《直流发电机》PPT课件.ppt

电电 机机 学学主讲教师：阎治安 第第 3 3 章章 直流发电机直流发电机(DC Generator)内内 容容 简简 介介本章介绍直流发电机的本章介绍直流发电机的特性特性。发电机的转速由原动机决定，一般认为转速恒定。发电机的转速由原动机决定，一般认为转速恒定。除转速除转速n外，发电机的外部可测量出外，发电机的外部可测量出3 3个电量，即个电量，即端电压端电压U、负负载电流载电流 I 和和励磁电流励磁电流 If 。当发电机当发电机正常稳态运行正常稳态运行时，时，3 3个物理量中个物理量中1 1个保持不变，另外个保持不变，另外2 2个之间的关系称为直流发电机的个之间的关系称为直流发电机的特性特性。不同不同励磁方式励磁方式的发电机，其运行特性有所不同，本章将分别的发电机，其运行特性有所不同，本章将分别讨论之。讨论之。1电电 机机 学学主讲教师：阎治安 3-1他励他励直流发电机的特性直流发电机的特性 他励发电机励磁回路与电枢回路互不连接，励磁电流不随负载电流的变化而改变。他励式直流发电机他励式直流发电机nrf2电电 机机 学学主讲教师：阎治安 一、开路特性一、开路特性U0=f(If)改变励磁电流，改变励磁电流，结论：经过一定比例转换后，结论：经过一定比例转换后，开路特性开路特性U0=f(If)曲线曲线与电机的与电机的磁化曲线磁化曲线=f(Ff)形状完全相同。形状完全相同。一般电机的一般电机的工作点工作点位于开位于开路特性上曲线开始弯曲的路特性上曲线开始弯曲的膝点膝点附近。据此可以判断附近。据此可以判断电机的电机的饱和饱和程度。程度。气隙线开路特性3电电 机机 学学主讲教师：阎治安 二、外特性二、外特性U=f(I)改变负载后，改变负载后，电压调整率电压调整率：从空载到满载电压变化：从空载到满载电压变化的程度。的程度。一般他励直流发电机一般他励直流发电机负载电流增加时负载电流增加时,两种因素引起端电压下两种因素引起端电压下降：即降：即电阻压降电阻压降和电枢磁势的和电枢磁势的去磁效应去磁效应增增大大,外特性外特性U=f(I)是略微下垂的曲线。是略微下垂的曲线。4电电 机机 学学主讲教师：阎治安 三、调整特性三、调整特性 If=f(I)改变负载后，负载电流增加时，有两种因素引起端电负载电流增加时，有两种因素引起端电压下降。为了维持端电压不变，励磁电压下降。为了维持端电压不变，励磁电流应该略微增大。流应该略微增大。5电电 机机 学学主讲教师：阎治安 3-2并励并励直流发电机的特性直流发电机的特性 一、建压一、建压过程过程及建压及建压条件条件 自励自励：励磁绕阻励磁绕阻并接于并接于电枢绕组电枢绕组两两端，由发电机本身的端，由发电机本身的端电压端电压提供提供励励磁磁，必须具备一定的条件才可。必须具备一定的条件才可。并并励发电机由初始的励发电机由初始的U=0U=0到正常运行时到正常运行时的的U U值，有一个自己建立电压的过程，值，有一个自己建立电压的过程，这一过程称为这一过程称为自励过程。自励过程。电机的主磁极通常总有电机的主磁极通常总有剩磁剩磁存在。存在。原动机拖动转子旋转，电枢绕组切割原动机拖动转子旋转，电枢绕组切割剩磁场剩磁场，产生一个不大的，产生一个不大的剩磁感应剩磁感应电势电势，加到，加到励磁绕组励磁绕组将产生一个不大的将产生一个不大的励磁电流励磁电流。励磁电流产生的励磁电流产生的磁势磁势若与若与剩磁剩磁同方向，相互加强，会建立起稳定电压。同方向，相互加强，会建立起稳定电压。建压时的励磁回路总电阻应小于临界电阻值。建压时的励磁回路总电阻应小于临界电阻值。6电电 机机 学学主讲教师：阎治安 稳定点稳定点：以上两条曲线的交点。：以上两条曲线的交点。建压建压临界电阻临界电阻：场阻线场阻线与与空载特性曲线空载特性曲线相切时对应的励磁回路电阻。相切时对应的励磁回路电阻。建压条件：建压条件：1.1.