特性曲線如圖所示外特性曲線如圖所示 由曲線由曲線(qxin)可見(jiàn)，負(fù)載電流增大時(shí)可見(jiàn)，負(fù)載電流增大時(shí)，端電壓有所下降。，端電壓有所下降。他勵(lì)并勵(lì)U0U0IeaaUCnI R 根據(jù)根據(jù) 可知，端電壓下降有兩個(gè)原因：可知，端電壓下降有兩個(gè)原因：一是在勵(lì)磁電流一定情況下，負(fù)載電流增大，電樞反應(yīng)的去磁作用一是在勵(lì)磁電流一定情況下，負(fù)載電流增大，電樞反應(yīng)的去磁作用使每極磁通量減少，使電動(dòng)勢(shì)減少；使每極磁通量減少，使電動(dòng)勢(shì)減少；

40、另一個(gè)原因是電樞回路上的電阻壓降隨負(fù)載電流增大而增加，使端另一個(gè)原因是電樞回路上的電阻壓降隨負(fù)載電流增大而增加，使端電壓下降。電壓下降。 第71頁(yè)/共121頁(yè)第七十二頁(yè)，共122頁(yè)。%1000NNUUUUU0U0是空載時(shí)的端電壓，是空載時(shí)的端電壓， 一般一般(ybn)(ybn)他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的電他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的電壓變化率約為壓變化率約為5 510%10%。第72頁(yè)/共121頁(yè)第七十三頁(yè)，共122頁(yè)。3 3、調(diào)節(jié)、調(diào)節(jié)(tioji)(tioji)特性特性1nC2UC( )fIf I定義：當(dāng)定義：當(dāng) 、 時(shí)，時(shí)， 外特性曲線如圖所示外特性曲線如圖所示 由曲線可見(jiàn)，在負(fù)載電流變化時(shí)，若保持端由曲線可

41、見(jiàn)，在負(fù)載電流變化時(shí)，若保持端電壓不變，必須改變勵(lì)磁電流，補(bǔ)償電樞反應(yīng)及電壓不變，必須改變勵(lì)磁電流，補(bǔ)償電樞反應(yīng)及電樞回路電樞回路(hul)電阻壓降對(duì)對(duì)輸出端電壓的影響電阻壓降對(duì)對(duì)輸出端電壓的影響。fI0I4 4、效率、效率(xio l)(xio l)特性（特性（P98P98）第73頁(yè)/共121頁(yè)第七十四頁(yè)，共122頁(yè)。 并勵(lì)的勵(lì)磁(l c)是由發(fā)電機(jī)本身的端電壓提供的，而端電壓是在勵(lì)磁(l c)電流作用下建立的，這一點(diǎn)與他勵(lì)發(fā)電機(jī)不同。二、并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的自勵(lì)二、并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的自勵(lì)(z l)(z l)和外特和外特性性RLRarfIaIfIEaUrnfaIIInCEeafUUaaaEUI R

42、請(qǐng)同學(xué)(tng xu)們根據(jù)電路圖寫(xiě)方程等式：第74頁(yè)/共121頁(yè)第七十五頁(yè)，共122頁(yè)。fI0U10fIA20U3 曲線曲線1 1為空載特性曲線，曲線為空載特性曲線，曲線2 2為勵(lì)磁回路總電阻為勵(lì)磁回路總電阻 特性曲線，特性曲線，也稱場(chǎng)阻線也稱場(chǎng)阻線 fR若再增加勵(lì)磁回路電阻若再增加勵(lì)磁回路電阻(dinz)(dinz)，發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)將不能自勵(lì)。將不能自勵(lì)。crRfffUI R 增大增大 ，場(chǎng)阻線變?yōu)榍€，場(chǎng)阻線變?yōu)榍€3 3時(shí)，稱時(shí)，稱 為臨界為臨界(ln ji)(ln ji)電阻。如圖所示。電阻。如圖所示。fR第75頁(yè)/共121頁(yè)第七十六頁(yè)，共122頁(yè)。fI 原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，如果

