《电机学PPT课件-直流电动机、直流发电机复习过程.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电机学PPT课件-直流电动机、直流发电机复习过程.ppt（68页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、电机学PPT课件-直流电动机、直流发电机 一、基本方程式（2）转矩平衡式（稳态）em 022：输出转矩;0:空载制动转矩（3）功率平衡式方向与n同相电枢电流与主磁磁场场作用作用产产生生电电磁磁转转矩矩驱动电动驱动电动机旋机旋转转,与与n同向同向；电电枢枢绕组绕组感感应电势应电势Ea与与电电流流方向相反，称方向相反，称为为反反电势电势。动态转矩平衡方程式动态转矩平衡方程式机组总负载制动转矩机组总负载制动转矩,亦可用亦可用Tz 表示。表示。J J机组旋转部分的转动惯量；机组旋转部分的转动惯量；惯性转矩惯性转矩 转转子减速，子减速，转转子匀速，子匀速，Tc为驱动转矩为驱动转矩；转转子加速子加速，Tc
2、为制动转矩为制动转矩；稳定运行。稳定运行。Tc正方向：与转速正方向正方向：与转速正方向相反相反为为正正功率平衡式P1：输入电功率;Pem：电磁功率 这是电动机产生的总机械功率产生的总机械功率。电动机的电磁功率是指在能量转换过程中机械能与电能互相转换所对应电动机的电磁功率是指在能量转换过程中机械能与电能互相转换所对应的那部分功率的那部分功率。是电源输入到电动机的电功率并被转换成机械功率输出是电源输入到电动机的电功率并被转换成机械功率输出,Rj=0时 产生电磁转矩产生电磁转矩,使电动机电枢旋转，并拖动机械负载。使电动机电枢旋转，并拖动机械负载。功率平衡式pmec：机械损耗;pFe:铁心损耗；pad
3、：附加损耗并励电动机 并励电动机总损耗 发电机电枢回路内电阻总损耗 p0：空载损耗功率;他励电动机 功率和效率功率和效率功率平衡式：功率平衡式：效率：效率：直流电动机的工作特性直流电动机的工作特性 一、他励电动机的工作特性一、他励电动机的工作特性1、速率特性、速率特性当电动机端电压当电动机端电压电动机转速电动机转速的函数关系的函数关系=常值，励磁电流常值，励磁电流与负载（通常用负载时电枢电流与负载（通常用负载时电枢电流称速率特性。称速率特性。为常值时为常值时，来表征来表征）称电动机的理想空载转速称电动机的理想空载转速 称电动机的实际空载转速实际空载转速 电动机空载时电动机空载时1、速率特性、速
4、率特性他励并励他励并励转速调整率 对于他励并励电动机，通常基本上是一种恒速电动机 一般来说，电枢回路电阻压降的影响较电枢反应一般来说，电枢回路电阻压降的影响较电枢反应的影响为大，故其速率特性曲线略向下倾斜。的影响为大，故其速率特性曲线略向下倾斜。电枢反应去磁作用若在重负载下发生励磁绕组断开，将导致减小，电动机停转，反电势为零，电枢电流非常大，电机过热以致烧毁；1、速率特性、速率特性他励并励他励并励若在轻负载下发生励磁绕组断开，将导致电动机“飞速”，可能损坏电机。并励电动机运行时，励磁绕组不能断路。并励电动机运行时，励磁绕组不能断路。电枢反应去磁作用增大 2、转矩特性、转矩特性他励并励他励并励电
5、动机的电磁转矩与负载电动机的电磁转矩与负载 当电动机端电压的函数关系（通常用负载时电枢电流称转矩特性。=常值，励磁电流为常值时，来表征）4、机械特性、机械特性他励他励电动机的转速与电磁转矩的函数关系电动机的转速与电磁转矩的函数关系称为直流电动机的称为直流电动机的机械特性机械特性。、4、机械特性、机械特性他励他励、或时的机械特性，且电枢回路不串调节电阻，称为自然机械特性自然机械特性或固有固有机械特性机械特性时的机械特性称为称为人工机械特性人工机械特性。4、机械特性、机械特性他励他励、他并励电动机的自然机械特性很接近水平线。这时，因增加而引起的下降并不多。这种特性称为硬特性硬特性。串串电电阻、弱磁
