任務(wù)32直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性

1、任務(wù)任務(wù)3.2 直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性一、直流電動(dòng)機(jī)的電樞電動(dòng)勢(shì)、功率和轉(zhuǎn)矩一、直流電動(dòng)機(jī)的電樞電動(dòng)勢(shì)、功率和轉(zhuǎn)矩 1.電樞電動(dòng)勢(shì)電樞電動(dòng)勢(shì) 電樞感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 式中，CE電動(dòng)勢(shì)常數(shù)，僅與電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)有關(guān)；氣隙每極磁通(Wb)；n直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速(rmin)；Ea電動(dòng)機(jī)的電樞感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(V)。 對(duì)他勵(lì)、并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，電壓平衡方程為 式中，Ra電樞回路的總電阻，其中包括電刷和換向器之間的接觸電阻。 2.功率及效率功率及效率(1)直流電動(dòng)機(jī)的功率功率平衡方程為 式中，PemP0P2；P2為直流電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率；P0為直流電動(dòng)機(jī)的空載損耗，即P0PFePmecPad， 其中

2、，PFe為鐵損耗；Pmec為機(jī)械損耗；Pad為附加損耗。 對(duì)他勵(lì)、并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，P1P2P0PacuPfcu式中，P1為電源給電動(dòng)機(jī)提供的總功率，即輸入功率P1P1aP1fUI，IIaIf為電源給電動(dòng)機(jī)提供的輸入電流； Pfcu為勵(lì)磁回路內(nèi)部消耗的功率，即勵(lì)磁回路的銅損耗。 (2)直流電動(dòng)機(jī)的效率3.電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩式中，CT轉(zhuǎn)矩常數(shù)，僅與電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)有關(guān)；氣隙每極磁通(Wb)；Ia電樞電流(A)；Tem電磁轉(zhuǎn)矩(Nm)。轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)常數(shù)CE和轉(zhuǎn)矩常數(shù)CT存在以下關(guān)系 CT=9.55CE二、直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性二、直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是指直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n與電磁轉(zhuǎn)矩Tem

3、之間的關(guān)系，nf(Tem)。1.他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 (1)固有機(jī)械特性固有機(jī)械特性表達(dá)式為 固有機(jī)械特性曲線如圖3-17所示。 (2)人為機(jī)械特性轉(zhuǎn)子回路串電阻人為機(jī)械特性。轉(zhuǎn)子串入不同電阻Rpa值時(shí)的人為機(jī)械特性曲線如圖3-18所示。 改變轉(zhuǎn)子電壓人為機(jī)械特性。改變轉(zhuǎn)子電壓的人為機(jī)械特性方程為 改變轉(zhuǎn)子電壓人為機(jī)械特性曲線如圖3-19所示。 減弱磁通人為機(jī)械特性。減弱磁通的人為機(jī)械特性方程為 減弱磁通的人為機(jī)械特性曲線如圖3-19所示。 (1)固有機(jī)械特性 固有機(jī)械特性方程為 串勵(lì)電動(dòng)機(jī)在磁路不飽和時(shí)的機(jī)械特性為一條雙曲線，如圖3-24中的曲線1所示，說(shuō)明負(fù)載轉(zhuǎn)

4、矩增大時(shí)，轉(zhuǎn)速下降很快，特性很軟。 2.串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性(2)人為機(jī)械特性 串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)同樣可以采用轉(zhuǎn)子串電阻、改變電源電壓和改變磁通的方法來(lái)獲得各種人為特性，如圖3-24中的曲線2、3所示是電樞回路串入不同電阻后的人為機(jī)械特性。 應(yīng)注意：應(yīng)注意：串勵(lì)電動(dòng)機(jī)絕不允許空載啟動(dòng)和空載運(yùn)行，因?yàn)榭蛰d或輕載時(shí)，轉(zhuǎn)速很高，往往超過(guò)機(jī)械強(qiáng)度的允許限度，將損壞電動(dòng)機(jī)。通常要求所帶負(fù)載TL不得小于1/4額定轉(zhuǎn)矩TN，且電動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)機(jī)械之間不得用皮帶或鏈條連接，以免打滑或斷裂，造成空載運(yùn)行，轉(zhuǎn)速過(guò)高而發(fā)生“飛車(chē)”的危險(xiǎn)，這在生產(chǎn)中應(yīng)特別注意。 三、直流電動(dòng)機(jī)的換向三、直流電動(dòng)機(jī)

5、的換向 直流電動(dòng)機(jī)的換向是指直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組元件從一條支路經(jīng)過(guò)電刷進(jìn)入另一條支路，該元件電流從一個(gè)方向變換為另一方向。換向是靠換向器和電刷的配合將直流電動(dòng)機(jī)外部直流電流(或電動(dòng)勢(shì))變成內(nèi)部的交流電流(或電動(dòng)勢(shì))。1.換向過(guò)程換向過(guò)程 換向過(guò)程如圖3-25所示。2.換向火花換向火花(1)換向火花的產(chǎn)生 主磁極幾何中性線處的氣隙磁場(chǎng)不再為零時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)換向時(shí)，電刷與換向片之間易產(chǎn)生火花。 換向時(shí)產(chǎn)生電磁火花的主要原因是線圈換向元件在換向過(guò)程中產(chǎn)生了換向電動(dòng)勢(shì)。(2)電火花等級(jí)與危害電火花等級(jí)及電火花程度對(duì)換向器和電刷的影響見(jiàn)表3.5。 3.改善換向的方法改善換向的方法 (1)安裝換向極 安裝換向極是目前改善換向最有效的方法之一，如圖3-26所示。 (2)調(diào)整電刷的位置 移動(dòng)電刷的規(guī)定：電刷應(yīng)逆著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)。如電刷移動(dòng)方向不正確，會(huì)使電火花更大，使直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀況更加惡化。(3)增加換向回路的電阻 電刷與換向器之間的接觸電阻是換向回路中最重要的電阻，