直流電機(jī)直流發(fā)電機(jī)

1、1.了解直流發(fā)電機(jī)的勵磁方式2.掌握直流發(fā)電機(jī)的基本方程式（電壓、功率和轉(zhuǎn)矩）3.掌握直流發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性4.掌握并勵直流發(fā)電機(jī)的自勵條件本節(jié)基本要求直流發(fā)電機(jī)1直流發(fā)電機(jī)的用途及分類直流發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時的基本方程式他勵直流發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性并勵直流發(fā)電機(jī)的自勵條件和特性復(fù)勵直流發(fā)電機(jī)的特性主要內(nèi)容直流發(fā)電機(jī)21 直流發(fā)電機(jī)的用途及分類直流發(fā)電機(jī)一、用途： 1、直流電動機(jī)的電源； 2、同步電機(jī)的勵磁機(jī)； 3、電鍍、電解等的低壓大電流直流電源； 4、飛機(jī)、火車、輪船等運(yùn)輸工具的電源。 二、分類：按勵磁方式分 1勵磁方式：直流電機(jī)的勵磁繞組的供電方式。 2分類： （1）他勵直流電機(jī)；（2）并勵直流電

2、機(jī)； （3）串勵直流電機(jī)；（4）復(fù)勵直流電機(jī)。31 直流發(fā)電機(jī)的用途及分類直流發(fā)電機(jī)二、分類：41 直流發(fā)電機(jī)的用途及分類直流發(fā)電機(jī)二、分類：51 直流發(fā)電機(jī)的用途及分類直流發(fā)電機(jī)二、分類：1、他勵直流發(fā)電機(jī) 勵磁電流由其他電源單獨(dú)供給。 特點(diǎn)： 勵磁電壓Uf與電樞電壓U無關(guān)。 勵磁電流 If = Uf /Rf Rf = rf+rfj 電樞電流(Ia)=負(fù)載電流(I ) 即Ia = I61 直流發(fā)電機(jī)的用途及分類直流發(fā)電機(jī)二、分類：2、自勵直流發(fā)電機(jī)勵磁由本身發(fā)出的電能供給，據(jù)勵磁繞組與電樞繞組的連接方式進(jìn)行分類。并勵直流發(fā)電機(jī):勵磁繞組與電樞繞組并聯(lián) 特點(diǎn): Uf=U If =Uf /Rf

3、Ia=If+I71 直流發(fā)電機(jī)的用途及分類直流發(fā)電機(jī)二、分類：2、自勵直流發(fā)電機(jī) 串勵直流發(fā)電機(jī):勵磁繞組與電 樞繞組串聯(lián) 特點(diǎn): Ia=I=If 復(fù)勵直流發(fā)電機(jī):既有并勵繞組又有串勵繞組 差復(fù)勵:磁場相減 積復(fù)勵:磁場相加81 直流發(fā)電機(jī)的用途及分類直流發(fā)電機(jī)二、分類：2、自勵直流發(fā)電機(jī)復(fù)勵直流發(fā)電機(jī)92 直流發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時的基本方程式直流發(fā)電機(jī)一、電動勢平衡方程式各物理量的正方向采用發(fā)電機(jī)慣例電樞電動勢： 為電樞回路總電阻， 為正負(fù)電刷與換向器表面的接觸壓降。直流發(fā)電機(jī):電動勢平衡方程為：適用于其他勵磁方式的直流發(fā)電機(jī)102 直流發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時的基本方程式直流發(fā)電機(jī)二、功率平衡方程式1

4、、空載：2、負(fù)載：他勵：112 直流發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時的基本方程式直流發(fā)電機(jī)二、功率平衡方程式2、負(fù)載：并勵：12直流發(fā)電機(jī)的功率圖132 直流發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時的基本方程式直流發(fā)電機(jī)二、功率平衡方程式3、效率不變損耗=可變損耗時，效率最大（適用于所有電機(jī)） 三、轉(zhuǎn)矩平衡方程式142 直流發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時的基本方程式直流發(fā)電機(jī)直流發(fā)電機(jī)的方程式153 他勵發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性直流發(fā)電機(jī)直流發(fā)電機(jī)的四個基本物理量：U、I、If、n（n由原動機(jī)拖動，保持不變）運(yùn)行特性：在U、I、If 之間，保證其中一個量不變，另外兩個物理量之間的函數(shù)關(guān)系。主要特性：（1）空載特性：n常數(shù)， I0， U0f（If）；（2）

5、外特性：n常數(shù)， If常數(shù)（或rj常數(shù)），Uf（I）；（3）調(diào)節(jié)特性：n常數(shù)， U常數(shù)，Iff（I）。163 他勵發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性直流發(fā)電機(jī)一、空載特性定義：nconstnN， I0， U0f（If）。分析：n 等于常數(shù)空載特性實(shí)質(zhì)即為磁化曲線確定磁路和運(yùn)行點(diǎn)的飽和程度 直流發(fā)電機(jī)的空載特性為非線性，上升與下降的過程不同。實(shí)際中通常取平均特性曲線作為空載特性曲線。173 他勵發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性直流發(fā)電機(jī)一、空載特性空載特性可以通過實(shí)驗(yàn)得到?？蛰d特性曲線上升分支空載特性曲線下降分支平均空載特性曲線結(jié)論： 空載曲線反映了磁化曲線的關(guān)系。 不同的轉(zhuǎn)速有不同的空載曲線，而磁化曲線反映了電機(jī)的磁路，只有一

