电机学PPT课件-直流发电机.ppt

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。 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：,电枢电动势Ea与电流Ia方向一致； 电磁转矩Tem与转速n方向相反， 为制动转矩。,掌握并励发电机的自励条件、 基本方程式和工作特性。,并励发电机的自励条件,“自励发电机”， If15IN,空载时,是一条直线,称该直线为励磁回路电阻线（场阻线）。,If,U0,(1) 空载特性,空载时，,空载特性实质即为磁滞回线的下降线，有剩磁r,有相应的剩磁电压r,空载特性测试方法：,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交点。,增大励磁回路的总电阻,则电阻线的斜率将增大,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 稳定的工作点。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，,当励磁回路电阻高于临界电阻时， 空载电压极低 ，与剩磁电压r 差不多,自励特征,同一台发电机临界电阻,的大小与发电机的转速有关,转速越高， 临界电阻越大,自励的条件,（1）电机必须有剩磁。 可通过“充磁”,（2）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,（3）励磁回路的电阻应小于与电机转速相对应的临界电阻。,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,10em,1：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,P1：输入功率; p0：空载损耗功率; Pem：电磁功率,电磁功率Pem：,这是发电机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 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,功率平衡式,空载损耗功率p0：,pmec：机械损耗; pFe: 铁心损耗； pad： 附加损耗,并励发电机,他励发电机,并励发电机总损耗,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：,二、 发电机的运行特性,直流发电机的四个基本物理量： U、I、If、n。（n由原动机拖动，保持不变）,运行特性：在U、I、If 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。,主要特性：,（1）n常数， I常数， Uf（If）；负载特性,（2）n常数， Rf常数，Uf（I）；外特性,（3）n常数， U常数，Iff（I）；调节特性,(1) 空载特性,负载特性uf(If)在负载电流I0时， 即为空载特性。,空载时，,空载特性实质即为磁滞回线 的下降线,If,空载特性 Uof（If）,空载特性可以通过实验的手段得到。,外特性 Rf常数，Uf（I）,他励外特性也可以通过实验的手段得到:,调节RL,I从零增至额定值,电枢回路的总电阻压降； 电枢反应的去磁作用；,外特性 Uf（I）,并励调节RL,2 并励,2,电枢回路的总电阻压降； 电枢反应的去磁作用； 端电压下降致使励磁电流减小。,当端电压较高时， 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,当发电机进入低饱和以至不饱和区,f的减小使U降低很快，从而导I反而减小,Rf常数,电压调整率,从空载到负载，电压下降的程度由电压变化率来表示。,U0是空载时的端电压， 一般他励直流发电机的电压变化率约为510%。,调整特性 Iff(I),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。负载电流增大，励磁电流也增大。,I=IN,U=UN 时的If，称为额定励磁电流。,外特性和调整特性的特点小结,并励发电机的外特