43、主磁極有剩磁，則電樞繞組切割剩原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，如果主磁極有剩磁，則電樞繞組切割剩磁通感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。在電動(dòng)勢(shì)作用下勵(lì)磁回產(chǎn)生磁通感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。在電動(dòng)勢(shì)作用下勵(lì)磁回產(chǎn)生 。如果勵(lì)磁繞組和電。如果勵(lì)磁繞組和電樞繞組連接正確，樞繞組連接正確， 產(chǎn)生磁通與剩磁方向相同，使主磁路磁通增加，產(chǎn)生磁通與剩磁方向相同，使主磁路磁通增加，電動(dòng)勢(shì)增大，電動(dòng)勢(shì)增大， 增加。如此不斷增長(zhǎng)增加。如此不斷增長(zhǎng)(zngzhng)(zngzhng)，直到勵(lì)磁繞組兩，直到勵(lì)磁繞組兩端電壓端電壓 與空載電樞感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與空載電樞感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 相等時(shí)，達(dá)到穩(wěn)定的平衡工相等時(shí)，達(dá)到穩(wěn)定的平衡工作點(diǎn)作點(diǎn)A A。fIfIffI R0aE第

44、76頁(yè)/共121頁(yè)第七十七頁(yè)，共122頁(yè)。（1）電機(jī)必須）電機(jī)必須(bx)有剩磁。有剩磁。 可通過(guò)可通過(guò)“充磁充磁”（2）勵(lì)磁繞組的接線與電樞旋轉(zhuǎn)方向）勵(lì)磁繞組的接線與電樞旋轉(zhuǎn)方向(fngxing)必必須正確配合，使勵(lì)磁電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向須正確配合，使勵(lì)磁電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向(fngxing)與剩磁方向與剩磁方向(fngxing)一致一致（3）勵(lì)磁回路的電阻應(yīng)小于與電機(jī)轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)的臨界）勵(lì)磁回路的電阻應(yīng)小于與電機(jī)轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)的臨界電阻。電阻。第77頁(yè)/共121頁(yè)第七十八頁(yè)，共122頁(yè)。IUaaeaaaRInCRIEU 1 他勵(lì)他勵(lì)12 并勵(lì)并勵(lì)21 1）電樞）電樞(din sh)(din sh)反

45、應(yīng)的去磁作用反應(yīng)的去磁作用2 2）電樞）電樞(din sh)(din sh)回路上的電阻壓降隨負(fù)載電流回路上的電阻壓降隨負(fù)載電流增大而增加，使端電壓增大而增加，使端電壓U U下降下降3 3）端電壓）端電壓U U的下降使勵(lì)磁電流的下降使勵(lì)磁電流IfIf同時(shí)減小，使磁通同時(shí)減小，使磁通和電樞和電樞(din sh)(din sh)電動(dòng)勢(shì)進(jìn)一步減小。電動(dòng)勢(shì)進(jìn)一步減小。faIII第78頁(yè)/共121頁(yè)第七十九頁(yè)，共122頁(yè)。直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)(dngj)(dngj)的運(yùn)行特性：的運(yùn)行特性：1 1）工作特性；）工作特性；2 2）機(jī)械特性。）機(jī)械特性。fNIINUU()anf I1 1）轉(zhuǎn)速特性）轉(zhuǎn)速特性定

46、義：當(dāng)定義：當(dāng) ， 時(shí)時(shí), , 由方程式可得由方程式可得NaaeeURnICC第79頁(yè)/共121頁(yè)第八十頁(yè)，共122頁(yè)。eaaeNeaCIRCUCEn1000NNnnnnnNn0PN 忽略電樞反應(yīng)的去磁作用(zuyng)，轉(zhuǎn)速與負(fù)載電流按線性關(guān)系變化：第80頁(yè)/共121頁(yè)第八十一頁(yè)，共122頁(yè)。. .aoreNaarNaRnCUREUIarTeICT0nT0T2eTnT0T2eT注意事項(xiàng)：注意事項(xiàng)：第81頁(yè)/共121頁(yè)第八十二頁(yè)，共122頁(yè)。2 2）轉(zhuǎn)矩特性）轉(zhuǎn)矩特性(txng)(txng)定義定義(dngy)(dngy)：當(dāng)：當(dāng) ， 時(shí)時(shí), , ()emaTf INUUfNII2020emP

