電機拖動基礎(chǔ)第一章

電機拖動基礎(chǔ)第一章第1頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)直流電機的結(jié)構(gòu)(觀看直流電動機錄像片)

直流電機都是由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成的定子:

主磁極、換向極、機座、端蓋、電刷裝置轉(zhuǎn)子:電樞繞組、電樞鐵心、換向器、轉(zhuǎn)軸、風(fēng)扇第2頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月一、直流電機的用途二、基本工作原理第二節(jié)直流電機的用途及基本工作原理第3頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月一、直流電機的用途直流電機是電機的主要類型之一。發(fā)電機----直流電源。電動機----機械負載。第二節(jié)直流電機的用途及基本工作原理第4頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月一、直流電機的用途作電源用:將機械能轉(zhuǎn)化為直流電能作動力用:將直流電能轉(zhuǎn)化為機械能第二節(jié)直流電機的用途及基本工作原理第5頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月一、直流電機的用途信號的傳遞:測速發(fā)電機將機械信號轉(zhuǎn)換為電信號伺服電動機：直流伺服電動機將控制信號轉(zhuǎn)換為機械信號第二節(jié)直流電機的用途及基本工作原理第6頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)直流電機的用途及基本工作原理1.直流電機的物理模型圖解:N,S為磁極,不動abcd為線圈,旋轉(zhuǎn)1,2為換向片,旋轉(zhuǎn)A,B為電刷,不動二、基本工作原理第7頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)直流電機的用途及基本工作原理2.直流發(fā)電機的工作原理二、基本工作原理第8頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)直流電機的用途及基本工作原理2.直流發(fā)電機的工作原理二、基本工作原理第9頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月導(dǎo)體ab處于N極下時A＋B－原動機帶動電樞線圈旋轉(zhuǎn)切割主磁場；電樞線圈的導(dǎo)體中將產(chǎn)生感應(yīng)電勢e=Blv(右手定則）;通過換向器與電刷的作用，可以引出單向（直流）的端電勢eAB.第二節(jié)直流電機的用途及基本工作原理2.直流發(fā)電機的工作原理二、基本工作原理第10頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月導(dǎo)體ab處于S極下時仍然A＋B－當電刷端連接某用電負載時,電樞繞組中將有電流產(chǎn)生;電流方向與繞組中的電勢同方向;載流導(dǎo)體受磁場作用產(chǎn)生電磁力,方向與繞組轉(zhuǎn)向相反,阻止線圈轉(zhuǎn)動;負載得到電功率.原動機克服電磁力作功,將機械能變?yōu)殡娔馨l(fā)電機原理動畫第二節(jié)直流電機的用途及基本工作原理2.直流發(fā)電機的工作原理二、基本工作原理第11頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月將直流電源通過電刷和換向器接入電樞繞組，使電樞導(dǎo)體有電流流過。載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體將受到電磁力f的作用f=Blia（左手定則）電磁力作用于轉(zhuǎn)子，拖動機械負載旋轉(zhuǎn)。電磁力克服外力作功,將電能變?yōu)闄C械能電動機原理動畫第二節(jié)直流電機的用途及基本工作原理3.直流電動機的工作原理二、基本工作原理第12頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)直流電機的用途及基本工作原理二、基本工作原理4.電機的可逆運行原理一臺直流電機原則上既可以作為電動機運行也可以作為發(fā)電機運行這種原理在電機理論中稱為可逆原理第13頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月弄清下列問題：最簡單的直流發(fā)電機、直流電動機的物理模型判斷感應(yīng)電勢的右手定則判斷導(dǎo)體(電流)受力方向的左手定則第二節(jié)直流電機的用途及基本工作原理二、基本工作原理第14頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月弄清下列問題：4.直流發(fā)電機:導(dǎo)體中電勢方向與電流方向相同,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與所受電磁力方向相反,導(dǎo)體中為交變電勢,電刷端為直流電勢,機械能變?yōu)殡娔艿诙?jié)直流電機的用途及基本工作原理二、基本工作原理第15頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月弄清下列問題：5.直流電動機:導(dǎo)體中電勢方向與電流方向相反,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與所受電磁力方向相同,導(dǎo)體中為交變電勢,電刷端為直流電勢,電能變?yōu)闄C械能第二節(jié)直流電機的用途及基本工作原理二、基本工作原理第16頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月弄清下列問題：6.換向器和電刷的作用:發(fā)電機:交流直流電動機:直流交流7.電刷端電勢=導(dǎo)體電勢之和轉(zhuǎn)子受力方向永遠不變電刷中電流方向不變,導(dǎo)體中電流方向交變第二節(jié)直流電機的用途及基本工作原理二、基本工作原理第17頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月三、名牌數(shù)據(jù)額定容量PN(KW)額定電壓UN(V)額定電流IN(A)額定轉(zhuǎn)速nN(r/min、rpm)勵磁方式和額定勵磁電流IfN(A)額定效率ηN=PN/P1

