直流電機(jī)工作原理分解課件

1、 第2章 直流電機(jī) 2.1 直流電機(jī)的工作原理 2.3 直流電機(jī)的磁場(chǎng)和電樞反應(yīng) 2.2 直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和額定值 2.4 直流電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩 2.5 直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析 2.6 直流發(fā)電機(jī)的運(yùn)行分析 1 第2章 直流電機(jī) 2.1 直流電機(jī)的工作原2.1 直流電機(jī)的工作原理NSU一、直流電動(dòng)機(jī)的工作原理NSU 線圈邊中電流不改變方向，則平均 Te = 0。 2.1 直流電機(jī)的工作原理NSU一、直流電動(dòng)機(jī)的工作2.1 直流電機(jī)的工作原理NSNSUU電刷 線圈邊切割磁力線會(huì)產(chǎn)生什么？ 換向片 一、直流電動(dòng)機(jī)的工作原理2.1 直流電機(jī)的工作原理NSNS電刷 線圈邊切割直流電流交流電流

2、電磁轉(zhuǎn)矩(拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩)換向 機(jī)械負(fù)載 旋轉(zhuǎn) 克 服 反電動(dòng)勢(shì)做功 電磁關(guān)系直流電流交流電流電磁轉(zhuǎn)矩?fù)Q向 機(jī)械負(fù)載 旋轉(zhuǎn) 克 服NS二、直流發(fā)電機(jī)的工作原理NSEENS二、直流發(fā)電機(jī)的工作原理NS 電磁關(guān)系 輸出直流電 換向 原動(dòng)機(jī)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流 電磁轉(zhuǎn)矩 (阻轉(zhuǎn)矩) 做功 電磁關(guān)系 輸出換向 原動(dòng)機(jī)感應(yīng)電動(dòng) 電磁轉(zhuǎn)矩 做功 氣隙磁場(chǎng)的分布波形及線圈電動(dòng)勢(shì)波形 0bt 2 3 A X 0eXAt NS0AX +e0et 氣隙磁場(chǎng)的分布波形及線圈電動(dòng)勢(shì)波形 0bt 2 每極下有 3 個(gè)串聯(lián)線圈時(shí)的電動(dòng)勢(shì)波形 0 et 2 3 每極下有 3 個(gè)串聯(lián)線圈時(shí)的電動(dòng)勢(shì)波形 0 et 2.2 直流電機(jī)的基本

3、結(jié)構(gòu)和額定值一、直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 1. 定子 (1) 主磁極(2) 換向極(3) 電刷(4) 機(jī)座(5) 端蓋(6) 軸承等 直流電機(jī)的定子 主磁極 機(jī)座 主磁極鐵心 勵(lì)磁 繞組 絕緣 框架 電樞鐵心 螺栓 機(jī)座 換向極 主磁極 2.2 直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和額定值一、直流電機(jī)的基本結(jié) 直流電機(jī)結(jié)構(gòu)圖電樞繞組 主磁極電樞鐵心 勵(lì)磁繞組 磁軛 補(bǔ)償磁極 附加極繞組 換向器 電刷裝置端蓋 風(fēng)扇 軸承 軸 端蓋 直流電機(jī)結(jié)構(gòu)圖電樞繞組 主磁極電樞鐵心 勵(lì)磁繞組 磁軛 直流電機(jī)橫向剖面圖 主極鐵心 勵(lì)磁繞組 定子磁軛 換向極 換向極繞組 電樞導(dǎo)體 電樞鐵心 電樞齒 電樞槽 極靴 底腳 直流電機(jī)橫向剖面

