第2章--直流电机运行特性12

1、第第2 章章直流电机的运行特性直流电机的运行特性 本章主要教学内容 1. 直流发电机的运行原理 2. 直流电动机的运行原理 3. 直流电动机的机械特性 4. 串励和复励直流电动机(选学） 2.1.1直流发电机的基本方程式 电压平衡方程式、转矩平衡方程式及功率平衡方程式。 并励直流发电机惯例 1.电压平衡方程式 Ra Rf IN= 参见P27 .swf .swf 可见，发电机把机械能转换成电能 并励直流发电机功率流图 直流发电机效率： 注意：此图是带负载后的功率流程图 =PN 直流发电机的运行特性指发电机的电枢端电压、励 磁电流、负载电流I或电枢电流Ia这三个基本物理量之间 的关系,即保持其中一

2、个量不变，只研究其余两个量之 间的关系就构成了一种运行特性。我们只研究端电压U 的特性。 下面就其加以介绍。 条件：转速nN不变，研究U、I、If 。 2.1.2 直流发电机的运行特性 当nN = C 、I =0时、U0=f(If) 的关系曲线称为空载特 性。它表明直流发电机空载运行时，空载端电压与励磁电 流的关系。 当发电机励磁绕组中有励磁电流If时，每极磁通为 ，设电枢电动势为E ，那么，电枢端电压U0=E Ce n ，由于Ce 、 n 不变，所以E 与 成正比，而励磁 磁动势F f 与If 成正比，所以空载特性U0=f(If) 与电机空载磁 化特性 = f(If)的曲线相似 因为磁路中有

3、磁滞现象，所以改变If的方向所测得的正 反空载特性有所不同，以般都用它们的平均空载特性。 空载特性曲线空载特性曲线 （1）空载运行特性（如右图） 1、空载运行空载运行P29 (2)并励和复励直流发电机空载电压的建立 。 并励发电机接线图 自励分析曲线 并励和 复励直流发 电机都是自 励发电机， 可不需要外 部直流电源 供给励磁电 流即称之为 自励电机 简单分析：简单分析： 并励和复励直流发电机都是自励发电机，其空载电压的建立不需要外部 直流电源供给励磁电流，这种自励发电机的运行首先是在空载时建立电压（即 所谓自励），然后才能加上负载，下面以并励直流发电机为例发电机的空载自 励 接线如上面的图所

4、示，图中刀开关S打开，电机处于空载状态为使并励 发电机能建立电压，电机内部必须有剩磁当电机旋转时，由于剩磁产生一个 不大的剩磁电动势，即自励分析曲线中的Eor . 如果励磁绕组与电枢端并联的极性正确，使得励磁绕组中通过的电流所建立 的磁动势与剩磁磁动势方向一致，则气隙磁场得以加强，电枢电动势增大，励 磁电流进一步增大，这样电压就建立起来了但电压最后稳定到何值，要进行 具体分析，参照上页的并结合自励分析曲线，满足空载特性的方程： 1）从磁路关系考虑， U0=f(If) （） 2）从电路关系考虑， U0=RfIf, （） 而满足（ （）和（）两式的交点A为并励发电机自励建立电压后的电压稳定点， 可见并励直流发电机必须满足自励电压条件。 即U=f(Ia) 分析参见P30 即If=f(I)P30 即 =f(I)关系P30 2.2 直流电动机的运行原理 .swf 可见，电动机把电能转换成机械能 关于图形上翘参见关于图形上翘参见P35解释解释 2.3 直流电动机