直流發(fā)電機:PN=INUN額定輸出電功率直流電動機:PN=INUNηN額定輸出機械功率第二節(jié)直流電機的用途及基本工作原理第18頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月額定運行狀態(tài):電機運行時各個物理量均為額定值欠載狀態(tài):電流小于額定值過載狀態(tài):電流大于額定值電動機軸上輸出額定轉(zhuǎn)矩(Nm):T2N=PN/ΩN=PN/(2πnN/60)=9.55PN/nN(=9550PN/nN)第二節(jié)直流電機的用途及基本工作原理KWW第19頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)直流電機的磁路與磁化特性一、直流電機的磁路二、空載時氣隙磁通密度的分布波形三、空載磁化特性四、直流電機的勵磁方式第20頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月一、直流電機的磁路

主磁場：由勵磁繞組通以直流勵磁電流產(chǎn)生的。電機運行時磁場：勵磁繞組、電樞繞組、換向極繞組等共同產(chǎn)生

空載運行：勵磁繞組里有勵磁電流，其他繞組無電流（空、無載運行）。每極的勵磁磁通勢為：Wf——

一個磁極上勵磁繞組的串聯(lián)砸數(shù)If——勵磁電流第三節(jié)直流電機的磁路與磁化特性第21頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月定子磁軛氣隙1氣隙2電樞齒電樞磁軛勵磁繞組一、直流電機的磁路第三節(jié)直流電機的磁路與磁化特性主磁路——定轉(zhuǎn)子之間的氣隙、電樞齒、電樞磁軛、主磁極、定子磁軛第22頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月主磁通——同時交鏈著勵磁繞組和電樞繞組

的磁通。

主極漏磁通——不進入電樞鐵心，只交鏈著

勵磁繞組本身的磁通

主磁通能在電樞繞組中感應(yīng)電動勢（或產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩），而漏磁通沒這個作用，只增加主磁路的飽和度。一、直流電機的磁路第三節(jié)直流電機的磁路與磁化特性第23頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月二、空載時氣隙磁通密度的分布波形直流電機的主磁路

演示選定一個磁管，其所包圍得導(dǎo)體總電流為:第三節(jié)直流電機的磁路與磁化特性第24頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月二、空載時氣隙磁通密度的分布波形磁路歐姆定律:分別是：氣隙、電樞齒、電樞磁軛、主磁極、定子磁軛磁路的磁阻第三節(jié)直流電機的磁路與磁化特性第25頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月磁路的磁阻與磁路的幾何尺寸及所用的材料有關(guān)。僅考慮氣隙的磁阻，li電樞軸向有效長度氣隙磁密δΔli[]——氣隙的長度，m[]——空氣磁導(dǎo)率，近似真空，[Ff

]——每極勵磁磁通勢，A二、空載時氣隙磁通密度的分布波形第三節(jié)直流電機的磁路與磁化特性第26頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月氣隙磁密分布波形1——均勻氣隙時的氣隙磁密2——不均勻氣隙時的氣隙磁密極身極靴幾何中線幾何中線漏磁通主磁通二、空載時氣隙磁通密度的分布波形第三節(jié)直流電機的磁路與磁化特性第27頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月三、空載磁化特性空載時氣隙每極磁通Ф與空載勵磁磁通勢Ff或空載勵磁電流If的關(guān)系，即Ф＝f(Ff)或Ф＝f(If)，稱為直流電機的空載磁化特性。第三節(jié)直流電機的磁路與磁化特性第28頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月四、直流電機的勵磁方式