4、圖 主極鐵心 勵(lì)磁繞組 定子磁軛 換向極 直流電機(jī)的定子 直流電機(jī)的定子 直流電機(jī)的換向極和電刷 換向極繞組 換向極鐵心 銅絲辮 壓緊彈簧 電刷 刷握 直流電機(jī)的換向極和電刷 換向極繞組 換向極鐵心 銅2. 轉(zhuǎn)子（電樞）(1) 電樞鐵心(2) 電樞繞組(3) 換向器(4) 轉(zhuǎn)軸與風(fēng)扇 直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子 (a) 轉(zhuǎn)子主體 (b) 電樞鋼片 2. 轉(zhuǎn)子（電樞）(1) 電樞鐵心(3) 換向器 直流電機(jī)的 直流電機(jī)的換向器 連接片 換向片 云母環(huán) V 形套筒 直流電機(jī)的換向器 連接片 換向片 云母環(huán) V 直流電機(jī) 直流電機(jī)1. 繞組的基本概念 單疊繞組、單波繞組、復(fù)疊繞組、 復(fù)波繞組、蛙繞組（疊繞和波繞

5、混合繞組）。 (1) 元件 是構(gòu)成電樞繞組的基本 單元，其兩端分別與兩 片換向片相連的單匝或 多匝線圈。 二、直流電機(jī)的電樞繞組 電樞繞組的元件 后端接 上元件邊 前端接 下元件邊 1. 繞組的基本概念 二、直流電機(jī)的電樞繞組 電樞繞組的(2) 疊繞組和波繞組 兩匝元件 疊繞元件 波繞元件 元件邊 (有效邊) (3) 極距 一對(duì)磁極在電樞表面所跨過的距離。 =Z 2p 電樞總槽數(shù) 極對(duì)數(shù) (2) 疊繞組和波繞組 兩匝元件 疊繞元件 N SN SN S(4) 繞組的節(jié)距 y1 第一節(jié)距（用所跨過的槽數(shù)來表示 ）。 y1= 為整距繞組； y1 為長(zhǎng)距繞組。 y2 第二節(jié)距（用所跨過的槽數(shù)來表示 ）

6、 。 y 合成節(jié)距： y = y1y2 疊繞元件在電樞上的連接 1234y1 y2 12k 波繞元件在電樞上的連接 y1 y2 2 y y N SN SN S(4) 繞組的節(jié)距 2. 單疊繞組 A B12345678A B1 2 3 48 7 6 5A B123456787 6 5 A 1 2 3 B 4 8 2. 單疊繞組 A B12345678A2. 單疊繞組 A B812345676 5 4 3 7 8 1 2 A B 7 6 5 48 1 2 3ABA B123456782. 單疊繞組 A B812345676 電動(dòng)機(jī) 發(fā)電機(jī) e e e e e e e e EA1 2 3 48 7

7、6 5BIa 結(jié)論： 整個(gè)電樞繞組通過換向片連成一個(gè)閉合回路。 1 2 3 48 7 6 5ABIae e e e e e e e E 電動(dòng)機(jī) 發(fā)電機(jī) e e e NSNS1234567891011121 2 3 5 6 8 9 11 12 1A1 B1 A2 B2 單疊繞組的展開圖 nZ = p = = y1 = y2 = y = 12 2 3 3 2 1 NSNS1234567891011121 2 3 NSNS1234567891011121 2 3 5 6 8 9 11 12 1 A1 B1 A2 B2 單疊繞組的展開圖 結(jié)論： 每個(gè)主磁極下的元件串聯(lián)成一條支路； 繞組的并聯(lián)支路對(duì)數(shù)等

8、于極對(duì)數(shù)，即 a = 2= p。 nA1A2B1B23 6 4 7 5 811 8 10 7 9 69 12 10 1 11 25 2 4 1 3 12NSNS1234567891011121 2 3 單疊繞組的展開圖NSNS1234567891011121 2 3 5 6 8 9 11 12A1 B1 A2 B2n 電刷的中心線對(duì) 著磁極的中心線： 電刷之間的電動(dòng) 勢(shì)最大。 被電刷短接的元 件電動(dòng)勢(shì)為零。 習(xí)慣稱 “電刷放在 幾何中心線位置”。 磁極中心線 幾何中心線 單疊繞組的展開圖NSNS1234567891011121 電機(jī)裝配圖 電機(jī)裝配圖1. 額定電壓 UN 發(fā)電機(jī)的 UN ：指輸