电机内部要有电机内部要有剩磁；剩磁；2.2.励磁绕组与电枢绕组励磁绕组与电枢绕组并接正确；并接正确；3.3.励磁回路总电阻应小励磁回路总电阻应小于建压时的于建压时的临界电阻临界电阻。7电电 机机 学学主讲教师：阎治安 二、开路特性二、开路特性U0=f(If)v并励发电机的并励发电机的励磁电流励磁电流很小，只占很小，只占额定电流额定电流的（的（13）%。v这样微小的电流在电枢绕组中引起的这样微小的电流在电枢绕组中引起的电压降和电枢反应的影响电压降和电枢反应的影响很小，很小，可以忽略不计。所以并励发电机的开路电压也就是电枢中的可以忽略不计。所以并励发电机的开路电压也就是电枢中的感应电势感应电势。v并励发电机的开路特性曲线与他励时相同，一般试验时接成他励方并励发电机的开路特性曲线与他励时相同，一般试验时接成他励方式即可。式即可。8电电 机机 学学主讲教师：阎治安 三、外特性三、外特性U=f(I)引起引起端电压随负载电流端电压随负载电流增加而下降的因素：增加而下降的因素：v电阻电阻Ra上的上的压降；压降；v电枢反应的电枢反应的去磁作用；去磁作用；v以上以上2因素引起因素引起励磁电流的进一步励磁电流的进一步减少。减少。从而导致端电压再下降。从而导致端电压再下降。一般电压调整率为：一般电压调整率为：U=（1030）%。他励他励并励发电机并励发电机9电电 机机 学学主讲教师：阎治安 3-3复励复励直流发电机的特性直流发电机的特性 v复励发电机有两个励磁绕组即复励发电机有两个励磁绕组即串励串励和和并励绕组并励绕组。v如果串励与并励绕组的磁势方向相同如果串励与并励绕组的磁势方向相同,则称为则称为加复励加复励（或叫（或叫积复励）积复励）,反之为反之为差复励差复励（或叫减复励）。（或叫减复励）。一、开路特性一、开路特性U0=f(If)v开路时串励绕组不起作用，开路时串励绕组不起作用，则其开路特性同并励发电机则其开路特性同并励发电机的开路特性。的开路特性。v 10电电 机机 学学主讲教师：阎治安 二、外特性二、外特性U=f(I)负载时，串励绕组产生磁势将影响负载时，串励绕组产生磁势将影响主磁通主磁通的大小和电机性能。的大小和电机性能。v对加复励发电机来说对加复励发电机来说串励磁势串励磁势起起增磁增磁作用即作用即升压作用升压作用，而电阻，而电阻压降压降和电枢和电枢反应的反应的去磁去磁作用起作用起降压作用降压作用，二者的相对影响强弱会决定发电机的外特性曲，二者的相对影响强弱会决定发电机的外特性曲线形状。线形状。v1、若串励作用适当，在额定电流时若串励作用适当，在额定电流时端电压端电压等于等于额定电压，额定电压，则为则为平复励平复励。v2、串励补偿作用较强，在额定电流时串励补偿作用较强，在额定电流时端电压端电压超超过额定电压，过额定电压，为为过复励过复励。v3、串励的作用较弱，在额定电流时串励的作用较弱，在额定电流时端电压端电压小于小于额定电压，额定电压，则为则为欠复励欠复励。注：以上1、2、3、均为加复励！v4、差复励发电机差复励发电机的串励为一个的串励为一个去磁去磁磁势，磁势，则负载增大时则负载增大时端电压端电压迅速迅速下降下降。本章作业：本章作业：p36题题21;p43题题3-2 213411电电 机机 学学主讲教师：阎治安 本本章章小小结结 v主要分析了他励、并励、复励式直流发电机主要分析了他励、并励、复励式直流发电机空载特性空载特性、外特性外特性。v着重讨论了着重讨论了并励直流发电机并励直流发电机的的电压建立条件电压建立条件，他励和并励式直流发电机的外特性曲线随负载他励和并励式直流发电机的外特性曲线随负载电流增加而下降的原因及其区别。重点是：电流增加而下降的原因及其区别。重点是：1并励直流发电机的并励直流发电机的建压条件建压条件；2并励式直流发电机负载时并励式直流发电机负载时电压随电流增加而下降电压随电流增加而下降的原因。的原因。12