47、TTTT第82頁(yè)/共121頁(yè)第八十三頁(yè)，共122頁(yè)。 空載空載(kn zi)損耗為不變損耗，不隨負(fù)損耗為不變損耗，不隨負(fù)載電流變化，當(dāng)負(fù)載電流較小時(shí)效率較低載電流變化，當(dāng)負(fù)載電流較小時(shí)效率較低，輸入功率大部分消耗在空載，輸入功率大部分消耗在空載(kn zi)損損耗上；耗上；負(fù)載電流增大，效率也增大，輸入的功率負(fù)載電流增大，效率也增大，輸入的功率大部分消耗在機(jī)械負(fù)載上；但當(dāng)負(fù)載電流大部分消耗在機(jī)械負(fù)載上；但當(dāng)負(fù)載電流增大到一定程度時(shí)，銅損快速增大，此時(shí)增大到一定程度時(shí)，銅損快速增大，此時(shí)效率又變小。效率又變小。21011aaNaPPPR IPUI第83頁(yè)/共121頁(yè)第八十四頁(yè)，共122頁(yè)。2aN

48、aemeeeTEURnTCCC CeaaeNeaCIRCUCEnemTaTCI0emnnkTNeNCUn02NTeaCCRkn0第84頁(yè)/共121頁(yè)第八十五頁(yè)，共122頁(yè)。有一臺(tái)有一臺(tái)17KW17KW、220V220V的并勵(lì)電動(dòng)機(jī)，額定的并勵(lì)電動(dòng)機(jī)，額定( dng)( dng)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速nN=1450r/minnN=1450r/min，額定，額定( ( dng)dng)線電流和勵(lì)磁電流分為為線電流和勵(lì)磁電流分為為IN=95AIN=95A和和IfNIfN，電樞電阻，電樞電阻R=0.09 R=0.09 ，試求額定，試求額定( dng)( dng)負(fù)載時(shí)電動(dòng)機(jī)的下列數(shù)據(jù)：負(fù)載時(shí)電動(dòng)機(jī)的下列數(shù)據(jù)：（1

49、1）電樞電流和電樞電動(dòng)勢(shì)；（）電樞電流和電樞電動(dòng)勢(shì)；（2 2）電磁功率和電磁轉(zhuǎn)矩；）電磁功率和電磁轉(zhuǎn)矩；（3 3）輸入功率和效率。）輸入功率和效率。解：（解：（1 1）I IaNaN= I= IN N-I-IfN fN E EaNaN=U=UN N-I-IaNaNR-2R-2U Us s(2) P(2) PeNeN=E=EaNaNI IaNaN=209.8=209.890.7=19028W90.7=19028W T TeNeN(3) P(3) P1N1N=UI=220=UI=22095=20900W95=20900WaaaRIEU211781.33%20.9PP第85頁(yè)/共121頁(yè)第八十六頁(yè)，

50、共122頁(yè)。第86頁(yè)/共121頁(yè)第八十七頁(yè)，共122頁(yè)。 不穩(wěn)定不穩(wěn)定(wndng)運(yùn)行運(yùn)行nAemTLTAn0nBemTLTBn0穩(wěn)定穩(wěn)定(wndng)運(yùn)行運(yùn)行第87頁(yè)/共121頁(yè)第八十八頁(yè)，共122頁(yè)。 起動(dòng)起動(dòng)(q dn)(q dn)過(guò)程：電動(dòng)機(jī)接通電源后，由靜止?fàn)顟B(tài)加速到穩(wěn)過(guò)程：電動(dòng)機(jī)接通電源后，由靜止?fàn)顟B(tài)加速到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的過(guò)程。定運(yùn)行狀態(tài)的過(guò)程。第88頁(yè)/共121頁(yè)第八十九頁(yè)，共122頁(yè)。TeNeNstaaUCnUIRR起動(dòng)轉(zhuǎn)矩起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 ：電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間的電磁：電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間的電磁(dinc)(dinc)轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)矩。起動(dòng)電流起動(dòng)電流 ：起動(dòng)瞬間的電樞電流。：起動(dòng)瞬間的電樞電流。st