9、出電壓的額定值。 電動(dòng)機(jī)的 UN ：指輸入電壓的額定值。2. 額定電流 IN 發(fā)電機(jī)的 IN ：指輸出電流的額定值。 電動(dòng)機(jī)的 IN ：指輸入電流的額定值。3. 額定功率 PN 發(fā)電機(jī)的 PN ：指輸出電功率的額定值(UN IN ) 。 電動(dòng)機(jī)的 PN ：指輸出機(jī)械功率的額定值(UN INN ) 。 4. 額定轉(zhuǎn)速 nN 三、直流電機(jī)的額定值 1. 額定電壓 UN三、直流電機(jī)的額定值 5. 額定勵(lì)磁電壓 UfN6. 額定勵(lì)磁電流 IfN 額定狀態(tài) ： 指 U、I、P、n 均為額定值的狀態(tài)。 滿載狀態(tài) ： 指 I = IN 的狀態(tài)。5. 額定勵(lì)磁電壓 UfNMM四、直流電機(jī)的勵(lì)磁方式 IfIa

10、他勵(lì) 并勵(lì) 串勵(lì) 復(fù)勵(lì) 1. 直流電動(dòng)機(jī)按勵(lì)磁方式分類I If Ia Ua Uf U MMU I Ia UI If If Ia MM四、直流電機(jī)的勵(lì)磁方式 IfIa 他勵(lì) 并勵(lì) 2. 直流發(fā)電機(jī)按勵(lì)磁方式分類GI Uf Ua If Ia 分為他勵(lì)和自勵(lì)。GI Ia U If GIa If I U GIa U If I 他勵(lì) 串勵(lì)（自勵(lì)） 并勵(lì)（自勵(lì)） 復(fù)勵(lì)（自勵(lì)） 2. 直流發(fā)電機(jī)按勵(lì)磁方式分類GI Uf Ua If Ia 2.3 直流電機(jī)的磁場(chǎng)和電樞反應(yīng) B0 空載時(shí)電樞電流可忽略不計(jì)。 空載磁場(chǎng)由主磁極的勵(lì)磁磁 動(dòng)勢(shì)單獨(dú)作用產(chǎn)生。 空載時(shí)磁場(chǎng)軸線與磁極軸線 相重合。 幾何中性線： 相鄰兩主

11、極之間的中心線。 該處的徑向磁通密度為零。磁場(chǎng)軸線 磁極軸線 幾何 中性線 幾何 中性線 一、直流電機(jī)的空載磁場(chǎng) 2.3 直流電機(jī)的磁場(chǎng)和電樞反應(yīng) B0 空載時(shí)二、負(fù)載時(shí)的電樞磁動(dòng)勢(shì) 幾何中性線 直軸d 交軸q Fa 2 2 O x x Fa(x) Ba(x) 二、負(fù)載時(shí)的電樞磁動(dòng)勢(shì) 幾何直軸d 交軸q Fa 消耗在 x 點(diǎn)處每個(gè)氣隙上的電樞磁動(dòng)勢(shì)為 ia 導(dǎo)體的電流； N 電樞總導(dǎo)體數(shù)； Da 電樞的直徑。 NiaDaA = 電樞表面單位長(zhǎng)度上的安培導(dǎo)體數(shù)， 稱為電樞的線負(fù)荷。2x DaFa(x) = Nia1 2 = Ax 在幾何中性線處 (x = /2) 的電樞磁動(dòng)勢(shì)為 Faq = A

