第2章直流電機(jī)

1、南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)第第2 2章章 直流電機(jī)直流電機(jī) 直流電機(jī)的功能是將直流電能與機(jī)械直流電機(jī)的功能是將直流電能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換，把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為直流電能的能相互轉(zhuǎn)換，把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為直流電能的裝置稱為裝置稱為直流發(fā)電機(jī)直流發(fā)電機(jī)，而把直流電能轉(zhuǎn)換，而把直流電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置稱為為機(jī)械能的裝置稱為直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)。 南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī) 直流電機(jī)是電機(jī)的主要類型之一。直流電機(jī)直流電機(jī)是電機(jī)的主要類型之一。直流電機(jī)自身有著顯著的自身有著顯著的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)，但與交流電機(jī)相比自身有，但與交流電機(jī)相比自身有著著缺點(diǎn)缺點(diǎn)。 近年來(lái)，與電力電子裝置結(jié)合而具有

2、直流電近年來(lái)，與電力電子裝置結(jié)合而具有直流電機(jī)性能的電機(jī)不斷涌現(xiàn)，使直流電機(jī)有被取代的機(jī)性能的電機(jī)不斷涌現(xiàn)，使直流電機(jī)有被取代的趨勢(shì)。盡管如此，直流電機(jī)仍有一定的理論意義趨勢(shì)。盡管如此，直流電機(jī)仍有一定的理論意義和實(shí)用價(jià)值和實(shí)用價(jià)值! !南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)直流電機(jī)的基本原理直流電機(jī)的基本原理2.1直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)2.2直流電機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)直流電機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)2.3直流電機(jī)的空載磁場(chǎng)直流電機(jī)的空載磁場(chǎng)2.4直流電機(jī)的電樞繞組直流電機(jī)的電樞繞組2.5直流電機(jī)的負(fù)載磁場(chǎng)及電樞反應(yīng)直流電機(jī)的負(fù)載磁場(chǎng)及電樞反應(yīng)2.6感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩的計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩的計(jì)算2

3、.7直流發(fā)電機(jī)直流發(fā)電機(jī)2.8直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)2.9南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)2.1.12.1.1直流發(fā)電機(jī)的工作原理直流發(fā)電機(jī)的工作原理直流發(fā)電機(jī)直流發(fā)電機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能的旋轉(zhuǎn)機(jī)械。是將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能的旋轉(zhuǎn)機(jī)械。2.12.1直流電機(jī)的基本工作原理直流電機(jī)的基本工作原理圖圖2-2a2-2a線圈電動(dòng)勢(shì)的波形線圈電動(dòng)勢(shì)的波形圖圖2-2b2-2b電刷間的電動(dòng)勢(shì)波形電刷間的電動(dòng)勢(shì)波形南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)2.1.22.1.2直流電動(dòng)機(jī)的基本工作原理直流電動(dòng)機(jī)的基本工作原理直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)是將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的旋轉(zhuǎn)機(jī)械。是將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的旋轉(zhuǎn)機(jī)

4、械。南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī) 2.1.32.1.3直流電機(jī)的可逆性直流電機(jī)的可逆性 可逆性原理：可逆性原理：一臺(tái)直流電機(jī)，在一種條件下可以作為一臺(tái)直流電機(jī)，在一種條件下可以作為發(fā)電機(jī)，而在另一種條件下它又可以作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。發(fā)電機(jī)，而在另一種條件下它又可以作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。圖2-4 電機(jī)可逆性原理（a）(b)NSneiNSneif南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)圖圖2-5 2-5 國(guó)產(chǎn)直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)國(guó)產(chǎn)直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)2.22.2直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)1.1.定子定子（1

5、1）機(jī)座）機(jī)座用來(lái)固定主磁極、換向極和端蓋；磁用來(lái)固定主磁極、換向極和端蓋；磁路的一部分。路的一部分。（2 2）主磁極）主磁極 （3 3）換向極）換向極 南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)（4 4）電刷裝置）電刷裝置2 2、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子（1 1）電樞鐵心）電樞鐵心南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)（2 2）電樞繞組：按一定規(guī)律連接并嵌放到電樞鐵心槽）電樞繞組：按一定規(guī)律連接并嵌放到電樞鐵心槽中中 。（3 3）換向器：由許多換向片組成，換向片之間用云母）換向器：由許多換向片組成，換向片之間用云母絕緣。絕緣。南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)2.22.2直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)總

6、結(jié)直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)總結(jié)定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子主磁極主磁極：產(chǎn)生恒定的氣隙磁通，由鐵心和勵(lì)磁繞組構(gòu)成：產(chǎn)生恒定的氣隙磁通，由鐵心和勵(lì)磁繞組構(gòu)成換向磁極換向磁極：改善換向。：改善換向。電刷裝置電刷裝置：與換向片配合：與換向片配合, ,完成直流與交流的互換完成直流與交流的互換機(jī)座和端蓋機(jī)座和端蓋：起支撐和固定作用。：起支撐和固定作用。電樞鐵心電樞鐵心：主磁路的一部分，放置電樞繞組。：主磁路的一部分，放置電樞繞組。電樞繞組電樞繞組：由帶絕緣的導(dǎo)線繞制而成，是電路部分。：由帶絕緣的導(dǎo)線繞制而成，是電路部分。換向器換向器：與電刷裝置配合：與電刷裝置配合, ,完成直流與交流的互換完成直流與交流的互換轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸軸承軸承