6、人工机械特性阻、弱磁人工机械特性较较自然机械特性自然机械特性变软变软 改变端电压的人工机械特性其硬度不变改变端电压的人工机械特性其硬度不变他励直流电动机的机械特性1）电枢串电阻时的人为特性 保持 不变，只在电枢回路中串入电阻 的人为特性：特点：（特点：（1 1）n n0 0不变，不变，变大；变大；（2 2）R Rj j越大，特性越软。越大，特性越软。Tem他励直流电动机的机械特性2）降低电枢电压时的人为特性 保持 不变，只改变电枢电压 的人为特性：特点：（特点：（1 1）n n0 0 随随 U U 变化变化,不变；不变；（2 2）U U 不同，曲线是一组不同，曲线是一组 平行线。平行线。Tem
7、他励直流电动机的机械特性3）减弱励磁磁通时的人为特性 保持 不变，只增加励磁回路调节电阻 的人为特性：特点：（特点：（1 1）弱磁，）弱磁，n n0 0 增大；增大；（2 2）弱磁，）弱磁，增大增大，特性变软。，特性变软。TK1TK2TemTK二、串励电动机的工作特性二、串励电动机的工作特性Rj=0,If=Ia当当电电机磁路机磁路线线性性时时，较大时，磁路饱和，磁通增加不较大时，磁路饱和，磁通增加不多，下降程度变小多，下降程度变小 双曲双曲线线但但1、串励电动机的串励电动机的速率特性速率特性将导致转速非常高，将导致转速非常高，从而引起危险，俗称从而引起危险，俗称“飞车飞车”。串励电动机在空载或
8、轻载时串励电动机在空载或轻载时 1、串励电动机的串励电动机的速率特性速率特性1、串励电动机的串励电动机的速率特性速率特性串励电动机在空载或轻载时，磁通很小串励电动机在空载或轻载时，磁通很小，电枢必须以非常高的转速才能产生足够的电枢必须以非常高的转速才能产生足够的电势，来与电网电压相平衡。电势，来与电网电压相平衡。因此，串励电动机不允许空载运行。因此，串励电动机不允许空载运行。通常通常规定规定串励电动机与生产机械连接时，不允许采用皮带等容易发生滑脱串励电动机与生产机械连接时，不允许采用皮带等容易发生滑脱的传动机构，应使用齿轮等传动。的传动机构，应使用齿轮等传动。电动电动机机负载负载时时的的转转速
9、速 转速调整率转速调整率 从物理意义上分析从物理意义上分析：2、串励电动机的串励电动机的转矩特性转矩特性 当当电电机磁路机磁路线线性性时时，若磁路高度若磁路高度饱饱和和，则则 基本不变基本不变，在一般情况下，电磁转矩按大于电流一次方的比例增加。在一般情况下，电磁转矩按大于电流一次方的比例增加。串励电动机起动和过载时串励电动机起动和过载时Ia较大较大,电磁转矩较大电磁转矩较大,具有较大的起动转矩具有较大的起动转矩和过载能力和过载能力.当负载减轻时，转速又会自动上升。串励电动机的这些当负载减轻时，转速又会自动上升。串励电动机的这些特点特别适用于电力机车等场合。特点特别适用于电力机车等场合。为了克服
10、空载时发生为了克服空载时发生“飞车飞车”现象，又保持串励电动机的优点，通常采用复励电动机。现象，又保持串励电动机的优点，通常采用复励电动机。3、串励电动机的串励电动机的机械特性机械特性、当电机磁路线性时，3、串励电动机的串励电动机的机械特性机械特性、当当电电机磁路机磁路线线性性时时，这是一条双曲线。可见，当负载转矩增大时，转速下降很快。这是一条双曲线。可见，当负载转矩增大时，转速下降很快。故串励电动机的机械特性很软故串励电动机的机械特性很软当当电电机磁路机磁路饱饱和和时时，转速下降的程度减小，但其机械特性仍较软转速下降的程度减小，但其机械特性仍较软 当电机磁路高度饱和时当电机磁路高度饱和时，机
