电机学第三章直流电机ppt课件.ppt

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1、第第3章章 直流电机直流电机3.6 直流发电机的运行特性直流发电机的运行特性运行特性运行特性：直流电机正常运行时外部各可测物理量之直流电机正常运行时外部各可测物理量之间的变化关系。间的变化关系。转速转速 n=const端电压端电压 U负载电流负载电流 I励磁电流励磁电流 If特性曲线：特性曲线：外特性外特性 U=f(I)，If=const负载特性负载特性 U=f(If)，I=const调整特性调整特性 If=f(I)，U=const第第3章章 直流电机直流电机一、他励发电机的运行特性一、他励发电机的运行特性UfRfEaUIfIal 当当 n=nN=const，I =0时时 )(fIfU 1.

2、空载特性空载特性第第3章章 直流电机直流电机空载特性曲线上升分支空载特性曲线上升分支空载特性曲线下降分支空载特性曲线下降分支平均空载特性曲线平均空载特性曲线UfI 空载时空载时 U0 = Ea 空载特性实质上就是空载特性实质上就是 Ea If 与磁化特性曲线相同与磁化特性曲线相同)(0fIfU第第3章章 直流电机直流电机2.负载特性负载特性l 当当 n=nN=const，I =const时时 If0UUrI1=0 I = 0 时即为空载特性时即为空载特性 一般规律：一般规律：I 则则 U 一般有剩磁电压一般有剩磁电压 UrI2 I1I3I2)(fIfU 第第3章章 直流电机直流电机3.外特性外

3、特性l 当当 n=nN=const，If = IfN=const时时 )(IfU I0UU0UNeaaUCnI R不饱和不饱和饱和饱和 端电压下降原因端电压下降原因 电枢反应去磁电枢反应去磁 电枢电阻压降电枢电阻压降电压调整率：电压调整率： 额定负载（额定负载（ U= UN， I= IN ）过渡到空载（过渡到空载（ U= U0， I= 0 ）时的）时的电压变化率。电压变化率。%1000NNUUUUIN第第3章章 直流电机直流电机4.调整特性调整特性l 当当 n=nN=const，U= UN=const时时 )(IfIf0IfIfNIIN 规律：规律： - 负载增大时，电枢反应及电枢负载增大时，

4、电枢反应及电枢 电阻压降都增大电阻压降都增大 - 若要端电压保持不变，励磁电若要端电压保持不变，励磁电 流必须增大流必须增大第第3章章 直流电机直流电机4.效率特性效率特性l 当当 n=nN=const，U= UN=const时时 )(2PfP2效率效率 一般在一般在 7090% 存在最大效率存在最大效率%10011PpP第第3章章 直流电机直流电机二、并励发电机的自励和外特性二、并励发电机的自励和外特性1. 励磁问题的特殊性励磁问题的特殊性RfEaUIfIaI- 励磁电压由发电机本身的端电压提供励磁电压由发电机本身的端电压提供 Uf = U, 应该先有电压应该先有电压- 端电压是在励磁电流作

5、用下建立的端电压是在励磁电流作用下建立的 U=Ea-IaRa, 应该先有励磁应该先有励磁- 并励发电机建立电压的过程称为自励过程并励发电机建立电压的过程称为自励过程- 必须满足一定的条件必须满足一定的条件第第3章章 直流电机直流电机2.自励过程自励过程If0UUr- 发电机转子被拖动发电机转子被拖动- 发电机要有剩磁发电机要有剩磁Ur- A点：点：Ur 产生励磁电流产生励磁电流- B点：产生空载电压点：产生空载电压- C点：再产生励磁电流点：再产生励磁电流- D点：点：- 最后：唯一交点最后：唯一交点（If0，U0）U0If0励磁电阻线励磁电阻线空载特性空载特性ABCD第第3章章 直流电机直流

6、电机0UUrU0IfIf0临界电阻线临界电阻线3.自励条件自励条件 电机的主磁路有剩磁电机的主磁路有剩磁 - 否则不能开始发电过程否则不能开始发电过程 励磁回路的总电阻小于励磁回路的总电阻小于 临界电阻临界电阻 - 临界电阻必须合适临界电阻必须合适 - 不能太大，太小，相切不能太大，太小，相切 励磁绕组连接极性要正确励磁绕组连接极性要正确 - 要形成正反馈要形成正反馈第第3章章 直流电机直流电机4.外特性外特性l 当当 n=nN=const，Rf=const时时 )(IfU 0UU0UNIINIcraaeRInCU他励式他励式并励式并励式 趋势：趋势： IU，且下降更多，且下降更多 特点特点