7、定、轉(zhuǎn)子之間有一間隙定、轉(zhuǎn)子之間有一間隙氣隙氣隙南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)2.32.3直流電機(jī)的直流電機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)銘牌數(shù)據(jù)直流電機(jī)的額定值有：直流電機(jī)的額定值有：1 1、額定電壓、額定電壓U UN N(V)(V)：直流電機(jī)電刷端的電樞電壓。：直流電機(jī)電刷端的電樞電壓。 2 2、額定電流、額定電流I IN N(A)(A)：直流電機(jī)電刷端的電樞電流。：直流電機(jī)電刷端的電樞電流。 3 3、額定功率、額定功率P PN N(W(W或或kW)kW)：電機(jī)的輸出功率：電機(jī)的輸出功率 。 4 4、額定轉(zhuǎn)速、額定轉(zhuǎn)速n nN N(r/min)(r/min)：直流電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度。：直流電機(jī)的旋轉(zhuǎn)

8、速度。 NNNPU I發(fā)電機(jī)是指輸出的電功率：發(fā)電機(jī)是指輸出的電功率：NNNNPU I電動(dòng)機(jī)是指輸出的機(jī)械功率電動(dòng)機(jī)是指輸出的機(jī)械功率 ：南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)2.42.4直流電機(jī)的空載磁場(chǎng)直流電機(jī)的空載磁場(chǎng)2.4.12.4.1直流電機(jī)的勵(lì)磁方式直流電機(jī)的勵(lì)磁方式勵(lì)磁繞組的供電方式稱為勵(lì)磁方式。勵(lì)磁繞組的供電方式稱為勵(lì)磁方式。1 1、他勵(lì)式、他勵(lì)式 其勵(lì)磁繞組由其他電源供電，勵(lì)磁繞組與電樞繞其勵(lì)磁繞組由其他電源供電，勵(lì)磁繞組與電樞繞組不相連組不相連。南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)2.4.12.4.1直流電機(jī)的勵(lì)磁方式直流電機(jī)的勵(lì)磁方式2 2、并勵(lì)式：、并勵(lì)式

9、： 勵(lì)磁繞組與電樞繞組并聯(lián)；勵(lì)磁繞組與電樞繞組并聯(lián)；南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)3 3、串勵(lì)式：、串勵(lì)式： 勵(lì)磁繞組與電樞繞組串聯(lián)；勵(lì)磁繞組與電樞繞組串聯(lián)；2.4.12.4.1直流電機(jī)的勵(lì)磁方式直流電機(jī)的勵(lì)磁方式南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)3 3、復(fù)勵(lì)式：、復(fù)勵(lì)式： 裝有兩個(gè)勵(lì)磁繞組，一為與電樞并聯(lián)的裝有兩個(gè)勵(lì)磁繞組，一為與電樞并聯(lián)的并勵(lì)繞組，二為與電樞串聯(lián)的串勵(lì)繞組。并勵(lì)繞組，二為與電樞串聯(lián)的串勵(lì)繞組。2.4.12.4.1直流電機(jī)的勵(lì)磁方式直流電機(jī)的勵(lì)磁方式南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)2.4.22.4.2直流電機(jī)的空載磁場(chǎng)直流電機(jī)的空載磁場(chǎng)空載

10、磁場(chǎng)空載磁場(chǎng)是指電樞電流等于零或者很小時(shí)（可忽略不是指電樞電流等于零或者很小時(shí)（可忽略不計(jì)），由計(jì)），由勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)單獨(dú)建立的磁場(chǎng)。單獨(dú)建立的磁場(chǎng)。南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)2.4.32.4.3磁路分析磁路分析dlplplrl圖2-13 直流電機(jī)主磁路2222l lrl rlp psl slffHH lH lH lH lN l直流電機(jī)的主磁路可分為五段：（直流電機(jī)的主磁路可分為五段：（1 1）兩氣隙段，長(zhǎng)度為）兩氣隙段，長(zhǎng)度為2 2 ；（2 2）兩電樞齒段，長(zhǎng)度為）兩電樞齒段，長(zhǎng)度為2l2l1 1；（；（3 3）轉(zhuǎn)子扼段，長(zhǎng)度為）轉(zhuǎn)子扼段，長(zhǎng)度為l lr1r1；、；、

11、（4 4）兩主磁極鐵心段，長(zhǎng)度為）兩主磁極鐵心段，長(zhǎng)度為2l2lp p ；（；（5 5）定子軛段，長(zhǎng)度為）定子軛段，長(zhǎng)度為l lslsl。 2mffRN IF南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)2.4.42.4.4直流電機(jī)的磁化曲線直流電機(jī)的磁化曲線2.4.52.4.5氣隙磁通密度的分布?xì)庀洞磐芏鹊姆植紙D圖2-15 2-15 氣隙磁密分布情況氣隙磁密分布情況極靴極身平頂波南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)2.52.5直流電機(jī)的電樞繞組直流電機(jī)的電樞繞組對(duì)直流電機(jī)的電樞繞組的要求是對(duì)直流電機(jī)的電樞繞組的要求是：1 1能通過(guò)規(guī)定的電流，能產(chǎn)生足夠的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，能通過(guò)規(guī)定的電流，