51、TstIaaaRIEU第89頁(yè)/共121頁(yè)第九十頁(yè)，共122頁(yè)。MaRS1SUst1Rst2Rst3R2S3Sast1st2st33RRRRRLLTI22TI11TIemTI0nabn1aRNng3n11astRRR2nef3122aststRRRR1nCd2NaSem2eNeTNURRnTC C C NstaSUIRRaaaRIEU他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)三級(jí)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)三級(jí)起動(dòng)起動(dòng)(q dn)(q dn)電路電路h0n第90頁(yè)/共121頁(yè)第九十一頁(yè)，共122頁(yè)。estaaUCnUIRR第91頁(yè)/共121頁(yè)第九十二頁(yè)，共122頁(yè)。eaaNCRIUn第92頁(yè)/共121頁(yè)第九十三頁(yè)，共122頁(yè)。n1TL

52、0aRn0nNnLTemTAAB1naS1RRNaSem2eNeTNURRnTC C C 適用于：適用于：容量不大，低速運(yùn)行時(shí)間不長(zhǎng)，對(duì)容量不大，低速運(yùn)行時(shí)間不長(zhǎng)，對(duì)調(diào)速性能調(diào)速性能(xngnng)(xngnng)要求不高的場(chǎng)要求不高的場(chǎng)合。合。第93頁(yè)/共121頁(yè)第九十四頁(yè)，共122頁(yè)。TL2aemeeTRUnTCC C0nnNUTLA01nNnB1U1n適用于：適用于：對(duì)調(diào)速性能要求對(duì)調(diào)速性能要求(yoqi)較高的中大較高的中大容量拖動(dòng)系統(tǒng)容量拖動(dòng)系統(tǒng)TeA第94頁(yè)/共121頁(yè)第九十五頁(yè)，共122頁(yè)。TL2NaemeeTURnTCC CemTaTCI第95頁(yè)/共121頁(yè)第九十六頁(yè)，共122

53、頁(yè)。 電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性與負(fù)載特性的交點(diǎn)即為電動(dòng)機(jī)的工作電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性與負(fù)載特性的交點(diǎn)即為電動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)，電動(dòng)機(jī)在此工作點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)，電動(dòng)機(jī)在此工作點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行(ynxng)(ynxng)。若改變電動(dòng)機(jī)。若改變電動(dòng)機(jī)電源電壓、磁通及電樞回路所串電阻，工作點(diǎn)就會(huì)發(fā)生變電源電壓、磁通及電樞回路所串電阻，工作點(diǎn)就會(huì)發(fā)生變化，分布在四象限中。化，分布在四象限中。 電動(dòng)機(jī)在四個(gè)象限電動(dòng)機(jī)在四個(gè)象限(xingxin)(xingxin)內(nèi)運(yùn)行，有兩種基本的運(yùn)行內(nèi)運(yùn)行，有兩種基本的運(yùn)行狀態(tài)：狀態(tài)： 制動(dòng)運(yùn)行制動(dòng)運(yùn)行(ynxng)(ynxng)狀態(tài)。狀態(tài)。 電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)第96頁(yè)/共121頁(yè)第九十七頁(yè)，