直流電機勵磁繞組的接線方式稱為勵磁方式。除了永磁直流電機外，直流電機的勵磁方式有他勵和自勵（串勵、并勵和復(fù)勵）。他勵——勵磁電流由其他直流電源單獨供給。自勵——電機的勵磁電流由電機自身供給。不同勵磁方式的直流電機有不同的特性。第三節(jié)直流電機的磁路與磁化特性第29頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月四、直流電機的勵磁方式第三節(jié)直流電機的磁路與磁化特性第30頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月四、直流電機的勵磁方式第三節(jié)直流電機的磁路與磁化特性第31頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)直流電機的電樞繞組一、單疊繞組二、單波繞組第32頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月主要分類大的分類為環(huán)形和鼓形；鼓形繞組比環(huán)形繞組制造容易，又節(jié)省導(dǎo)線，運行較可靠，經(jīng)濟性好，故現(xiàn)在均用鼓形繞組。它又分為疊繞組、波繞組和蛙形繞組。電樞繞組是直流電機的核心部分。第四節(jié)直流電機的電樞繞組第33頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)直流電機的電樞繞組第34頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月環(huán)形電樞繞組（展開圖）鼓形電樞繞組（展開圖）第四節(jié)直流電機的電樞繞組第35頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月

元件——一個繞組元件就是一個線圈單匝元件——每個元件邊里僅有一根導(dǎo)體。

引出線——只有：首端，尾端。電樞繞組——由許多個形狀相同的單匝繞組元件（或多匝元件）以一定的規(guī)律連接起來的。第四節(jié)直流電機的電樞繞組第36頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月鼓形繞組有許多個形狀相同的線圈組成，每個線圈有兩個有效邊，分別位于電樞圓周相距一個極距的兩個槽中。一個邊在上層時，另一個邊一般在下層。1－上層元件邊；2－下層元件邊3－后端接部分；4－首端接部分元件邊在槽內(nèi)的放置情況第四節(jié)直流電機的電樞繞組第37頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月Wy——

元件的匝數(shù),多匝元件的元件邊里有Wy根導(dǎo)體S——元件數(shù)（線圈數(shù)）K——換向片數(shù)＝元件數(shù)Ze——總虛槽數(shù)（把一個上層元件邊與一個下層元件邊看成一個虛槽）Z——總實槽數(shù)，電樞實際的槽數(shù)u

——一個實槽的虛槽數(shù)=上下并列著的元件數(shù)Ze=uZ=S=K電樞繞組全體導(dǎo)體數(shù)

N=2uWyZ=2WyZe第四節(jié)直流電機的電樞繞組第38頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月一、單疊繞組1、節(jié)距

指被聯(lián)結(jié)起來的兩個元件邊或換向片之間距離。以跨過的元件邊數(shù)或虛槽數(shù)或換向片數(shù)來表示。演示第四節(jié)直流電機的電樞繞組第39頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）第一節(jié)距y1

=整數(shù)（2）合成節(jié)距y和換向片節(jié)距yk

對單疊繞組：y=yk=1

（3）第二節(jié)距y2

對單疊繞組：y2=y1-y

一、單疊繞組第四節(jié)直流電機的電樞繞組第40頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月2、單疊繞組的展開圖展開圖只是個原理圖，并非實際結(jié)構(gòu)圖，表現(xiàn)槽內(nèi)各元件在電路上的連接情況。一、單疊繞組第四節(jié)直流電機的電樞繞組第41頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月【舉例】一臺4極16槽直流電機，已知換向片數(shù)K=16；電樞繞組的線圈數(shù)S=16；試畫出整距右行單疊繞組展開圖。