12、能產(chǎn)生足夠的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，且電量的波形較好；且電量的波形較好；2 2繞組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、方便制作、便于維護(hù)；繞組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、方便制作、便于維護(hù)；3 3盡可能節(jié)省有色金屬和絕緣材科。盡可能節(jié)省有色金屬和絕緣材科。南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)2.5.12.5.1直流電機(jī)電樞繞組的基礎(chǔ)知識(shí)直流電機(jī)電樞繞組的基礎(chǔ)知識(shí) 1 1、幾何中性線幾何中性線：是指直流電機(jī)結(jié)構(gòu)中兩個(gè)相鄰主磁極：是指直流電機(jī)結(jié)構(gòu)中兩個(gè)相鄰主磁極(N(N、S S極極) )之間的幾何平分線。之間的幾何平分線。 2 2、磁極軸線磁極軸線：是指每個(gè)主磁極上，將磁極分成左右對(duì)稱：是指每個(gè)主磁極上，將磁極分成左右對(duì)稱的

13、兩部分的中心線。的兩部分的中心線。 3 3、元件元件：直流電機(jī)中構(gòu)成電樞繞組的線圈基本單元為元：直流電機(jī)中構(gòu)成電樞繞組的線圈基本單元為元件。件。 南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)4 4、元件的首末端元件的首末端：每一個(gè)元件有兩端，分別引出：每一個(gè)元件有兩端，分別引出兩根線與換向片相連，繞制元件的開(kāi)始端稱為首兩根線與換向片相連，繞制元件的開(kāi)始端稱為首端，結(jié)束端稱為末端。端，結(jié)束端稱為末端。2.5.12.5.1直流電機(jī)電樞繞組的基礎(chǔ)知識(shí)直流電機(jī)電樞繞組的基礎(chǔ)知識(shí)有效邊：有效邊：置于槽內(nèi)，能置于槽內(nèi)，能“切割切割”主極磁場(chǎng)而感應(yīng)電主極磁場(chǎng)而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，兩條元件邊動(dòng)勢(shì)，兩條元件邊端接線：端

14、接線：在鐵心之外，不在鐵心之外，不“切割切割”磁場(chǎng)，僅起連接磁場(chǎng)，僅起連接線作用。線作用。南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)6 6、波繞組波繞組：電樞上所有處于同一極性下的元件串聯(lián)構(gòu)成一條：電樞上所有處于同一極性下的元件串聯(lián)構(gòu)成一條支路，相鄰元件對(duì)應(yīng)邊的跨距約為（不可等于）兩個(gè)極距，形支路，相鄰元件對(duì)應(yīng)邊的跨距約為（不可等于）兩個(gè)極距，形成波浪型結(jié)構(gòu)。成波浪型結(jié)構(gòu)。 5 5、疊繞組疊繞組：組成繞組的元件依次串聯(lián)，后一個(gè)元件緊疊著前：組成繞組的元件依次串聯(lián)，后一個(gè)元件緊疊著前一個(gè)元件鑲嵌放置。一個(gè)元件鑲嵌放置。疊繞組疊繞組波繞組波繞組上層邊上層邊：有效邊放在槽的上層：有效邊放在槽的上層

15、下層邊下層邊：另一有效邊放在槽的下層：另一有效邊放在槽的下層雙層繞組雙層繞組7 7、實(shí)槽實(shí)槽：電機(jī)鐵心實(shí)際所開(kāi)的槽，實(shí)槽數(shù)用：電機(jī)鐵心實(shí)際所開(kāi)的槽，實(shí)槽數(shù)用Z Z來(lái)表示來(lái)表示 。南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)8 8、虛槽虛槽 在大型電機(jī)中、在大型電機(jī)中、每層可能有每層可能有N N個(gè)并列圈邊個(gè)并列圈邊為了改善電機(jī)的性能，用更多的元件組成電樞繞組。為了改善電機(jī)的性能，用更多的元件組成電樞繞組。但電樞鐵心不能開(kāi)太多的槽，采用在每槽的上下層各但電樞鐵心不能開(kāi)太多的槽，采用在每槽的上下層各放置若干元件邊。放置若干元件邊。實(shí)槽實(shí)槽虛槽虛槽iZu Z3u 南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直

16、流電機(jī)7 7、極距極距：相鄰主磁極在定子圓周上的間距稱為極距。：相鄰主磁極在定子圓周上的間距稱為極距。8 8、節(jié)距節(jié)距：節(jié)距是指元件邊之間的距離：節(jié)距是指元件邊之間的距離 。節(jié)距分為第一節(jié)距、。節(jié)距分為第一節(jié)距、第二節(jié)距、合成節(jié)距和換向節(jié)距四種。第二節(jié)距、合成節(jié)距和換向節(jié)距四種。1 1）第一節(jié)距第一節(jié)距y y1 1：是指一個(gè)元件的兩個(gè)有效邊在電樞表面跨是指一個(gè)元件的兩個(gè)有效邊在電樞表面跨過(guò)的距離。過(guò)的距離。 p2D12iZyp2.5.12.5.1直流電機(jī)電樞繞組的基礎(chǔ)知識(shí)直流電機(jī)電樞繞組的基礎(chǔ)知識(shí)1y1y1y整距元件整距元件短距元件短距元件長(zhǎng)距元件長(zhǎng)距元件南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直