11、械特性变直线机械特性变直线三、复励电动机的工作特性三、复励电动机的工作特性复励电动机同时具有并励绕组和串励绕组，复励电动机同时具有并励绕组和串励绕组，其工作特性介于并励和串励电动机两者之间。其工作特性介于并励和串励电动机两者之间。为避免运行时产生不稳定现象，通常采用为避免运行时产生不稳定现象，通常采用积复励积复励。并励绕组起主要作用时并励绕组起主要作用时，其工作特性接近于并励电动机。，其工作特性接近于并励电动机。但当电枢反应的去磁作用较强时，仍能获得下降的速率特性，以但当电枢反应的去磁作用较强时，仍能获得下降的速率特性，以保证电动机的稳定运行。此时，称串励绕组为保证电动机的稳定运行。此时，称串
12、励绕组为“稳定绕组稳定绕组”。串联绕组起主要作用时串联绕组起主要作用时，其工作特性接近于串励电动机。其工作特性接近于串励电动机。但空载时不会出现但空载时不会出现“飞车飞车”危险。危险。23.3 23.3 他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动 电动机的电动机的起动起动是是指电动机接通电源后，由静止状态加速到稳定运行状指电动机接通电源后，由静止状态加速到稳定运行状态的过程。态的过程。起动瞬间，起动转矩和起动电流分别为起动瞬间，起动转矩和起动电流分别为 为了限制起动电流，他励直流电动机通常采用电枢回路串电阻或降低电为了限制起动电流，他励直流电动机通常采用电枢回路串电阻或降低电枢电压起动。枢电压起
13、动。起动时由于转速起动时由于转速 ，而且电枢电阻，而且电枢电阻 很小，所以起动电流很小，所以起动电流将达很大值。将达很大值。过大的起动电流过大的起动电流将引起电网电压下降、影响电网上其它用户的正常用电；将引起电网电压下降、影响电网上其它用户的正常用电；同时过大的冲击转矩会损坏电枢绕组和传动机构。同时过大的冲击转矩会损坏电枢绕组和传动机构。一般直流电动机不允许直接起动。一般直流电动机不允许直接起动。23.3 他励直流电动机的起动一、起动过程23.3.1 电枢回路串电阻起动二、分组起动电阻的计算23.3.1 电枢回路串电阻起动 设对应转速n1、n2、n3时电势分别为Ea1、Ea2、Ea3，则有：b
14、点c点d点e点f点g点比较以上各式得：在已知起动电流比和电枢电阻Ra前提下，经推导可得各级串联电阻为:二、分组起动电阻的计算二、分组起动电阻的计算23.3.1 电枢回路串电阻起动电枢回路串电阻起动（6 6）计算各级起动电阻。）计算各级起动电阻。（1 1）估算或查出电枢电阻）估算或查出电枢电阻 ；（2 2）根据过载倍数选取最大转矩）根据过载倍数选取最大转矩 对应的最大电流对应的最大电流 ；（3 3）选取起动级数）选取起动级数 ；（4 4）计算起动电流比：）计算起动电流比：取整数取整数（5 5）计算转矩）计算转矩:，校验：校验：如果不满足，应另选如果不满足，应另选 或或 值并重新计算，直到满足该条
15、件为止。值并重新计算，直到满足该条件为止。计算各级起动电阻的步骤：计算各级起动电阻的步骤：23.3.2 降压起动降压起动 当直流电源电压可调时，可采用降压方法起动。当直流电源电压可调时，可采用降压方法起动。起动时，以较低的电源电压起动电动机，起动电流随起动时，以较低的电源电压起动电动机，起动电流随电源电压的降低而正比减小。随着电动机转速的上升，反电源电压的降低而正比减小。随着电动机转速的上升，反电动势逐渐增大，再逐渐提高电源电压，使起动电流和起电动势逐渐增大，再逐渐提高电源电压，使起动电流和起动转矩保持在一定的数值上，保证按需要的加速度升速。动转矩保持在一定的数值上，保证按需要的加速度升速。降