【分析】

每槽兩個邊，每個線圈兩個邊，所以槽數(shù)z=線圈數(shù)S=16,極距τ＝z/2p＝16/4＝4槽。

因為要求為整距線圈即第一節(jié)距y1＝τ＝4（槽）

又因為單疊右行，則合成節(jié)距y＝+1；

則第二節(jié)距y2＝y(tǒng)1－y＝3（槽）；

一個線圈的一個有效邊若放在1號槽內(nèi)，另一個有效邊必須放在5號槽內(nèi)。即一個線圈跨過4個槽的位置。一、單疊繞組第四節(jié)直流電機的電樞繞組第42頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月【畫出展開圖】畫出均勻分布的平行豎線代表電機各槽的元件邊，下層邊用虛線，上層用實線畫；標出槽號：畫出第一個元件，展開圖中可以把一個元件畫成一匝。[注意元件的端部要畫對稱]在第一個元件的引出線端畫出換向器，并標出換向片號；換向片號與所連的上層邊槽號要相同。依次串聯(lián)16個元件。再畫出各磁極N、S、N、S。鼓形繞組的電刷中心線在每個磁極的中心線上。〖即保證電刷必須與位于幾何中線處的導(dǎo)體相接觸。〗畫出電樞轉(zhuǎn)向和電刷連線。一、單疊繞組第四節(jié)直流電機的電樞繞組第43頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月極數(shù)2p=4元件S=16換向器K=16虛槽數(shù)Ze=16右行繞組一、單疊繞組第四節(jié)直流電機的電樞繞組展開圖第44頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月一、單疊繞組第四節(jié)直流電機的電樞繞組展開圖第45頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月單疊繞組的電機轉(zhuǎn)子工作過程演示單疊繞組聯(lián)結(jié)順序表一、單疊繞組第四節(jié)直流電機的電樞繞組第46頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月單疊繞組并聯(lián)支路圖一、單疊繞組第四節(jié)直流電機的電樞繞組第47頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月特點：（1）支路對數(shù)等于極對數(shù)a=p。（2）電刷放在換向器表面對準主磁極中心線的位置。（3）電刷桿數(shù)等于極數(shù)。一、單疊繞組第四節(jié)直流電機的電樞繞組第48頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月二、單波繞組1、節(jié)距（1）第一節(jié)距y1

（2）合成節(jié)距y和換向器節(jié)距yk選擇yk應(yīng)使串聯(lián)的元件感應(yīng)電動勢方向同向第四節(jié)直流電機的電樞繞組第49頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月單波繞組的換向器節(jié)距為式中正負號的選擇，首先滿足yk是一個整數(shù)二、單波繞組第四節(jié)直流電機的電樞繞組第50頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月2、單波繞組的展開圖2p=4Ze=S=K=15y1=4yk=7y=7y2=3二、單波繞組第四節(jié)直流電機的電樞繞組第51頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月二、單波繞組第四節(jié)直流電機的電樞繞組3、單波繞組的并聯(lián)支路圖第52頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月二、單波繞組第四節(jié)直流電機的電樞繞組聯(lián)結(jié)次序表第53頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月單波繞組的特點：（1）支路對數(shù)a=1，與磁極對數(shù)p無關(guān)。（2）元件幾何對稱時，電刷放在換向器表面上對準主磁極中心線的位置（3）電刷桿也等于極數(shù)二、單波繞組第四節(jié)直流電機的電樞繞組第54頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)論1、單疊繞組并聯(lián)支路對數(shù)多，適合較低電壓較大電流的電機。2、單波繞組支路對數(shù)永遠為1，適合較高電壓、較小電流的電機。第四節(jié)直流電機的電樞繞組第55頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月直流電機符號第四節(jié)直流電機的電樞繞組直流發(fā)電機慣例直流電動機慣例第56頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)電樞電勢與電磁轉(zhuǎn)矩一.電樞電勢二.電磁轉(zhuǎn)矩三.直流電機的電樞反應(yīng)和電流的換向第57頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)電樞電勢與電磁轉(zhuǎn)矩電樞電勢Ea=CeΦn其中Ce=pN/60a稱為電勢常數(shù)N=2WyZe電樞表面總導(dǎo)體數(shù)Φ為每極磁通(Wb)二.電磁轉(zhuǎn)矩T=CTΦIa其中CT=pN/2πa稱為轉(zhuǎn)矩常數(shù)Ia為電樞電流CT=9.55Ce第58頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月三.直流電機的電樞反應(yīng)和電流的換向主磁場電樞磁場合成磁場電樞反應(yīng)的影響:1.使氣隙磁密分布波形發(fā)生歪扭2.物理中性線與幾何中性線不再重合3.去磁效應(yīng)第五節(jié)電樞電勢與電磁轉(zhuǎn)矩第59頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月1.直流電機的換向。2.電樞反應(yīng)3.換向極第五節(jié)電樞電勢與電磁轉(zhuǎn)矩第60頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月例:標出直流電動機各繞組中電流的方向解:

