直流電機(jī)3 閻治安

第3章

直流發(fā)電機(jī)

(DCGenerator)內(nèi)容簡(jiǎn)介本章介紹直流發(fā)電機(jī)的特性。發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速由原動(dòng)機(jī)決定，一般認(rèn)為轉(zhuǎn)速恒定。除轉(zhuǎn)速n外，發(fā)電機(jī)的外部可測(cè)量出3個(gè)電量，即端電壓U、負(fù)載電流

I和勵(lì)磁電流

If

。當(dāng)發(fā)電機(jī)正常穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，3個(gè)物理量中1個(gè)保持不變，另外2個(gè)之間的關(guān)系稱為直流發(fā)電機(jī)的特性。不同勵(lì)磁方式的發(fā)電機(jī)，其運(yùn)行特性有所不同，本章將分別討論之。13-1

他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的特性

他勵(lì)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路與電樞回路互不連接，勵(lì)磁電流不隨負(fù)載電流的變化而改變。他勵(lì)式直流發(fā)電機(jī)nrf2一、開路特性

U0=f(If)

改變勵(lì)磁電流，

結(jié)論：經(jīng)過一定比例轉(zhuǎn)換后，開路特性U0=f(If)曲線與電機(jī)的磁化曲線Φ=f(Ff)形狀完全相同。一般電機(jī)的工作點(diǎn)位于開路特性上曲線開始彎曲的膝點(diǎn)附近。據(jù)此可以判斷電機(jī)的飽和程度。氣隙線開路特性3二、外特性U=f(I)

改變負(fù)載后，電壓調(diào)整率：從空載到滿載電壓變化的程度。一般他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)負(fù)載電流增加時(shí),兩種因素引起端電壓下降：即電阻壓降和電樞磁勢(shì)的去磁效應(yīng)增大,外特性U=f(I)是略微下垂的曲線。4三、調(diào)整特性

If=f(I)

改變負(fù)載后，負(fù)載電流增加時(shí)，有兩種因素引起端電壓下降。為了維持端電壓不變，勵(lì)磁電流應(yīng)該略微增大。53-2

并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的特性

一、建壓過程及建壓條件

自勵(lì)：勵(lì)磁繞阻并接于電樞繞組兩端，由發(fā)電機(jī)本身的端電壓提供勵(lì)磁，必須具備一定的條件才可。并勵(lì)發(fā)電機(jī)由初始的U=0到正常運(yùn)行時(shí)的U值，有一個(gè)自己建立電壓的過程，這一過程稱為自勵(lì)過程。

電機(jī)的主磁極通常總有剩磁存在。原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，電樞繞組切割剩磁場(chǎng)，產(chǎn)生一個(gè)不大的剩磁感應(yīng)電勢(shì)，加到勵(lì)磁繞組將產(chǎn)生一個(gè)不大的勵(lì)磁電流。勵(lì)磁電流產(chǎn)生的磁勢(shì)若與剩磁同方向，相互加強(qiáng)，會(huì)建立起穩(wěn)定電壓。建壓時(shí)的勵(lì)磁回路總電阻應(yīng)小于臨界電阻值。6穩(wěn)定點(diǎn)：以上兩條曲線的交點(diǎn)。建壓臨界電阻：場(chǎng)阻線與空載特性曲線相切時(shí)對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁回路電阻。建壓條件：1.電機(jī)內(nèi)部要有剩磁；2.勵(lì)磁電流產(chǎn)生的磁通與剩磁同方向；3.勵(lì)磁回路總電阻應(yīng)小于建壓時(shí)的臨界電阻。

7二、開路特性U0=f(If)

并勵(lì)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流很小，只占額定電流的（1~3）%。

這樣微小的電流在電樞繞組中引起的電壓降和電樞反應(yīng)的影響很小，可以忽略不計(jì)。所以并勵(lì)發(fā)電機(jī)的開路電壓也就是電樞中的感應(yīng)電勢(shì)。

并勵(lì)發(fā)電機(jī)的開路特性曲線與他勵(lì)時(shí)相同，一般試驗(yàn)時(shí)仍按他勵(lì)方式做較好。

8三、外特性U=f(I)引起端電壓隨負(fù)載電流增加而下降的因素：電阻Ra上的壓降；

電樞反應(yīng)的去磁作用；以上2因素引起勵(lì)磁電流的進(jìn)一步減少。從而導(dǎo)致端電壓再下降。一般電壓調(diào)整率為：

ΔU=（10~30）%。

他勵(lì)并勵(lì)發(fā)電機(jī)93-3

復(fù)勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的特性

復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)有兩個(gè)勵(lì)磁繞組即串勵(lì)和并勵(lì)繞組。如果串勵(lì)與并勵(lì)繞組的磁勢(shì)方向相同,則稱為加復(fù)勵(lì)（或叫積復(fù)勵(lì)）,反之為差復(fù)勵(lì)（或叫減復(fù)勵(lì)）。一、開路特性U0=f(If)

開路時(shí)串勵(lì)繞組不起作用，則其開路特性同并勵(lì)發(fā)電機(jī)的開路特性。10二、外特性U=f(I)負(fù)載時(shí)，串勵(lì)繞組產(chǎn)生磁勢(shì)將影響主磁通的大小和電機(jī)性能。對(duì)加復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)來說串勵(lì)磁勢(shì)起增磁作用即升壓作用，而電阻壓降和電樞反應(yīng)的去磁作用起降壓作用，二者的相對(duì)影響了外特性曲線形狀。1、若串勵(lì)作用適當(dāng)，在額定電流時(shí)端電壓等于額定電壓，則為平復(fù)勵(lì)。2、串勵(lì)補(bǔ)償作用較強(qiáng)，在額定電流時(shí)端電壓超過額定電壓，為過復(fù)勵(lì)。3、串勵(lì)的作用較弱，在額定電流時(shí)端電壓小于額定電壓，則為欠復(fù)勵(lì)。

注：以上1、2、3、均為加復(fù)勵(lì)！

4、差復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)的串勵(lì)為一個(gè)去磁磁勢(shì)，

則負(fù)載增大時(shí)端電壓迅速下降。

本章作業(yè)：

p36題2—1;p43題3--2

213411本章小結(jié)

主要分析了他勵(lì)、并勵(lì)、復(fù)勵(lì)式直流發(fā)電機(jī)空載特性、外特性。