16、压起动需专用电源，设备投资较大，但它起动平降压起动需专用电源，设备投资较大，但它起动平稳，起动过程能量损耗小，因此得到广泛应用。稳，起动过程能量损耗小，因此得到广泛应用。23.3.2 电力电子技术电力电子技术PWM降压降压脉冲宽度调制（脉冲宽度调制（PWM）：T不变，改变不变，改变ton 为导通占空比为导通占空比电压平均值电压平均值23.4 23.4 他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速 电力拖动系统的调速可以采用机械调速、电气调速或二者配电力拖动系统的调速可以采用机械调速、电气调速或二者配合调速。通过改变传动机构速比进行调速的方法称为合调速。通过改变传动机构速比进行调速的方法称为机械调速
17、机械调速；通过改变电动机参数进行调速的方法称为通过改变电动机参数进行调速的方法称为电气调速电气调速。他励直流电动机的转速为他励直流电动机的转速为电气调速方法：电气调速方法：1.1.调压调速；调压调速；2.2.电枢串电阻调速；电枢串电阻调速；3.3.调磁调速。调磁调速。改变电动机的参数就是人为地改变电动机的机械特性，使工改变电动机的参数就是人为地改变电动机的机械特性，使工作点发生变化，转速发生变化。调速前后，电动机工作在不同的作点发生变化，转速发生变化。调速前后，电动机工作在不同的机械特性上，如果机械特性不变，因负载变化而引起转速的变化，机械特性上，如果机械特性不变，因负载变化而引起转速的变化，
18、则不能称为调速。则不能称为调速。23.4 他励直流电动机的调速一、电枢回路串电阻调速一、电枢回路串电阻调速nTemTLRan0nNA0ABn1Ra+Rj1未串电阻时的工作点串电阻Rj1后,工作点由AAB串电阻瞬时的工作点串电阻稳定的工作点转速不突变Ea不突变一、电枢回路串电阻调速一、电枢回路串电阻调速调速过程电流变化曲线调速前、后电流不变调速过程转速变化曲线tt=0n1nNIaNianian结论：带恒转矩负载时,串电阻越大,转速越低，稳稳定电流不变定电流不变。23.4 他励直流电动机的调速一、电枢回路串电阻调速一、电枢回路串电阻调速优点优点：电枢串电阻调速设备简单，操作方便。2）低速时特性曲线
19、斜率大,所以转速的相对稳定性差，有冲击时转速波动大；3）轻载时调速范围小；4）损耗大，效率低，不经济。对恒转矩负载，调速前、后Tem和Ia不变，输入功率不变，输出功率却随转速的下降而下降，减少的部分被串联电阻消耗了。缺点缺点：1）由于电阻只能分段调节，所以调速的平滑性差；23.4 他励直流电动机的调速二、降低电源电压调速二、降低电源电压调速TemTLAAB调速压前工作点A降压瞬间工作点稳定后工作点 降压调速过程与电枢串电阻调速过程相似，调速过程中转速和电枢电流（或转矩）随时间变化的曲线也相似。23.4 他励直流电动机的调速转速不突变Ea不突变2.4 他励直流电动机的调速二、降低电源电压调速二、
20、降低电源电压调速优点优点：1）电源电压能够平滑调节，可实现无级调速。2）调速前后的机械特性的斜率不变，硬度较高，负载变化时稳定性好。3）无论轻载还是负载，调速范围相同，调速比一般可达 D=2.512。4）输入功率同步减小，电能损耗较小。缺点缺点：需要一套电压可连续调节的直流电源。三、减弱磁通调速三、减弱磁通调速ABTemTLA调节磁场前工作点弱磁瞬间工作点AA弱磁稳定后的工作点23.4 他励直流电动机的调速转速不突变，但Ea减小电流增大三、减弱磁通调速三、减弱磁通调速减弱磁通调速前、后转速变化曲线减弱磁通前、后的电枢电流变化曲线tt=0n结论结论：磁场越弱，转速越高。因此电机运行时励磁回路不能
21、开路。23.4 他励直流电动机的调速23.4 23.4 他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速三、减弱磁通调速三、减弱磁通调速优点优点：由于在电流较小的励磁回路中进行调节，因而控制方便，由于在电流较小的励磁回路中进行调节，因而控制方便，能量损耗小，设备简单，调速平滑性好。弱磁升速后电枢电流增能量损耗小，设备简单，调速平滑性好。弱磁升速后电枢电流增大，电动机的输入功率增大，但由于转速升高，输出功率也增大，大，电动机的输入功率增大，但由于转速升高，输出功率也增大，电动机的效率基本不变，因此经济性是比较好。电动机的效率基本不变，因此经济性是比较好。2 2）转速的升高受到电动机换向能力和机械强度的限