第五節(jié)電樞電勢與電磁轉(zhuǎn)矩第61頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月例:標出直流發(fā)電機各繞組中電流的方向解:第五節(jié)電樞電勢與電磁轉(zhuǎn)矩第62頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月作業(yè):標出直流發(fā)電機、直流電動機各繞組中電流的方向直流發(fā)電機直流電動機第五節(jié)電樞電勢與電磁轉(zhuǎn)矩第63頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月四.直流電機的基本公式1.參考方向直流電動機直流發(fā)電機Ea=CeΦn,T=CTΦIa,CT=9.55CeU=Ea+IaRaEa=U+IaRaT=T2+T0=TLT1=T+T0直流發(fā)電機慣例直流電動機慣例2.基本公式第五節(jié)電樞電勢與電磁轉(zhuǎn)矩第64頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月第六節(jié)直流發(fā)電機一.直流發(fā)電機穩(wěn)態(tài)運行時的基本方程式二.功率關(guān)系三.他勵直流發(fā)電機的運行特性四.并勵直流發(fā)電機第65頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月第六節(jié)直流發(fā)電機一.直流發(fā)電機穩(wěn)態(tài)運行時的基本方程式電樞回路方程:Ea=U+IaRaEa=CeΦn轉(zhuǎn)矩關(guān)系:T1=T+T0T1輸入轉(zhuǎn)矩T=CTΦIa電磁轉(zhuǎn)矩T0空載轉(zhuǎn)矩第66頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月并勵或他勵發(fā)電機的勵磁電流:If=Uf/Rf氣隙每極磁通:Φ=f(If,Ia)第六節(jié)直流發(fā)電機一.直流發(fā)電機穩(wěn)態(tài)運行時的基本方程式第67頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月二.功率關(guān)系EaIa=UIa+Ia2Ra=P2+pCuaP2=UIa輸出給負載的電功率,稱作輸出功率pCua=

Ia2Ra電樞回路銅損耗PM=EaIa電磁功率

T1Ω=TΩ+T0Ω

P1=PM+p0=PM+pm+pFeP1=T1Ω原動機輸給發(fā)電機的機械功率，稱作輸入功率PM=TΩ=EaIa電磁功率p0=pm+pFe空載損耗=機械損耗+鐵損耗第六節(jié)直流發(fā)電機第68頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月綜合

P1=PM+p0=

P2+pCua+pm+pFe他勵直流發(fā)電機的功率流程圖:PCuf二.功率關(guān)系第六節(jié)直流發(fā)電機第69頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月并勵時,pCuf=If2Rf也應(yīng)計算稱作勵磁損耗總損耗∑p=pCuf+pCua+pm+pFe+psps附加損耗，估算:有補償繞組時ps=0.5%PN無補償繞組時ps=1%PN發(fā)電機的效率η=P2/P1=1-∑p/(P2+∑p)10kW以下電機效率約為75—85%10kW--100kW電機效率約為85—90%100kW--1000kW電機效率約為88—93%二.功率關(guān)系第六節(jié)直流發(fā)電機第70頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月三.他勵直流發(fā)電機的運行特性空載特性n=c,Ia=0時的U=f(If)特性U=U0=E0=f(If)∵E0=Ceφ0nE0∝φ0

∴E0=f(If)類似于φ0=f(If)第六節(jié)直流發(fā)電機第71頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月2.外特性n=c,If=c時的U=f(I)圖aU=Ea-IaRa(I=Ia)3.調(diào)節(jié)特性n=c,U=c時的If=f(I)圖b4.效率特性η=f(P2)圖c三.他勵直流發(fā)電機的運行特性他勵并勵第六節(jié)直流發(fā)電機第72頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月四.并勵直流發(fā)電機1.并勵直流發(fā)電機的自勵條件U=If(Rf+R)U=E0=f(If)類似于φ0=f(If)第六節(jié)直流發(fā)電機第73頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月自勵條件:剩磁極性正確臨界電阻2.空載特性與他勵發(fā)電機相同3.外特性比他勵發(fā)電機差四.并勵直流發(fā)電機1.并勵直流發(fā)電機的自勵條件第六節(jié)直流發(fā)電機第74頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月第七節(jié)直流電動機運行原理一、可逆運行原理二、他勵直流電動機穩(wěn)態(tài)運行的基本方程三、他勵直流電動機的功率關(guān)系四、直流電動機的工作特性第75頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月一、可逆運行原理一臺電機既可以作為電動機運行也可以作為發(fā)電機運行---可逆原理。第七節(jié)直流電動機運行原理發(fā)電機原理動畫電動機原理動畫第76頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月二、他勵直流電動機穩(wěn)態(tài)運行的基本方程電樞回路方程電樞電動勢電磁轉(zhuǎn)矩T穩(wěn)態(tài)運行時的轉(zhuǎn)矩關(guān)系氣隙每極磁通第七節(jié)直流電動機運行原理第77頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月UIa=EaIa+Ia2RaP1=PM+pCuaP1=UIa輸入電功率PM=EaIa電磁功率pCua=Ia2Ra電樞銅耗TΩ=T2Ω+T0Ω