54、共122頁(yè)。 電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行(ynxng)(ynxng)狀態(tài)狀態(tài) 電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)：電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)： 在在n nT T坐標(biāo)系的第坐標(biāo)系的第、象限，象限，T T與與n n同方向，同方向，T T為拖動(dòng)性質(zhì)轉(zhuǎn)矩。從能量為拖動(dòng)性質(zhì)轉(zhuǎn)矩。從能量(nngling)(nngling)關(guān)系看，電動(dòng)機(jī)是從電網(wǎng)吸關(guān)系看，電動(dòng)機(jī)是從電網(wǎng)吸收電能向軸上的負(fù)載輸出機(jī)械能。收電能向軸上的負(fù)載輸出機(jī)械能。 制動(dòng)制動(dòng)(zh dn)(zh dn)運(yùn)行狀態(tài)：運(yùn)行狀態(tài)： 電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在n nT T坐標(biāo)系的第坐標(biāo)系的第、象限，象限，T T與與n n反方向，反方向，T T為制動(dòng)為制動(dòng)(zh dn)(zh dn)性質(zhì)的阻轉(zhuǎn)

55、矩。從能量性質(zhì)的阻轉(zhuǎn)矩。從能量關(guān)系看，電動(dòng)機(jī)是將機(jī)械能變?yōu)殡婈P(guān)系看，電動(dòng)機(jī)是將機(jī)械能變?yōu)殡娔苋肯牡艋虼蟛糠只仞侂娋W(wǎng)。能全部消耗掉或大部分回饋電網(wǎng)。 第97頁(yè)/共121頁(yè)第九十八頁(yè)，共122頁(yè)。1）電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)）電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)速(zhun s)的方向的方向相同，此時(shí)電網(wǎng)向電動(dòng)機(jī)輸入電能，并變?yōu)闄C(jī)械能以帶動(dòng)負(fù)載。相同，此時(shí)電網(wǎng)向電動(dòng)機(jī)輸入電能，并變?yōu)闄C(jī)械能以帶動(dòng)負(fù)載。 2） 制動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)制動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的方向電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的方向(fngxing)相反，此時(shí)，用電動(dòng)機(jī)吸收機(jī)械能并轉(zhuǎn)化為電相反，此時(shí)，用電動(dòng)機(jī)吸收機(jī)械能并轉(zhuǎn)化為電能。能。 直流電

56、動(dòng)機(jī)的兩種運(yùn)轉(zhuǎn)直流電動(dòng)機(jī)的兩種運(yùn)轉(zhuǎn)(ynzhun)(ynzhun)狀態(tài)：狀態(tài)： 第98頁(yè)/共121頁(yè)第九十九頁(yè)，共122頁(yè)。電動(dòng)狀態(tài)電動(dòng)狀態(tài)能耗制動(dòng)能耗制動(dòng)+-+-()0aaazEIRR0aaazEIRR 0emTaTCI能耗能耗(nn ho)(nn ho)制動(dòng)的實(shí)制動(dòng)的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)第99頁(yè)/共121頁(yè)第一百頁(yè)，共122頁(yè)。2azemeTRRnTC C 能耗制動(dòng)機(jī)械能耗制動(dòng)機(jī)械(jxi)特性圖特性圖 能耗制動(dòng)時(shí)，能耗制動(dòng)時(shí)，U=0U=0，R=Ra+RZR=Ra+RZ，代入他勵(lì)直流，代入他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械電動(dòng)機(jī)機(jī)械(jxi)(jxi)特性特性方程式方程式 由上式可知，由上式可知，n n0 0時(shí)，時(shí)，T

57、 T0 0；n=0n=0時(shí)，時(shí)，T=0T=0，所以，所以機(jī)械機(jī)械(jxi)(jxi)特性位于第特性位于第象限，并通過(guò)原點(diǎn)。象限，并通過(guò)原點(diǎn)。 第100頁(yè)/共121頁(yè)第一百零一頁(yè)，共122頁(yè)。 反接反接(fn ji)(fn ji)制動(dòng)時(shí)，電壓制動(dòng)時(shí)，電壓U U與反電勢(shì)與反電勢(shì)EaEa同同方向。方向。 實(shí)現(xiàn)反接實(shí)現(xiàn)反接(fn ji)(fn ji)制動(dòng)有兩種方法：制動(dòng)有兩種方法： 電壓反接（一般電壓反接（一般(ybn)(ybn)用于反抗性負(fù)載）用于反抗性負(fù)載） 轉(zhuǎn)速反向（用于位能性負(fù)載）轉(zhuǎn)速反向（用于位能性負(fù)載）第101頁(yè)/共121頁(yè)第一百零二頁(yè)，共122頁(yè)。（一）電壓（一）電壓(diny)反接的反