22、制，升速范）转速的升高受到电动机换向能力和机械强度的限制，升速范围不可能很大，一般围不可能很大，一般 D2D2；为了扩大调速范围，通常把降压和弱磁两种调速方法结合起为了扩大调速范围，通常把降压和弱磁两种调速方法结合起来，在额定转速以上，采用弱磁调速，在额定转速以下采用降压来，在额定转速以上，采用弱磁调速，在额定转速以下采用降压 调速。调速。缺点：缺点：1）机械特性的斜率变大，特性变软；机械特性的斜率变大，特性变软；23.5 他励直流电动机的制动 当 与 的方向相同时，电机运行于电动机状态，当 与 方向相反时，电机运行于制动状态。2.5.1 能耗制动电动制动需要制动时,将开关S投向制动电阻 上即
23、可。由于惯性，电枢保持原来方向继续旋转，电动势 方向不变。由 产生的电枢电流 的方向与电动状态时的 方向相反,对应的电磁转矩 与 方向相反,为制动性质,电机处于制动状态。制动运行时，电机靠生产机械的惯性力的拖动而发电，将生产机械储存的动能转换成电能，消耗在电阻上，直到电机停止转动。23.5.1 能耗制动能耗制动时的机械特性为：电动机状态工作点制动瞬间工作点制动过程工作段电动机拖动反抗性负载，电机停转。若电动机带位能性负载,稳定工作点电动制动23.5.1 能耗制动 但制动电阻越小，制动电流越大。选择制动电阻的原则是 能耗制动操作简单,但随着转速下降,电动势减小,制动电流和制动转矩也随着减小,制动
24、效果变差。若为了尽快停转电机,可在转速下降到一定程度时,切除一部分制动电阻,增大制动转矩。改变制动电阻 的大小可以改变能耗制动特性曲线的斜率,从而可以改变制动转矩及下放负载的稳定速度。越小,特性曲线的斜率越小,起始制动转矩越大,而下放负载的速度越小。即：其中 为制动瞬间的电枢电动势。23.5.2 反接制动 电压反接制动时接线如图所示。一、电压反接制动 开关S投向“电动”侧时，电枢接正极电压，电机处于电动状态。进行制动时，开关投向“制动”侧，电枢回路串入制动电阻 后，接上极性相反的电源电压，电枢回路内产生反向电流：反向的电枢电流产生反向的电磁转矩，从而产生很强的制动作用电压反接制动。电动制动23
25、.5 他励直流电动机的制动23.5.2 反接制动一、电压反接制动机械特性为：工作点变化为：。制动过程中,、均为负，而 、为正。,表明电机从电源吸收电功率；,表明电机从轴上吸收机械功率;,表明轴上输入的机械功率转变为电枢回路电功率。可见,反接制动时,从电源输入的电功率和从轴上输入的机械功率转变成的电功率一起消耗在电枢回路电阻上。23.5 他励直流电动机的制动23.5.2 反接制动二、倒拉反转反接制动倒拉反转反接制动只适用于位能性恒转矩负载。电枢回路串入较大电阻 后特性曲线正向电动状态提升重物(A点)负载作用下电机反向旋转(下放重物)电机以稳定的转速下放重物D点2.5 他励直流电动机的制动23.5
26、.2 反接制动第二章 直流电动机的电力拖动二、倒拉反转反接制动 倒拉反转反接制动时的机械特性方程就是电动状态时电枢串电阻时的人为特性方程。由于串入电阻很大，有 倒拉反转反接制动时的机械特性曲线就是电动状态时电枢串电阻时的人为特性在第四象限的部分。倒拉反转反接制动时的能量关系和电压反接制动时相同。23.5 他励直流电动机的制动23.5.3 回馈制动 回馈制动时的机械特性方程与电动状态时相同。电动状态下运行的电动机，在某种条件下会出现 情况，此时 ，反向，反向，由驱动变为制动。从能量方向看，电机处于发电状态回馈制动状态。稳定运行有两种情况:当电车下坡时，运行转速可能超过理想空载转速,进入第二象限电