12、= Famax 1 2 x 2 2 消耗在 x 點(diǎn)處每個(gè)氣隙上的電樞磁動(dòng)勢(shì)為 ia 電樞磁場(chǎng)沿氣隙的磁通密度分布為 等效氣隙長(zhǎng)度。 Ba(x) = 0Ha(x) Fa(x) (x) = 0Ax (x) = 0三、直流電機(jī)的電樞反應(yīng) 負(fù)載時(shí)電機(jī)中磁場(chǎng)： 由勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)和電樞磁動(dòng)勢(shì)共同作用產(chǎn)生的。 電樞反應(yīng)： 電樞磁動(dòng)勢(shì)對(duì)主極磁場(chǎng)的影響。 電樞磁場(chǎng)沿氣隙的磁通密度分布為 等效氣隙長(zhǎng)度 電樞反應(yīng) Ba 2 2 O x N S B0 B 將通過圓心和電樞圓周上徑向磁密為 零的點(diǎn)連接成的直線物理中性線。 N S 幾何中性線 物理 中性線 電樞反應(yīng) Ba O x N S B0 電樞反應(yīng)的結(jié)果 氣隙磁場(chǎng)發(fā)生了

13、畸變并有一定的去磁作用： 電樞圓周上幾何中性線處徑向磁密不再為零。 磁路不飽和時(shí)，每極下的磁通量不變； 磁路飽和時(shí)，每極下的磁通量減少了。 物理中性線偏離了幾何中性線： 對(duì)發(fā)電機(jī)：順著電樞旋轉(zhuǎn)方向偏移； 對(duì)電動(dòng)機(jī)：逆著電樞旋轉(zhuǎn)方向偏移。 電樞反應(yīng)的結(jié)果 氣隙磁場(chǎng)發(fā)生了畸變并有一定的去磁作用四、電樞反應(yīng)對(duì)換向的影響及改善措施 1. 電樞反應(yīng)對(duì)換向的影響 處在幾何中性線處的換向元件的 e0，使換 向發(fā)生困難。 氣隙磁場(chǎng)畸變使換向器上的片間電壓不均勻； 當(dāng)相鄰兩換向片之間的電位差超過一定的限 度，將產(chǎn)生電位差火花； 而且隨著電弧的拉長(zhǎng)可能出現(xiàn)環(huán)火。 電刷是與處在幾何中性線處的元件所連接 的換向片接觸

14、的。 四、電樞反應(yīng)對(duì)換向的影響及改善措施 1. 電樞反應(yīng)對(duì)換向的影2. 換向的基本概念 321kia 2ia ia 2ia 4321ia 2ia 43212. 換向的基本概念 321kia 2ia ia 2ia 換向元件中電流的變化 O t i ia ia 直線換向 O t i 延遲換向和超前換向 ia ia 延遲換向超前換向 直線換向 延遲換向 如果換向元件中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大于零，產(chǎn)生延遲換向。 超前換向 如果換向元件中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)小于零，產(chǎn)生超前換向。 tk tk 換向元件中電流的變化 O t i ia ia 直 換向不良的影響 會(huì)在換向器和電刷間產(chǎn)生火花； 火花超過一定程度，就會(huì)燒壞電刷和

15、換向器； 火花會(huì)產(chǎn)生電磁波，對(duì)無線通信造成干擾。 換向不良的影響 會(huì)在換向器和電刷間產(chǎn)生火花； 3. 改善換向的方法 (1) 加裝換向磁極 (2) 移動(dòng)電刷 換向極 3. 改善換向的方法 (1) 加裝換向磁極 換向極2.4 直流電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩1. 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生 電樞旋轉(zhuǎn) n 磁 場(chǎng) 2. 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小(1) 每根導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) ex = Bxlv Bx 導(dǎo)體所在處的氣隙磁密。 l 導(dǎo)體的有效長(zhǎng)度。 v 導(dǎo)體切割磁場(chǎng)線的線速度。 一、直流電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) ex ex E B 2.4 直流電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩1. 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的= n pN 60a (2) 電樞電動(dòng)勢(shì)的大