58、接制動(dòng)反接的反接制動(dòng) 1K2K3K斷開(kāi)斷開(kāi) 和和 ， 接通接通 和和4KRREURREUIaaaaa電樞反接的反電樞反接的反接制動(dòng)電路圖接制動(dòng)電路圖IaIa為負(fù)值，為負(fù)值，T T為負(fù)值，為負(fù)值，T T與與n n反向反向(fn xin)(fn xin)，故為制，故為制動(dòng)狀態(tài)。動(dòng)狀態(tài)。電壓反接制動(dòng)電壓反接制動(dòng)(zh dn)(zh dn)的實(shí)現(xiàn)的實(shí)現(xiàn)( (用于反抗性負(fù)載用于反抗性負(fù)載) )第102頁(yè)/共121頁(yè)第一百零三頁(yè)，共122頁(yè)。轉(zhuǎn)速反向轉(zhuǎn)速反向(fn xin)(fn xin)反接制動(dòng)的實(shí)現(xiàn)反接制動(dòng)的實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速反向反接制動(dòng)轉(zhuǎn)速反向反接制動(dòng)(zh dn)(zh dn)的原理接線圖的原理接線圖 當(dāng)開(kāi)

59、關(guān)當(dāng)開(kāi)關(guān)K K閉合閉合(b h)(b h)，電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于電動(dòng)狀態(tài)。運(yùn)行于電動(dòng)狀態(tài)。 當(dāng)開(kāi)關(guān)當(dāng)開(kāi)關(guān)K K斷開(kāi)，電樞回路串入斷開(kāi)，電樞回路串入較大電阻較大電阻RZRZ，使，使n n0 0時(shí)，電磁轉(zhuǎn)時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)反向加矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)反向加速，速，T T與與n n反向，進(jìn)入轉(zhuǎn)速反向的反向，進(jìn)入轉(zhuǎn)速反向的反接制動(dòng)運(yùn)行。反接制動(dòng)運(yùn)行。（二）轉(zhuǎn)速反向的反接制動(dòng)（二）轉(zhuǎn)速反向的反接制動(dòng) （用于位能性負(fù)載）（用于位能性負(fù)載）第103頁(yè)/共121頁(yè)第一百零四頁(yè)，共122頁(yè)。直流電機(jī)種類(lèi)多直流電機(jī)種類(lèi)多定子轉(zhuǎn)子不可少定子轉(zhuǎn)子不可少直流電源應(yīng)用廣直流電源應(yīng)用廣起動(dòng)調(diào)速性能高起動(dòng)調(diào)速性

60、能高實(shí)現(xiàn)整流和逆變實(shí)現(xiàn)整流和逆變換向電刷配合好換向電刷配合好能量轉(zhuǎn)換全靠它能量轉(zhuǎn)換全靠它電樞電樞(din sh)(din sh)繞組繞組真奇妙真奇妙單疊單波型兩種單疊單波型兩種應(yīng)用場(chǎng)合分開(kāi)表應(yīng)用場(chǎng)合分開(kāi)表電樞電樞(din sh)(din sh)反應(yīng)一作反應(yīng)一作用用主極磁場(chǎng)就損耗主極磁場(chǎng)就損耗等效電路需先畫(huà)等效電路需先畫(huà)基本方程定記牢基本方程定記牢并勵(lì)若想要自勵(lì)并勵(lì)若想要自勵(lì)三個(gè)條件少不了三個(gè)條件少不了第104頁(yè)/共121頁(yè)第一百零五頁(yè)，共122頁(yè)。起動(dòng)制動(dòng)和調(diào)速起動(dòng)制動(dòng)和調(diào)速拖動(dòng)運(yùn)行三件寶拖動(dòng)運(yùn)行三件寶若要分析此特性若要分析此特性(txng)(txng)電壓方程是王道電壓方程是王道第105頁(yè)/