17、流電機(jī)2）第二節(jié)距第二節(jié)距y2：連至同一換向片的兩個(gè)元件中的前一個(gè)元件：連至同一換向片的兩個(gè)元件中的前一個(gè)元件的下層邊與后一個(gè)元件的上層邊在電樞表面跨過(guò)的距離。的下層邊與后一個(gè)元件的上層邊在電樞表面跨過(guò)的距離。3）合成節(jié)距合成節(jié)距y：串聯(lián)的兩個(gè)相鄰元件的對(duì)應(yīng)上下層邊在電串聯(lián)的兩個(gè)相鄰元件的對(duì)應(yīng)上下層邊在電樞表面跨過(guò)的距離。樞表面跨過(guò)的距離。4）換向節(jié)距換向節(jié)距yk：一個(gè)元件的首、末端所連接的兩個(gè)換向片一個(gè)元件的首、末端所連接的兩個(gè)換向片在換向器表面跨過(guò)的距離。在換向器表面跨過(guò)的距離。 南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)2.5.2單疊繞組單疊繞組 單疊繞組的特點(diǎn)是合成節(jié)距等于一個(gè)虛槽，

18、換向器節(jié)單疊繞組的特點(diǎn)是合成節(jié)距等于一個(gè)虛槽，換向器節(jié)距等于一個(gè)換向片長(zhǎng)。距等于一個(gè)換向片長(zhǎng)。1kyy例：設(shè)有一臺(tái)直流電機(jī)，極對(duì)數(shù)例：設(shè)有一臺(tái)直流電機(jī)，極對(duì)數(shù)p2，雙層繞組結(jié)構(gòu)，雙層繞組結(jié)構(gòu)，槽數(shù)槽數(shù)Z、元件數(shù)、元件數(shù)S、換向片數(shù)、換向片數(shù)K都為都為16，若，若Z=K=S=16。試分析單疊繞繞組的情況。試分析單疊繞繞組的情況。分析步驟如下：分析步驟如下：1計(jì)算單疊繞組的節(jié)距計(jì)算單疊繞組的節(jié)距雙層繞組元件數(shù)與槽數(shù)、換向片數(shù)相等，節(jié)距單位用雙層繞組元件數(shù)與槽數(shù)、換向片數(shù)相等，節(jié)距單位用槽數(shù)表示。槽數(shù)表示。南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)合成節(jié)距和換向節(jié)距計(jì)算：合成節(jié)距和換向節(jié)距計(jì)算：?jiǎn)?/p>

19、疊繞組的合成節(jié)距和換向節(jié)距相同，即單疊繞組的合成節(jié)距和換向節(jié)距相同，即 1kyy一般?。阂话闳。?kyy 元件的依次串聯(lián)順序?yàn)閺淖笙蛴疫M(jìn)行，這樣完成元件的依次串聯(lián)順序?yàn)閺淖笙蛴疫M(jìn)行，這樣完成的直流電機(jī)繞組稱為的直流電機(jī)繞組稱為右行繞組右行繞組。第二節(jié)距計(jì)算：第二節(jié)距計(jì)算：31412yyy第一節(jié)距計(jì)算：第一節(jié)距計(jì)算：44162pZpzy2144161y南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī) 編號(hào)的原則：把元件和原件上層邊所在的槽和元件編號(hào)的原則：把元件和原件上層邊所在的槽和元件首端所連接的換向片編上相同的號(hào)碼。首端所連接的換向片編上相同的號(hào)碼。 元件進(jìn)行編號(hào)：元件進(jìn)行編號(hào)：1-161-16

20、號(hào)號(hào) 槽進(jìn)行編號(hào)：槽進(jìn)行編號(hào)：1-161-16號(hào)號(hào) 元件邊進(jìn)行編號(hào)：上層邊：元件邊進(jìn)行編號(hào)：上層邊：1-161-16號(hào)號(hào) 下層邊：下層邊：1-161-16號(hào)號(hào)2 2確定繞組元件的連接順序確定繞組元件的連接順序南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī) 設(shè)設(shè)1號(hào)元件上層邊放在號(hào)元件上層邊放在1號(hào)槽中號(hào)槽中 1+y1=5 5-y2=2 5連接連接2 2+y1=6 6-y2=3 6連接連接3 3+y1=7 7-y2=4 7連接連接4 . 連接順序：連接順序：南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)3 3繪制繞組展開(kāi)圖繪制繞組展開(kāi)圖南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)4并聯(lián)支路圖并聯(lián)支路

21、圖圖 2-22 單 疊 繞 組 并 聯(lián) 支 路-電 樞 轉(zhuǎn) 向合 成 電 動(dòng) 勢(shì) 方 向合 成 電 動(dòng) 勢(shì) 方 向1291056131412345678910111213141516151614+A1 A2 B2 B1 對(duì)于單疊繞組，支路數(shù)應(yīng)等于極對(duì)數(shù)，即： pa22南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)單疊繞組有以下特點(diǎn)：?jiǎn)委B繞組有以下特點(diǎn)：1. 并聯(lián)支路對(duì)數(shù)并聯(lián)支路對(duì)數(shù)a=主磁極對(duì)數(shù)主磁極對(duì)數(shù)p=電刷對(duì)數(shù)電刷對(duì)數(shù)b2. 電樞的電動(dòng)勢(shì)等于支路的電動(dòng)勢(shì)電樞的電動(dòng)勢(shì)等于支路的電動(dòng)勢(shì)3. 電樞電流等于各支路電流的總和，即電樞電流等于各支路電流的總和，即Ia=2aia南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)