16、小 設(shè)電樞總導(dǎo)體數(shù)為 N，則每條支路的導(dǎo)體為 ，故v = n2R60= n2p 60N 2a E = ex 1 N/2a = Bxlv 1 N/2a = lv Bx1 N/2a B Bav平均氣隙磁密 = lv Bav N 2a = l n 2p 60 l N 2a = CE n 每極下的磁通 = n pN (2) 電樞電動(dòng)勢(shì)的大小 E = CE n CE 電動(dòng)勢(shì)常數(shù)。 單位：Wb 單位：r/min (V) 3. 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向和性質(zhì) 方向：由 和 n 共同決定。 性質(zhì)：發(fā)電機(jī)為電源電動(dòng)勢(shì)； 電動(dòng)機(jī)為反電動(dòng)勢(shì)。 二、直流電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩 1. 電磁轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生 電樞電流 ia 磁 場(chǎng) F Te

17、2. 電磁轉(zhuǎn)矩的大小 設(shè)電刷在幾何中性線處，元件為整距。 (1) 同一極下每根導(dǎo)體受到的平均電磁力為 fav = Bavlia ia 導(dǎo)體中的電流 。 每根導(dǎo)體受到的平均電磁轉(zhuǎn)矩為 Tav = fav = Bav lia D 2 D 2 二、直流電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩 1. 電磁轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生F Te 電樞直徑為： 電樞電流與支路電流的關(guān)系為： 則 D =2p ia =Ia 2a Te = NTav = N Bav lia D 2 = N l l Ia 2a p = IapN2a (Nm) Te = CT Ia CT 轉(zhuǎn)矩常數(shù)。 單位：Wb單位：A電樞直徑為：D =2p ia =Ia Te = NTav

18、3. 電磁轉(zhuǎn)矩的方向和性質(zhì) 方向：由 和 Ia 共同決定。 性質(zhì)：發(fā)電機(jī)為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，Te 與 n 方向相反。 電動(dòng)機(jī)為拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩，Te 與 n 方向相同。 4. 電動(dòng)勢(shì)常數(shù)和轉(zhuǎn)矩常數(shù)的關(guān)系 CT = CE = 9.55 CE 602，CT = pN 2a CE = pN 60a 因?yàn)?則 3. 電磁轉(zhuǎn)矩的方向和性質(zhì) CT = CE =2.5 直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析一、直流電動(dòng)機(jī)的基本方程 E1. 電壓平衡方程式 勵(lì)磁電路： Uf = Rf If電樞電路： Ua = ERaIaMIfIaUa Uf Ra 電樞繞組總電阻，包括電刷的接觸電阻。2.5 直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析一、直流電動(dòng)機(jī)的基本方程 Te

19、= TL = T0T2 2. 轉(zhuǎn)矩平衡方程 T0 空載轉(zhuǎn)矩，是由電動(dòng)機(jī)的機(jī)械摩擦損耗及鐵損 引起的總轉(zhuǎn)矩； T2 輸出轉(zhuǎn)矩，即生產(chǎn)機(jī)械的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩； TL負(fù)載轉(zhuǎn)矩，它是電動(dòng)機(jī)的空載轉(zhuǎn)矩 T0 與生產(chǎn) 機(jī)械的轉(zhuǎn)矩 T2 的總稱。 Te = TL = T0T2 2. 轉(zhuǎn)矩平衡方程 (1) 輸入功率 P1 P1 = U I = UaIa (2) 電樞銅損耗 PCua PCua = Ra Ia2 (3) 電磁功率 Pe Pe = P1 PCua 推導(dǎo)： U I = UaIa = ( ERa Ia ) Ia Pe = EIa 3. 電磁功率與功率平衡方程 Pe = EIa = CE n Ia = Te 2