PM=P2+p0PM=TΩ=EaIa電磁功率P2=T2Ω軸上輸出機械功率p0=T0Ω=pm+pFe空載損耗三、他勵直流電動機的功率關(guān)系第七節(jié)直流電動機運行原理第78頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月三、他勵直流電動機的功率關(guān)系第七節(jié)直流電動機運行原理功率流程圖:P1=P2+pm+pFe

+pCua(+ps)效率:η=P2/P1=1-∑p/(P2+∑p)第79頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月四.直流電動機的工作特性轉(zhuǎn)速特性U=UN,If=IfN時,n=f(Ia)稱轉(zhuǎn)速特性

n=UN/CeΦN-RaIa/CeΦN2.轉(zhuǎn)矩特性U=UN,If=IfN時,T=f(Ia)稱轉(zhuǎn)矩特性3.效率特性U=UN,If=IfN時,η=f(Ia)稱效率特性第七節(jié)直流電動機運行原理第80頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月第八節(jié)他勵直流電動機的機械特性一.機械特性的一般表達式二.固有機械特性三.人為機械特性第81頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月第八節(jié)他勵直流電動機的機械特性機械特性的一般表達式T=CTΦIa代入n=U/CeΦ–(Ra+R)Ia/CeΦ得

n=U/CeΦ

–(Ra+R)T/CeCTΦ2

=U/CeΦ

–(Ra+R)T/9.55(CeΦ)2=n0-βTn0=U/CeΦ

理想空載轉(zhuǎn)速β=(Ra+R)T/9.55(CeΦ)2特性的斜率Tn0n0TsIa第82頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月二.固有機械特性

U=UN,

Φ=ΦN,R=0時的機械特性n=UN/CeΦN–RaIa/CeΦNn

=UN

/CeΦN–RaT/9.55(CeΦN)2Ia=0(T=0)時,n=n0,U=Ean=0時,Ia=UN/Ra=Is直接起動電流≈20INTs=CTΦNIs起動轉(zhuǎn)矩T=TN(Ia=IN)時,n=nN

ΔnN=

n0-nN額定速降TIaTsn00nIsnNTN一般nN≈0.95

n0第八節(jié)他勵直流電動機的機械特性第83頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月例:一臺他勵直流電動機額定功率PN＝96kW，額定電壓UN＝440V，額定電流IN＝250A，額定轉(zhuǎn)速nN＝500r／min，電樞回路總電阻Ra＝0.078Ω，忽略電樞反應(yīng)的影響,求:(1)理想空載轉(zhuǎn)速n0(2)固有機械特性斜βN解:(1)CeΦN=(UN–RaIN

)/nN

=(440-0.078×250)/500=0.841n0=UN/CeΦN=440/0.841=523r／min(2)βN=Ra/CeΦNCTΦN=Ra/9.55(CeΦN)2

=0.078/9.55×0.8412=0.0115第八節(jié)他勵直流電動機的機械特性第84頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月三.人為機械特性電樞回路串電阻的人為機械特性n=UN/CeΦN–(Ra+R)Ia/CeΦN或

=UN/CeΦN–(Ra+R)T/9.55(CeΦN)2=n0-βT

R4nTIa0R=0R1R2R3n0第八節(jié)他勵直流電動機的機械特性第85頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月2.改變電樞電壓的人為機械特性n=U/CeΦN–RaIa/CeΦN或=U/CeΦN–RaT/9.55(CeΦN)2=

n0-βTnTIa0n0UNU1U2U3U4U5n01n02n03n04n05第八節(jié)他勵直流電動機的機械特性第86頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月3.弱磁的人為機械特性n=UN

/CeΦ–RaIa/CeΦ或=UN

/CeΦ–RaT/9.55(CeΦ)2=

n0-βTnnIaTΦNΦNIs=UN/RaTs=CTΦIs00第八節(jié)他勵直流電動機的機械特性第87頁，課件共95頁，創(chuàng)作于2023年2月電樞反應(yīng)對機械特