22、學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)2.6直流電機(jī)的負(fù)載磁場(chǎng)及電樞反應(yīng)直流電機(jī)的負(fù)載磁場(chǎng)及電樞反應(yīng) 電機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)，有負(fù)載電流通過(guò)電樞繞組，即可認(rèn)為在電樞電機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)，有負(fù)載電流通過(guò)電樞繞組，即可認(rèn)為在電樞繞組內(nèi)通過(guò)電流而產(chǎn)生了一個(gè)新的磁動(dòng)勢(shì)繞組內(nèi)通過(guò)電流而產(chǎn)生了一個(gè)新的磁動(dòng)勢(shì)電樞磁動(dòng)勢(shì)電樞磁動(dòng)勢(shì)。 電樞反應(yīng)：電樞反應(yīng)：我們把電樞磁動(dòng)勢(shì)對(duì)勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)所建立的氣隙磁場(chǎng)我們把電樞磁動(dòng)勢(shì)對(duì)勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)所建立的氣隙磁場(chǎng)的影響。的影響。線負(fù)荷：電樞圓周線負(fù)荷：電樞圓周表面單位長(zhǎng)度上的表面單位長(zhǎng)度上的安培導(dǎo)體數(shù)安培導(dǎo)體數(shù)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)設(shè)電樞繞組導(dǎo)體總數(shù)為設(shè)電樞繞組導(dǎo)體總數(shù)為N N，導(dǎo)體電流為，導(dǎo)

23、體電流為iaia，電樞直徑為，電樞直徑為D D，A A表示線負(fù)荷，則有表示線負(fù)荷，則有全電流定律：全電流定律：忽略鐵磁部分中的磁壓降，則電樞磁動(dòng)勢(shì)在每段氣隙中忽略鐵磁部分中的磁壓降，則電樞磁動(dòng)勢(shì)在每段氣隙中為：為：電樞磁場(chǎng)電樞磁場(chǎng)aNiAD2HlAxaxFAx00axaxFaxBHmax22aAxF/南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)物理中性線物理中性線南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)電樞反應(yīng)對(duì)氣隙磁場(chǎng)的影響如下：電樞反應(yīng)對(duì)氣隙磁場(chǎng)的影響如下：(1)直流電機(jī)負(fù)載時(shí)的電樞反應(yīng)使氣隙磁場(chǎng)發(fā)生畸變；直流電機(jī)負(fù)載時(shí)的電樞反應(yīng)使氣隙磁場(chǎng)發(fā)生畸變；(2)電樞反應(yīng)使電樞表面磁密為零的物

24、理中性線偏離了電樞反應(yīng)使電樞表面磁密為零的物理中性線偏離了幾何中性線。幾何中性線。 在電動(dòng)機(jī)中，物理中性線逆電樞旋轉(zhuǎn)方向移過(guò)一個(gè)不在電動(dòng)機(jī)中，物理中性線逆電樞旋轉(zhuǎn)方向移過(guò)一個(gè)不大的角度；大的角度；在發(fā)電機(jī)中，順電樞旋轉(zhuǎn)方向移過(guò)一個(gè)不大的角度；在發(fā)電機(jī)中，順電樞旋轉(zhuǎn)方向移過(guò)一個(gè)不大的角度；(3)電樞反應(yīng)使主磁極下的總磁通量減少，呈去磁作用。電樞反應(yīng)使主磁極下的總磁通量減少，呈去磁作用。南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)2.72.7感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩的計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩的計(jì)算2.7.12.7.1感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算lvBeavavBl602npv 2NEea22226

25、060aveB lvNlvNlNnppNEnCnalalaa 元件有效邊導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：元件有效邊導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)： 與每極有效磁通的平均值的關(guān)系為：與每極有效磁通的平均值的關(guān)系為： avB導(dǎo)體切割磁力線的速度導(dǎo)體切割磁力線的速度v與電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度與電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度有關(guān)：有關(guān)：假設(shè)電機(jī)中元件的有效邊導(dǎo)體數(shù)為假設(shè)電機(jī)中元件的有效邊導(dǎo)體數(shù)為 ，則電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，則電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)即支路電動(dòng)勢(shì)可以記為：即支路電動(dòng)勢(shì)可以記為： N南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)直流電機(jī)的電樞感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)定義表達(dá)式為：直流電機(jī)的電樞感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)定義表達(dá)式為： 2.7.22.7.2電磁轉(zhuǎn)矩的計(jì)算電磁轉(zhuǎn)矩的計(jì)算導(dǎo)

26、體所受電磁力大小為：導(dǎo)體所受電磁力大小為：aeECn為簡(jiǎn)化分析，可作如下假定處理：為簡(jiǎn)化分析，可作如下假定處理：(1)(1)假設(shè)組成電樞繞組的元件數(shù)足夠多，沿電樞圓周均布，且假設(shè)組成電樞繞組的元件數(shù)足夠多，沿電樞圓周均布，且均是整距元件。均是整距元件。(2)(2)忽略電樞圓周的齒、槽對(duì)電機(jī)各個(gè)元件導(dǎo)體受電磁力的不忽略電樞圓周的齒、槽對(duì)電機(jī)各個(gè)元件導(dǎo)體受電磁力的不同影響。同影響。(3)(3)用每個(gè)主磁極下的有效磁通的平均值來(lái)參與計(jì)算直流電機(jī)用每個(gè)主磁極下的有效磁通的平均值來(lái)參與計(jì)算直流電機(jī)元件所受電磁力的大小。元件所受電磁力的大小。 ilBfx導(dǎo)體所受的電磁力的平均值為：導(dǎo)體所受的電磁力的平均值

