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1、第五篇第五篇 直流电机直流电机 上海交通大学 周顺荣周顺荣 第二十二章第二十二章 直流发电机直流发电机 第一节第一节 并励发电机的电压建立并励发电机的电压建立 并励发电机的电压建立并励发电机的电压建立（22-1）（22-2）并励发电机的自励条件并励发电机的自励条件 1.1.并并励励发发电电机机必必须须有有剩剩磁磁存存在在。对对于于无无剩剩磁磁的的电电机机，可可用用外外接接直直流流电电源源向向励励磁磁绕绕组充磁建立以产生剩磁；组充磁建立以产生剩磁；2.2.由由剩剩磁磁电电压压产产生生励励磁磁电电流流所所建建立立的的磁磁场场必必须须与与剩剩磁磁磁磁场场方方向向一一致致。这这可可通通过过调调整励磁绕
2、组两联接端来满足；整励磁绕组两联接端来满足；3 3励磁回路电阻励磁回路电阻Rf必须小于临界电阻必须小于临界电阻Rfcr。第二节第二节 直流发电机的基本方程式直流发电机的基本方程式 一、电势平衡方程式一、电势平衡方程式 其中其中,电枢回路内电阻压降电枢回路内电阻压降 枢路枢路 场路场路 节点节点 I Ia a=I+I=I+If f 二、功率平衡方程式二、功率平衡方程式 电磁功率电磁功率（22-7）发电机电枢输出的电功率发电机电枢输出的电功率 则则 （22-8）又又 （22-9）（22-12）（22-10）（22-11）三、转矩平衡方程式三、转矩平衡方程式 四、效率四、效率（22-13）（22-1
3、4）第三节第三节 直流发电机的工作特性直流发电机的工作特性 一、他励发电机的工作特性一、他励发电机的工作特性 1.空空载特性载特性U0=f(If)图图22-5 22-5 他励发电机他励发电机的空载特性的空载特性 2.负载特性负载特性U=f(If)在同一励磁电流在同一励磁电流If1下，两条特性曲线下，两条特性曲线对应的电机端电压不相等。这是因为：对应的电机端电压不相等。这是因为：（1）负载后存在电枢反应去磁）负载后存在电枢反应去磁(或助磁或助磁)作用；作用；（2）电枢回路总电阻引起电压降。）电枢回路总电阻引起电压降。3外特性外特性 U=f(I)（22-15）电压调整率电压调整率 负载增加引起电机
4、端电压下降的原因：负载增加引起电机端电压下降的原因：（1 1）负载后存在电枢反应去磁）负载后存在电枢反应去磁 作用；作用；（2 2）电枢回路总电阻引起电压降）电枢回路总电阻引起电压降。4调节特性调节特性If=f(I)调节特性曲随负载电流增大而向上翘。调节特性曲随负载电流增大而向上翘。其原因是负载电流增大时，要保持端电压其原因是负载电流增大时，要保持端电压不变，就必须增大励磁电流，以补偿电阻不变，就必须增大励磁电流，以补偿电阻压降和电枢反应的去磁作用。压降和电枢反应的去磁作用。二、并励发电机的外特性二、并励发电机的外特性 并励发电机的端电压下降较他励发电机并励发电机的端电压下降较他励发电机来得大
5、。这是因为由负载电流引起端电压下降来得大。这是因为由负载电流引起端电压下降的原因有三：的原因有三：（1 1）电枢回路的总电阻压降；）电枢回路的总电阻压降；（2 2）电枢反应的去磁作用；）电枢反应的去磁作用；（3 3）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。三、复励发电机的工作特性三、复励发电机的工作特性 当串励绕组与并励绕组的磁场是相加时，称为当串励绕组与并励绕组的磁场是相加时，称为积复励积复励；反之，；反之，称为称为差复励差复励。在积复励发电机中，并励绕组起主要作用，以。在积复励发电机中，并励绕组起主要作用，以保证空载时能产生额定电压，串励绕组则用来补偿负载时电保证空载时能
6、产生额定电压，串励绕组则用来补偿负载时电枢回路的电阻压降及电枢反应的去磁作用。若额定负载时端枢回路的电阻压降及电枢反应的去磁作用。若额定负载时端电压仍保持额定电压，则称电压仍保持额定电压，则称平复励平复励；若额定负载时端电压因；若额定负载时端电压因串励绕组过度补偿而高于额定电压，则称串励绕组过度补偿而高于额定电压，则称过复励过复励；反之，称；反之，称欠复励欠复励。在差复励发电机中，由于负载时串励绕组的磁势使。在差复励发电机中，由于负载时串励绕组的磁势使电机的气隙磁通和电势进一步减小，所以其外特性急剧下降，电机的气隙磁通和电势进一步减小，所以其外特性急剧下降，可作为恒电流电源使用，如直流电焊发电机。可作为恒电流电源使用，如直流电焊发电机。复励发电机的外特性复励发电机的外特性 复励发电机的调节特性复励发电机的调节特性