激光设备控制技术教材——第一章第三节讲解_第1页
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文档简介

1、第二节直流发电机目前，直流发电机的生产已经很少，它最终必将被体积小、效率高、成本低、使用维 护方便的整流电源代替。本节重点分析并励直流发电机的基本方程式，简要介绍他励直流发电机的运行特性。一、直流发电机的基本方程式直流发电机的基本方程式是了解和分析直流发电机性能的主要方法和重要手段，直流发电机的基本方程式包括电动势平衡方程式、转矩平衡方程式、功率平衡方程式等。图1-13为并励直流发电机的工作原理图，以它为例分析电动势、转矩和功率基本方程式。图1-13并励发电机电枢回路与励磁回路电路并励直流发电机由于不需要其他电源供电，可利用其本身的剩磁建立稳定的电压，该 过程称为自励过程。要形成自励，必须具备

2、三个条件： 并励直流发电机的主磁极要有剩磁； 励磁电流产生的磁场方向必须与剩磁方向一致； 励磁回路的电阻必须小于临界电阻。1. 电动势平衡方程式并励直流发电机中有两个电流回路：励磁回路和电枢回路。 下面主要分析电枢回路的电压、电流以及电动势之间的关系。直流并励发电机通过原动机转起来后，电枢导体切割主磁场，产生电枢电动势Ea,在发电机中，此电动势的方向与电枢电流Ia的方向相同。电枢电动势Ea除了提供电枢内阻压降laR,外，主要给负载 Rx提供端电压U。列出电动势平衡方程式如下：Ea = U laRa( 1_8 )2. 转矩平衡方程式直流发电机正常工作时， 作用在轴上的转矩有三个： 一个是原动机输

3、入给发电机的驱动 转矩T1; 一个是电磁转矩 T,方向与转速n方向相反，为制动性质转矩；还有一个是发电机 空载损耗形成的转矩To,也是发电机空载运行时的制动转矩。稳态运行时，直流发电机中驱动性质的转矩总是等于制动性质的转矩，据此可得转矩平衡方程式：T( =T +T0(1-9 )3. 功率平衡方程式直流发电机要满足能量守恒原则，输入功率P1、输出功率 P2和损耗功率V P的关系应有功率平衡方程式：p = F2 +E p(1-10)另外，电磁功率与电磁转矩的计算公式有:(1-11 )(1-12)二 EaJ9.55 nN二、直流发电机的运行特性直流发电机运行时转速一般保持为额定值，这时端电压U、负载电流I、励磁电流If三个物理量中一个保持不变， 另外两个量之间的关系就构成发电机的一种运行特性，包括空载特性、外特性和调节特性。下面以他励直流发电机为例进行分析。1.空载特性当n=常数且 匸0时，U=f(lf)即是空载特性，如图 1-14所示。空载特性可通过空载实验 或磁路计算求得，其曲线的形状与空载磁化特性曲线相同。3#2.外特性外特性指当n=常数且lf=常数(或励磁回路总电阻Rf=常数)时，U=f(l)，如图1-15所示。由于U = Ea -laRa二Cj：门-匚农，而会随着la的变化而变化，他励直流发电机的外特性曲线略微下垂。气L励直滦发电机的' 外特性曲线是一条 略

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