27、為： 2aavavIFBla電磁轉(zhuǎn)矩的平均值為：電磁轉(zhuǎn)矩的平均值為：22aaavavDlaIBT南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)電機(jī)所受總的電磁轉(zhuǎn)矩為電機(jī)所受總的電磁轉(zhuǎn)矩為:avNTT 2222aaIppNTNlIlaaTaTCI例例2-1 一臺(tái)直流電機(jī)一臺(tái)直流電機(jī), ，單疊繞組，總導(dǎo)體數(shù)，單疊繞組，總導(dǎo)體數(shù)N256，每極，每極磁通磁通 Wb,求當(dāng)轉(zhuǎn)速為求當(dāng)轉(zhuǎn)速為nN3000rmin時(shí)的電樞繞時(shí)的電樞繞組電動(dòng)勢(shì)組電動(dòng)勢(shì) ；設(shè)電樞電流；設(shè)電樞電流 A，磁通保持不變，則此時(shí)的，磁通保持不變，則此時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩又為多大？電磁轉(zhuǎn)矩又為多大？ 22.1 10 aE12aI2p解：解：(1)已知

28、這臺(tái)直流電機(jī)的極對(duì)數(shù)已知這臺(tái)直流電機(jī)的極對(duì)數(shù) ，則單疊繞組的并聯(lián)，則單疊繞組的并聯(lián)支路對(duì)數(shù)支路對(duì)數(shù) ，于是電動(dòng)勢(shì)常數(shù)，于是電動(dòng)勢(shì)常數(shù)2p2a27. 4260256260apNCeCe與CT的關(guān)系60epNCa2TpNCa609.552TeeCCC南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)根據(jù)電樞電動(dòng)勢(shì)公式根據(jù)電樞電動(dòng)勢(shì)公式24.272.1 103000268.8aeECn (2)轉(zhuǎn)矩常數(shù)轉(zhuǎn)矩常數(shù)76.402225622apNCT根據(jù)電磁轉(zhuǎn)矩公式根據(jù)電磁轉(zhuǎn)矩公式27.1012101 . 276.402aTICT南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)2.82.8直流發(fā)電機(jī)直流發(fā)電機(jī)2.8.

29、12.8.1直流發(fā)電機(jī)的基本平衡方程直流發(fā)電機(jī)的基本平衡方程fRUaEfI圖2-31 并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)電氣線路aIGI1 1電動(dòng)勢(shì)平衡方程電動(dòng)勢(shì)平衡方程電樞回路的電動(dòng)勢(shì)平衡方程為：電樞回路的電動(dòng)勢(shì)平衡方程為：aaaRIUEbaaaUrIUE2勵(lì)磁回路的電平衡方程為勵(lì)磁回路的電平衡方程為: :fffUUI RafI = I +I下下 頁(yè)頁(yè)上上 頁(yè)頁(yè)返返 回回南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)2 2轉(zhuǎn)矩平衡方程轉(zhuǎn)矩平衡方程空載穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，機(jī)械系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩平衡空載穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，機(jī)械系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩平衡方程為：方程為： 負(fù)載穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，機(jī)械系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩平衡負(fù)載穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，機(jī)械系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩平衡方程為：方程為：10TT

30、T將空載轉(zhuǎn)矩忽略。即有如下近似公式：將空載轉(zhuǎn)矩忽略。即有如下近似公式：1TT南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)3.功率平衡方程功率平衡方程 直流發(fā)電機(jī)的功率關(guān)系是把原動(dòng)機(jī)輸入給直流電直流發(fā)電機(jī)的功率關(guān)系是把原動(dòng)機(jī)輸入給直流電機(jī)的機(jī)械功率轉(zhuǎn)換成電功率輸出供應(yīng)負(fù)載機(jī)的機(jī)械功率轉(zhuǎn)換成電功率輸出供應(yīng)負(fù)載 10TTT MPpP01sFempppp0eTCC260602602602aeeTECnCC aTECaaTaE ICIT22aaaaafaaE IUII RUIUII R2MCuaCufP = P + p+ p12mFesCuPPpppppPP21電磁功率電磁功率南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)

31、學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)根據(jù)上式可以畫出直流發(fā)電機(jī)的功率流程 傳遞過(guò)程的總損耗為：傳遞過(guò)程的總損耗為：CusFemppppp直流發(fā)電機(jī)的效率為：直流發(fā)電機(jī)的效率為：%10012PP南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)2.8.22.8.2他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性 1 1他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的空載特性他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的空載特性1Cn 0I)f(IUf定義定義: :當(dāng)當(dāng) 、 時(shí)，時(shí)， 空載時(shí)空載時(shí)aEU )(faIfE 空載特性實(shí)質(zhì)上就是空載特性實(shí)質(zhì)上就是 。所以空載特性曲線的形狀與空載磁所以空載特性曲線的形狀與空載磁化特性曲線相同?；匦郧€相同。 直流發(fā)電機(jī)的空載特性是非線直流

32、發(fā)電機(jī)的空載特性是非線性的的，上升與下降的過(guò)程是不相性的的，上升與下降的過(guò)程是不相同的。實(shí)際中通常取平均特性曲線同的。實(shí)際中通常取平均特性曲線作為空載特性曲線。作為空載特性曲線?？蛰d特性曲線上升空載特性曲線上升分支分支空載特性曲線下降空載特性曲線下降分支分支平均空載特性平均空載特性曲線曲線UfI南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī) 2他勵(lì)發(fā)電機(jī)的外特性他勵(lì)發(fā)電機(jī)的外特性Nnn fNfII f(I)U 定義：當(dāng)定義：當(dāng) 、 時(shí)，時(shí)， aaaeaUEI RCnIR 端電壓下降有兩個(gè)原因：？端電壓下降有兩個(gè)原因：？圖2-35 他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)外特性NINU0UUI0（1）在保持轉(zhuǎn)速和勵(lì)磁條件不