7、- 端电压下降较快端电压下降较快 - 有拐弯现象有拐弯现象 - 稳态短路电流很小稳态短路电流很小第第3章章 直流电机直流电机三、复励发电机的外特性三、复励发电机的外特性1. 励磁绕组特点励磁绕组特点RfEaUIfIaI - 装有两个励磁绕组装有两个励磁绕组 - 并励：匝数多，电流小，为主并励：匝数多，电流小，为主 - 串励：匝数少，电流大，为辅串励：匝数少，电流大，为辅 第第3章章 直流电机直流电机2.特性特性I0UUNIN差差平复励平复励欠复励欠复励过复励过复励复励式复励式积复励（相加）积复励（相加）平复励平复励差复励（相减）差复励（相减）欠复励欠复励过复励过复励 平复励：平复励： - 用串

8、励磁势补偿电阻压降和用串励磁势补偿电阻压降和电枢反应电枢反应第第3章章 直流电机直流电机3.7 直流电动机的运行特性直流电动机的运行特性一、并励电动机的运行特性一、并励电动机的运行特性 工作特性定义工作特性定义: 直流电动机，当直流电动机，当U=UN=const、If=IfN=const时，n、Tem、随随P2 的变化规律的变化规律。 一般认为一般认为aIP 21.转速特性转速特性aaaRIEUnCEeaaaeaeNkInICRCUn0RfEaUIfIaI第第3章章 直流电机直流电机nn0P2转速调整率：转速调整率： 空载转速与额定转速之差与空载转速与额定转速之差与额定转速的比值。额定转速的比

9、值。%1000NNnnnn 转速略微下降转速略微下降0第第3章章 直流电机直流电机2.转矩特性转矩特性0202TPTTTem 若若 n=const，则，则 T2 稍微上翘稍微上翘 Tem稍微上翘稍微上翘TemP20TemT2T022PT 第第3章章 直流电机直流电机3.效率特性效率特性P2效率效率 %10011PpP 空载损耗为不变损耗，不随负空载损耗为不变损耗，不随负载变化载变化 负载电流较小时效率较低负载电流较小时效率较低 负载电流增大，效率也增大负载电流增大，效率也增大 负载电流很大时，铜损特大，负载电流很大时，铜损特大，效率减小效率减小 必然存在最大点必然存在最大点第第3章章 直流电机

10、直流电机4.并励电动机运行特性并励电动机运行特性 结论：结论：0 可能性：可能性： - 负载很小，负载很小，n n0 ，飞车，飞车 - 负载很大，负载很大，Ia ，烧坏电机烧坏电机 eNCUn 0aTemICT第第3章章 直流电机直流电机5.并励电动机机械特性并励电动机机械特性 特点：特点： - 特性为线性特性为线性 - 转速下降与转速下降与 Ra 有关有关 - 硬特性硬特性aaaRIEUnCEeaaTemICTemteaeTCCRCUn2nn0Tem0第第3章章 直流电机直流电机二、串励电动机的运行特性二、串励电动机的运行特性RfEaUI1.转速特性转速特性IkIkfff)()(faefaa

11、RRInCRRIEU第第3章章 直流电机直流电机nI转速调整率：转速调整率：%1004/1NNnnnn0efaCRRIUn)(IkCRRIUfefa)(fefafekCRRIkCU)(14/1n- 输出输出1/4额定功率时电动机的转速额定功率时电动机的转速第第3章章 直流电机直流电机2.转矩特性转矩特性TemI0ICTTem不饱和时，不饱和时，22IIKCTfTem饱和时，饱和时，constIICTTem第第3章章 直流电机直流电机3.串励电动机运行特点串励电动机运行特点（2）自适应特性）自适应特性 - 负载很大时负载很大时 n，使，使T，维，维持持P2输出输出 - 负载减小时负载减小时 T则自动则自动 n（1）不允许空载运行！）不允许空载运行！ - 空载空载T0，Ia 0，0 - 飞车飞车I0Temn第第3章章 直流电机直流电机