20、60= CT n Ia = E IaRa Ia2 (1) 輸入功率 P1 Pe (4) 空載損耗 P0 P0 = PFePfwPad 結(jié)論： 電動(dòng)機(jī)將電樞吸收的電功率 EIa 轉(zhuǎn)換成了機(jī)械 功率 Te ，故稱 EIa 和 Te 為電磁功率。機(jī)械損耗 附加損耗 鐵損耗 2 60 = T2n (5) 輸出功率 P2 Te = T0 T2 P2 = T2 = Pe P0 (4) 空載損耗 P0 結(jié)論：機(jī)械損耗 附加損耗 鐵損耗 (6) 效率 P2 P1 = 100% 功率流程圖P1PCuPeP0P2(6) 效率 P2 = 100%二、直流電動(dòng)機(jī)的工作特性 1. 他勵(lì)和并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的工作特性 工作特

21、性是指當(dāng)U = UN、If = IfN 時(shí)，n、Te 和 與 Ia 的關(guān)系。 (1) 轉(zhuǎn)速特性 E CE n = UaRa Ia CE = 轉(zhuǎn)速特性 O nIa n0 當(dāng)Ia 時(shí)，n 下降不多(硬特性)。 二、直流電動(dòng)機(jī)的工作特性 1. 他勵(lì)和并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的工作當(dāng) If = 0， = r 很小，n 不能突變 E 很小 Te = CTr Ia 仍有一定數(shù)值。 Ia 若 Te TL n (飛車) 若TeTL n n = 0 ( 悶車) 勵(lì)磁電路斷電的后果 (2) 轉(zhuǎn)矩特性 轉(zhuǎn)矩特性 O Te Ia Te = CT Ia 若不計(jì)磁路飽和，則 TeIa ； 若計(jì)及磁路飽和，則 Te 隨著 Ia 的增

22、加略有下降。 當(dāng) If = 0， = r 很小，n 不能突變 E M = f (Ia) (3) 效率特性 效率特性 O Ia 2. 串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的工作特性 工作特性是指當(dāng) U = UN 時(shí)， n、Te 和 與 Ia 的關(guān)系。 I = Ia = IfU = UaUf = E(RaRf ) Ia U If Ia Ua Uf E CE n = = U(RaRf ) Ia CE I M = f (Ia) (3) 效率特性 (2) 當(dāng) Ia 較大、磁路已飽和時(shí)， 常數(shù)， (1) 當(dāng) Ia 較小、磁路未飽和時(shí)， = kIa n = RaRf kCE U kCEIa 軟特性O(shè) nIa 當(dāng)Te = 0 時(shí)，

23、Ia = If = 0， = r， n0 = (5 6) nN ； 當(dāng)Te 較小時(shí)，Ia 較小，磁路未飽和， Te Ia n 迅速下降； 當(dāng)Te 較大時(shí)，Ia 較大，磁路已飽和， Te Ia 基本不變 n 下降較少。 Te = kCT Ia = CTIa 2 2 T = CT Ia O Te Ia (2) 當(dāng) Ia 較大、磁路已飽和時(shí)， (1) 當(dāng) Ia 較 串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn) 相同的 Te ， Ia 較小。 對(duì)應(yīng)允許的 Iamax ， Tst 較大，過載能力較強(qiáng)。 串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用 特別適用于起重機(jī)和電力機(jī)車等運(yùn)輸機(jī)械。 不能在輕載或空載下運(yùn)行。 不能用皮帶輪傳動(dòng)。 串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的優(yōu)

24、點(diǎn) 相同的 Te ， Ia 較3. 復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)(1) 分為積復(fù)勵(lì)、差復(fù)勵(lì)。(2) 特性介于他勵(lì)和串勵(lì)之間。 (3) 特點(diǎn) 有較大的 Tst 。 可以空載和輕載運(yùn)行。并勵(lì)復(fù)勵(lì)串勵(lì)O nIa MIa UI If E3. 復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)(1) 分為積復(fù)勵(lì)、差復(fù)勵(lì)。并勵(lì)復(fù)勵(lì)串勵(lì)O 【例21】 已知某并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，PN = 22 kW, UN = 220 V, IN = 115 A, nN = 1500 r/min, 電樞電阻Ra = 0.18 ，勵(lì)磁電阻 Rf628 。試求：(1) CEN、CTN ； (2) 電磁轉(zhuǎn)矩 Te；(3) 額定輸出轉(zhuǎn)矩 T2；(4) 空載轉(zhuǎn)矩T0 ； (5) 理想空載轉(zhuǎn)速 n