33、變條件下，隨負(fù)載電樞電）在保持轉(zhuǎn)速和勵(lì)磁條件不變條件下，隨負(fù)載電樞電流的增大，電樞反應(yīng)的去磁效應(yīng)使每極磁通量減小，因流的增大，電樞反應(yīng)的去磁效應(yīng)使每極磁通量減小，因此使電樞電動(dòng)勢(shì)減小而導(dǎo)致輸出端電壓下降。此使電樞電動(dòng)勢(shì)減小而導(dǎo)致輸出端電壓下降。（2）隨著負(fù)載電樞電流增大，這里負(fù)載電流即電樞回路）隨著負(fù)載電樞電流增大，這里負(fù)載電流即電樞回路電流，電樞回路電阻上的壓降將隨著負(fù)載電流的增加而電流，電樞回路電阻上的壓降將隨著負(fù)載電流的增加而增加，從而使輸出端電壓減小。增加，從而使輸出端電壓減小。 南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)3他勵(lì)發(fā)電機(jī)的調(diào)節(jié)特性他勵(lì)發(fā)電機(jī)的調(diào)節(jié)特性圖2-36 他勵(lì)發(fā)電

34、機(jī)的調(diào)節(jié)特性aNI0fIfNI0fI為什么調(diào)節(jié)曲線是一條微向上傾斜的特性？為什么調(diào)節(jié)曲線是一條微向上傾斜的特性？ 定義：當(dāng)定義：當(dāng) 、 時(shí)，時(shí)， Nnn NUU( )fIf I南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)2.8.3并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性1并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的自勵(lì) 自勵(lì)過(guò)程自勵(lì)過(guò)程剩剩磁磁ErIf1 氣隙磁場(chǎng)氣隙磁場(chǎng) 電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì) E1. A臨界電阻線勵(lì)磁回路電壓平衡方程0dU =dffffii RLt0U =U =fffI R南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī) 并勵(lì)發(fā)電機(jī)自勵(lì)必須具備以下三個(gè)條件：并勵(lì)發(fā)電機(jī)自勵(lì)必須具備以下三個(gè)條件：(1)電機(jī)內(nèi)部

35、應(yīng)有剩磁。電機(jī)內(nèi)部應(yīng)有剩磁。(2)勵(lì)磁繞組兩端并聯(lián)至電樞繞組兩端的極性和接法應(yīng)與勵(lì)磁繞組兩端并聯(lián)至電樞繞組兩端的極性和接法應(yīng)與電樞旋轉(zhuǎn)方向正確配合，使勵(lì)磁電流產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)與剩電樞旋轉(zhuǎn)方向正確配合，使勵(lì)磁電流產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)與剩磁方向一致。磁方向一致。(3)勵(lì)磁回路的總電阻勵(lì)磁回路的總電阻 應(yīng)小于臨界電阻。應(yīng)小于臨界電阻。fR實(shí)際應(yīng)用實(shí)際應(yīng)用 實(shí)際應(yīng)用中，并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)自勵(lì)而電壓未能實(shí)際應(yīng)用中，并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)自勵(lì)而電壓未能建立時(shí)，應(yīng)先減小勵(lì)磁回路的外串電阻，看電壓是建立時(shí)，應(yīng)先減小勵(lì)磁回路的外串電阻，看電壓是否能建立，不行再改變勵(lì)磁繞組與電樞繞組連接的否能建立，不行再改變勵(lì)磁繞組與電樞繞組連接的極性

36、，若電壓還不能建立，則應(yīng)考慮可能沒(méi)有剩磁，極性，若電壓還不能建立，則應(yīng)考慮可能沒(méi)有剩磁，充磁后，再進(jìn)行自勵(lì)發(fā)電。充磁后，再進(jìn)行自勵(lì)發(fā)電。南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)2并勵(lì)發(fā)電機(jī)的外特性并勵(lì)發(fā)電機(jī)的外特性外特性，是指轉(zhuǎn)速等于額定轉(zhuǎn)速，勵(lì)磁回路總電阻不變外特性，是指轉(zhuǎn)速等于額定轉(zhuǎn)速，勵(lì)磁回路總電阻不變時(shí)，發(fā)電機(jī)的端電壓與負(fù)載電流的關(guān)系。時(shí)，發(fā)電機(jī)的端電壓與負(fù)載電流的關(guān)系。 圖2-38 直流發(fā)電機(jī)外特性NII0UNUU0并勵(lì)他勵(lì)1、負(fù)載增加時(shí)，端電壓、負(fù)載增加時(shí)，端電壓比他勵(lì)下降較快比他勵(lì)下降較快2、拐彎現(xiàn)象、拐彎現(xiàn)象3、短路電流、短路電流南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)

37、2.9直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)2.9.1直流電動(dòng)機(jī)的基本方程式直流電動(dòng)機(jī)的基本方程式1.電動(dòng)勢(shì)平衡方程電動(dòng)勢(shì)平衡方程aIIafIII電樞回路電壓方程式為：電樞回路電壓方程式為： 并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁回路電壓方程式為：并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁回路電壓方程式為： fffRIU2aa abaaaUEI rUEI R 南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)結(jié)論：發(fā)電機(jī)：結(jié)論：發(fā)電機(jī)： ； 電動(dòng)機(jī)：電動(dòng)機(jī)： ；即根據(jù)即根據(jù) 與與U的大小判斷直流電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。的大小判斷直流電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。UEaUEaaEaaaaUER IaaaaIRUE電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)2.轉(zhuǎn)矩