27、压反接制动带位能性负载进入第四象限23.5 他励直流电动机的制动23.5.3 回馈制动 发生在动态过程中的回馈制动过程有以下两种情况1、降压调速时产生的回馈制动制动过程为 段。2、增磁调速时产生的回馈制动制动过程为 段。回馈制动时由于有功功率回馈到电网，因此与能耗和反接制动相比，回馈制动是比较经济的。直流发电机直流发电机直流发电机的励磁方式可以是他励、并励和复励。直流发电机的励磁方式可以是他励、并励和复励。以并励为例推导直流发电机的基本方程式。以并励为例推导直流发电机的基本方程式。各物理量正方向的规定：各物理量正方向的规定：电枢电动势电枢电动势EaEa与电流与电流IaIa方向一致；方向一致；电
28、磁转矩电磁转矩TemTem与转速与转速n n方向相反，方向相反，为制动转矩。为制动转矩。掌握并励发电机的自励条件、掌握并励发电机的自励条件、基本方程式和工作特性。基本方程式和工作特性。并励发电机的自励条件并励发电机的自励条件“自励发电机自励发电机”，I If f1 15 5I IN N并励并励发电发电机空机空载时载时，电电机端机端电压电压与励磁与励磁电电流流的关系的关系,称称为发电为发电机空机空载载特性特性 空载时空载时是一条直线是一条直线 称该直线为励磁回路电阻线（场阻线）。称该直线为励磁回路电阻线（场阻线）。IfU0(1)(1)空载特性空载特性空载时，空载时，n n等于常数等于常数空载特性
29、实质即为磁滞回线空载特性实质即为磁滞回线的下降线，有剩磁的下降线，有剩磁r,有相应有相应的剩磁电压的剩磁电压r调节调节rjIf单调增长单调增长U=1.11.3 UNIf单调减小至单调减小至0空载特性测试方法：空载特性测试方法：自励特征自励特征发电机自励时的稳定点为励磁回路伏安特性曲线与空载特性的发电机自励时的稳定点为励磁回路伏安特性曲线与空载特性的交点。交点。123P增大励磁回路的增大励磁回路的总电总电阻阻则电则电阻阻线线的斜率将增大的斜率将增大 励磁回路的电阻与空载特性相切励磁回路的电阻与空载特性相切而无确定的交点，故电机将没有而无确定的交点，故电机将没有稳定的工作点。此时的励磁回路的稳定的
30、工作点。此时的励磁回路的电阻称为发电机自励时的励磁临界电阻称为发电机自励时的励磁临界电阻，电阻，当励磁回路电阻高于临界电阻时，当励磁回路电阻高于临界电阻时，空载电压极低空载电压极低，与剩磁电压与剩磁电压r差不多差不多自励特征同一台发电机临界电阻同一台发电机临界电阻的大小与发电机的转速的大小与发电机的转速有关有关转速越高，转速越高，临界电阻越大临界电阻越大自励的条件自励的条件（1）电机必须有剩磁。）电机必须有剩磁。可通过可通过“充磁充磁”（2）励磁绕组的接线与电枢旋转方向必须正确配合，）励磁绕组的接线与电枢旋转方向必须正确配合，使励磁电流产生的磁场方向与剩磁方向一致使励磁电流产生的磁场方向与剩磁
31、方向一致（3）励磁回路的电阻应小于与电机转速相对应的）励磁回路的电阻应小于与电机转速相对应的临界电阻。临界电阻。一、基本方程式（1）电势平衡式电枢回路：Ea U正、负一对电刷与向器之间的接触电阻压降。约为励磁回路：EaU 一、基本方程式（2）转矩平衡式10em1：输入转矩;0:空载制动转矩（3）功率平衡式方向与n相反功率平衡式功率平衡式P1：输入功率：输入功率;p0：空载损耗功率：空载损耗功率;Pem：电磁功率：电磁功率电磁功率电磁功率P Pemem：这是发电机这是发电机电枢产生的总电功率电枢产生的总电功率。也是原动机为克服制动作用的电磁转矩也是原动机为克服制动作用的电磁转矩所需要输入到发电机