25、0 與實(shí)際空載轉(zhuǎn)速 n0 。 解：(1) 【例21】 已知某并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，P直流電機(jī)工作原理分解課件2.6 直流發(fā)電機(jī)的運(yùn)行分析一、直流發(fā)電機(jī)的基本方程 GI Ua If Ia Uf 勵(lì) 磁 Uf If E n原動(dòng)機(jī)電樞Ua 1. 電壓平衡方程 Uf = Rf If Ua = ERaIaE調(diào)節(jié)Rf If 可調(diào) 可調(diào) E 可調(diào) Ua可調(diào)。 2. 轉(zhuǎn)矩平衡方程 T1 = TeT0 2.6 直流發(fā)電機(jī)的運(yùn)行分析一、直流發(fā)電機(jī)的基本方程 3. 功率平衡方程 T1 = Te T0 P1 = PeP0 Pe = EIa Pe = P2PCua P0 = PFePfwPad = UaIaRaIa 2 P1

26、Pfw+ PadPFePePCua P2 功率流程圖 輸入功率 P1： 電磁功率 Pe ： 空載損耗 P0 : P1 = P2PCuaP0 3. 功率平衡方程 T1 = Te T0 = 【例22】 一臺(tái)并勵(lì)直流發(fā)電機(jī) PN = 46 kW，UN = 115 V, nN =1500 r/min, 電樞電阻 Ra= 0.01 ，勵(lì)磁電阻 Rf20 ，把此發(fā)電機(jī)當(dāng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，所加電源電壓UN = 110 V，保持電動(dòng)機(jī)電樞電流和發(fā)電機(jī)時(shí)一樣，不考慮磁路的飽和影響，求電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和電磁轉(zhuǎn)矩。 解：(1) 發(fā)電機(jī)的電樞電流為發(fā)電機(jī)的常數(shù)為 電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流為 (用下標(biāo)M表示電動(dòng)機(jī)) 【例22】 一臺(tái)并勵(lì)直

27、流發(fā)電機(jī) PN 當(dāng)不考慮磁路的飽和時(shí)，電動(dòng)機(jī)的常數(shù)為 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為 電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為 當(dāng)不考慮磁路的飽和時(shí)，電動(dòng)機(jī)的常數(shù)為 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為 電二、他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的工作特性 1. 空載特性 當(dāng) n = nN、Ia = 0 時(shí)： U0 = E = f (If )O If U0 Er剩磁感應(yīng) 電動(dòng)勢(shì) 空載特性 2. 外特性 當(dāng) n = nN、If = IfN 時(shí)： Ua = f (Ia) = ERa Ia O I U INUNU0 外特性 當(dāng) Ia RaIaE (電樞反應(yīng))Ua 電壓調(diào)整率VR = 100% U0UN UN ( 5% 10% ) 二、他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的工作特性 1. 空載特性 當(dāng) n =當(dāng) n = nN，Ua = UaN 時(shí)： If = f (Ia)O I If IfNIaN調(diào)整特性3. 調(diào)節(jié)特性 4. 效率特性 = 100%P2P1 小型發(fā)電機(jī)： N = 70% 90% 中大型發(fā)電機(jī)： N = 91% 96%當(dāng) n = nN，Ua = UaN 時(shí)： = f (P2)當(dāng) n = nN，Ua = UaN 時(shí)：O I If IfN三、并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的自勵(lì)與外特性 GI Ia U If E E ？ E ？ 1. 并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的自勵(lì) (1) 主磁極必須有剩磁r r ErIfr EEr 與r 方向相同 EEr 與r 方向相反 (2) 勵(lì)磁電流產(chǎn)生的磁通