38、平衡方程轉(zhuǎn)矩平衡方程空載穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)：空載穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)： 0TT 負(fù)載穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)：負(fù)載穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)： 02TTT3.功率平衡方程功率平衡方程以并勵(lì)電動(dòng)機(jī)為例以并勵(lì)電動(dòng)機(jī)為例 UIP 1faUUUfaIIIffaafaIUIUIIUP)(1CufffffpRIIU2CuaaaaaaaaapIERIIEIU2電磁轉(zhuǎn)矩為驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩為驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩電磁功率電磁功率發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)： 機(jī)械能 轉(zhuǎn)化為電能 ； 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)： 電能 轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 。 eTaaIEaaIEeT南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)20TTT 02pPPM122CufCuamFesPUIpppppPPpsFemCuaCuf

39、pppppp211100%(1) 100%pPPP南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)2.9.2直流電動(dòng)機(jī)的工作特性直流電動(dòng)機(jī)的工作特性1并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的工作特性并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的工作特性 (1)轉(zhuǎn)速特性轉(zhuǎn)速特性aaaeaaUEI RCnI R aaeeRUnICC)()(aaIfTIfn、)(aIf以及以及 0/NenUC理想空載轉(zhuǎn)速理想空載轉(zhuǎn)速 注意：并勵(lì)電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中，勵(lì)磁繞組絕對(duì)不能斷開(kāi)。注意：并勵(lì)電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中，勵(lì)磁繞組絕對(duì)不能斷開(kāi)。 工作特性工作特性是指在額定電壓、額定勵(lì)磁以及電樞回路不外串是指在額定電壓、額定勵(lì)磁以及電樞回路不外串聯(lián)其他電阻的額定運(yùn)行狀態(tài)下，聯(lián)其他電阻的額定

40、運(yùn)行狀態(tài)下，22()()nf PTf P、2()f P以及以及 南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)(2)轉(zhuǎn)矩特性轉(zhuǎn)矩特性考慮電動(dòng)機(jī)的電樞反應(yīng)考慮電動(dòng)機(jī)的電樞反應(yīng)1、電動(dòng)機(jī)輕載時(shí)，電樞電流較小，、電動(dòng)機(jī)輕載時(shí)，電樞電流較小，電樞反應(yīng)微弱，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩特性電樞反應(yīng)微弱，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩特性仍是直線仍是直線2、隨著電動(dòng)機(jī)負(fù)載增加，電樞電、隨著電動(dòng)機(jī)負(fù)載增加，電樞電流加大，電樞反應(yīng)增強(qiáng)，其去磁流加大，電樞反應(yīng)增強(qiáng)，其去磁效應(yīng)也增強(qiáng)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩特性略效應(yīng)也增強(qiáng)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩特性略向下彎曲。向下彎曲。 是指當(dāng)是指當(dāng)U=UN，If=IfN，電樞回路外串電阻，電樞回路外串電阻R=0時(shí)，時(shí)，T=(Ia)關(guān)系。關(guān)

41、系。 根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式T=CTIa忽略電樞反應(yīng)，轉(zhuǎn)矩特性是一條過(guò)原點(diǎn)的直線。忽略電樞反應(yīng)，轉(zhuǎn)矩特性是一條過(guò)原點(diǎn)的直線。南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)3. 效率特性效率特性當(dāng)當(dāng)U=UN ，If=IfN，電樞回路外串電電樞回路外串電阻阻R=0時(shí)，時(shí)，=f(Ia)的關(guān)系曲線的關(guān)系曲線2112FemecCufaaaf100 1%1()sPpPPppppI RU II 并勵(lì)電動(dòng)機(jī)并勵(lì)電動(dòng)機(jī) 效率是電樞電流的二次函數(shù)，存在一個(gè)最大效率。效率是電樞電流的二次函數(shù)，存在一個(gè)最大效率。 當(dāng)不變損耗等于可變損耗時(shí)，效率最高，效率特性的這個(gè)特當(dāng)不變損耗等于可變損耗時(shí)，效率最高，效率特性的這個(gè)特

42、點(diǎn)，對(duì)其它電機(jī)、變壓器也適用，具有普遍意義。點(diǎn)，對(duì)其它電機(jī)、變壓器也適用，具有普遍意義。 當(dāng)負(fù)載電流從零逐漸增大時(shí)，效率也隨之增大，當(dāng)負(fù)載電流當(dāng)負(fù)載電流從零逐漸增大時(shí)，效率也隨之增大，當(dāng)負(fù)載電流增大到一定程度，效率達(dá)最大，之后隨負(fù)載電流的繼續(xù)增大，增大到一定程度，效率達(dá)最大，之后隨負(fù)載電流的繼續(xù)增大，效率反而減小。效率反而減小。損耗說(shuō)明南通大學(xué)電機(jī)學(xué)南通大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)直流電機(jī)2串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的工作特性(1)串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速特性串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速特性fffaK IK I 圖2-42 串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的工作特性nT2P0nT， ，afIII1aaeeffefaefU I R U I RURnCCK ICK ICK)(aIfn)(aIfn曲線大致為一雙曲線。串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速特性隨負(fù)載增加而迅速降低，原因：串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速特性隨負(fù)載增加而迅速降低，