6、條。 電機(jī)通常運(yùn)行于膝點(diǎn)。 有剩磁電壓Ur= (2 4) % UN 其他方式發(fā)電機(jī)由他勵方式測得183 他勵發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性直流發(fā)電機(jī)二、外特性（電壓調(diào)整特性）定義：nconst nN ， If const IfN ，Uf（I）。IU外特性下降的原因: U =Ea-IaRa , Ia=I IaRaU Ea =Cen , Ia電樞反應(yīng)附加去磁作用 Ea U 電壓調(diào)整率:U0是空載時的端電壓，一般他勵直流發(fā)電機(jī)的電壓變化率約為510%。193 他勵發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性直流發(fā)電機(jī)三、調(diào)整特性（勵磁電流調(diào)整特性）定義：nconst nN ， U const U N ，If f（I）。調(diào)整特性上翹的原因:在

7、負(fù)載電流變化時，若保持端電壓不變，必須改變勵磁電流，補(bǔ)償電樞反應(yīng)及電樞回路電阻壓降對輸出端電壓的影響。負(fù)載電流增大，電樞反應(yīng)的去磁作用及電樞回路電阻壓降增加，為維持端電壓不變，勵磁電流增大。IIfINIfN204 并勵直流發(fā)電機(jī)的自勵條件和運(yùn)行特性直流發(fā)電機(jī)一、自勵過程和條件自勵過程：并勵發(fā)電機(jī)建立電壓的過程。自勵條件：滿足建壓的條件。過程分析： 剩磁：勵磁磁場與剩磁方向一致。r ErIf 與r方向一致 EaIf U和If同時滿足空載特性曲線U0f（If）和場阻線URfIf 。臨界電阻：tg U0/ If=Rf電機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，場阻線發(fā)生移動， 穩(wěn)定工作點(diǎn)發(fā)生 改變。不同的轉(zhuǎn)速， 具有不同的

8、臨界電阻214并勵直流發(fā)電機(jī)的自勵條件和運(yùn)行特性直流發(fā)電機(jī)一、自勵過程和條件IfU224并勵直流發(fā)電機(jī)的自勵條件和運(yùn)行特性直流發(fā)電機(jī)一、自勵過程和條件自勵條件： （1）電機(jī)必須有剩磁。可通過“充磁”獲得（2）勵磁繞組的接線與電樞旋轉(zhuǎn)方向必須正確配合，使勵磁電流產(chǎn)生的磁場方向與剩磁方向一致（3）勵磁回路的電阻應(yīng)小于與電機(jī)轉(zhuǎn)速相對應(yīng)的臨界電阻。若勵磁繞組本身的電阻已超過所對應(yīng)的臨界電阻值，電機(jī)不可能自勵，唯一的辦法是提高電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而提高其臨界電阻值。234并勵直流發(fā)電機(jī)的自勵條件和運(yùn)行特性直流發(fā)電機(jī)二、并勵發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性1、空載特性和調(diào)整特性： 用他勵接法測取。 2外特性：nconst nN

9、 ， Rf const ，Uf（I）。IU1 他勵12 并勵2244并勵直流發(fā)電機(jī)的自勵條件和運(yùn)行特性直流發(fā)電機(jī)二、并勵發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性2外特性：特點(diǎn)：隨著負(fù)載電流I 增加 ，并勵的電壓比他勵的下降的多。有拐彎現(xiàn)象。 穩(wěn)定短路電流小。 原因：1）外特性下降的多的原因：除了他勵發(fā)電機(jī)存在的電樞反應(yīng)去磁作用和電樞回路上的電阻壓降使端電壓下降外，還有第三個原因，即由于上述兩個原因使端電壓下降，引起勵磁電流減小，引起主磁通、感應(yīng)電動勢和端電壓進(jìn)一步下降。254并勵直流發(fā)電機(jī)的自勵條件和運(yùn)行特性直流發(fā)電機(jī)二、并勵發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性2外特性：原因：2）外特性拐彎的原因：負(fù)載電阻減小后，一方面使負(fù)載電流增加，端電壓下降；另一方面，端電壓下降后，使勵磁電流減小，電勢下降，使負(fù)載電流下降。當(dāng)電壓較高時，磁路飽和，勵磁電流對電勢影響不大；（負(fù)載電流隨電阻下降而增大）當(dāng)電流達(dá)到臨界值時，磁路退出飽和，勵磁電流的微小變化引起感應(yīng)電勢的較大變化，使端電壓下降的幅度大于負(fù)載電阻減小的幅度，（負(fù)載電流下降）264并勵直流發(fā)電機(jī)的自勵條件和運(yùn)行特性直流發(fā)電機(jī)二、并勵發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性2外特性：原因：3）穩(wěn)定短路電流小的原因：短路時，端電壓U=0，勵磁繞組電壓等于0。勵磁電流為零，感應(yīng)電勢僅為剩磁電動勢，并引起短路電流，而剩磁電動勢不大，故