32、的机械功率。所需要输入到发电机的机械功率。是原动机输入到发电机的机械功率被转换成发电机输出的电功率是原动机输入到发电机的机械功率被转换成发电机输出的电功率功率平衡式功率平衡式空载损耗功率空载损耗功率p p0 0：pmec：机械损耗：机械损耗;pFe:铁心损铁心损耗；耗；pad：附加损耗附加损耗并励发电机并励发电机 他励发电机他励发电机 并励发电机总损耗并励发电机总损耗 发电机电枢回路内电阻总损耗发电机电枢回路内电阻总损耗 功率和效率功率平衡式：效率：10kW以下 二、二、发电机的运行特性发电机的运行特性直流发电机的四个基本物理量：直流发电机的四个基本物理量：U、I、If、n。（。（n由原动机拖
33、由原动机拖动，保持不变）动，保持不变）运行特性运行特性：在：在U、I、If 之间，保证其中一个量不变，另外两个物之间，保证其中一个量不变，另外两个物理量之间的函数关系。理量之间的函数关系。主要特性：主要特性：（1）n n常数，常数，I I常数，常数，U Uf f（I If f）；负载特性；负载特性（2）n n常数，常数，R Rf f常数，常数，U Uf f（I I）；外特性；外特性（3）n n常数，常数，U U常数，常数，I If ff f（I I）；调节特性；调节特性(1)(1)空载特性空载特性负载特性负载特性u uf(If(If f)在负载电流在负载电流I I0 0时，时，即为即为空载特性
34、空载特性。空载时，空载时，n n等于常数等于常数空载特性实质即为磁滞回线空载特性实质即为磁滞回线的下降线的下降线If空载特性空载特性 Uof（If）空载特性可以通过实验的手段得到。空载特性可以通过实验的手段得到。调节调节rIf单调增长单调增长U=1.11.3 UNIf单调减小至单调减小至0If反向单调增长反向单调增长U=（1.11.3）UNIf单调减小至单调减小至0UfGAVrIU外特性外特性 Rf常数，常数，U Uf f（I I）他励他励外特性也可以通过实验的手段得到外特性也可以通过实验的手段得到:调节调节R RL LI I从零增至额定值从零增至额定值1 他励他励12 并励并励2n n不变不
35、变I If f不变不变GAVrRL电枢回路的总电阻压降；电枢回路的总电阻压降；电枢反应的去磁作用；电枢反应的去磁作用；IU外特性外特性 U Uf f（I I）并并励励调节调节R RL L1 他励他励12 并励并励2电枢回路的总电阻压降；电枢回路的总电阻压降；电枢反应的去磁作用；电枢反应的去磁作用；端电压下降致使励磁电流减小。端电压下降致使励磁电流减小。当端电压较高时，当端电压较高时，电机磁路处在较饱和区，电机磁路处在较饱和区，励磁电流的变化对感应电势的影响不大励磁电流的变化对感应电势的影响不大 当发电机进入低饱和以至不饱和区当发电机进入低饱和以至不饱和区 f的减小使的减小使U降低很快，从而导降
36、低很快，从而导I反而减小反而减小 Rf常数常数电压调整率电压调整率n从空载到负载，电压下降的程度由电压变化率来表示。从空载到负载，电压下降的程度由电压变化率来表示。U U0 0是空载时的端电压，是空载时的端电压，一般他励直流发电机的电压一般他励直流发电机的电压变化率约为变化率约为5 510%10%。IIf调整特性调整特性 I If ff(I)f(I)转速一定，负载电流变化时，为维持他励直流发电转速一定，负载电流变化时，为维持他励直流发电机的端电压不变，需要调节励磁电流。负载电流增机的端电压不变，需要调节励磁电流。负载电流增大，励磁电流也增大。大，励磁电流也增大。I=II=IN N,U=U,U=UN N 时的时的I If f，称为额，称为额定励磁电流。定励磁电流。INIfN外特性和调整特性的特点小结外特性和调整特性的特点小结并励发电机的外特性并励发电机的外特性 U=f(I)U=f(I)与他励相比，根据与他励相比，根据有几个特点：有几个特点：(1)负载增大时，负载增大时，端电压下降较快；端电压下降较快；(2)外特性有拐弯现象外特性有拐弯现象;调整特性与他励发电机相似。调整特性与他励发电机相似。复励直流发电机1此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