第3章 直流电机原理

1、hxp2022-3-5直流电机1第第3 3章章 直流电机原理直流电机原理n直流电机基本结构直流电机基本结构n直流电机基本原理直流电机基本原理n直流电机主要工作特性直流电机主要工作特性hxp2022-3-5直流电机23.1.1 3.1.1 概述概述 直流电机是电机的主要类型之一。一台直流电直流电机是电机的主要类型之一。一台直流电机即可作为机即可作为发电机发电机使用，也可作为使用，也可作为电动机电动机使用。使用。 用作发电机可以获得用作发电机可以获得直流电源直流电源，用作电动机，由，用作电动机，由 于其具有良好的于其具有良好的调速性能调速性能，在许多调速性能要求，在许多调速性能要求 较高的场合，得

2、到广泛使用。较高的场合，得到广泛使用。 hxp2022-3-5直流电机3直流电机的优、缺点直流电机的优、缺点 本章分析直流电机工作原理、结构工作原理、结构及换向等问题，为电力拖动自动控制系统提供元件的基本知识。 直流电动机的直流电动机的调速范围宽广调速范围宽广，调速特性平滑。，调速特性平滑。直流电动机直流电动机过载能力较强过载能力较强，起动起动和和制动制动转矩较大。转矩较大。由于存在由于存在换向器换向器，其，其制造复杂制造复杂，价格较高价格较高；由于存在由于存在换向器换向器，其，其应用场合受到限制应用场合受到限制。hxp2022-3-5直流电机43.1.2直流电机基本工作原理直流电机基本工作原

3、理一一 、交流发电机基本工作原理、交流发电机基本工作原理物理模型:e=BXlv;磁极都是成对出现;整流 ;电子式电子式机械式机械式aBehxp2022-3-5直流电机5二二 、直流发电机基本工作原理、直流发电机基本工作原理换向器;内部(ab,cd):交流; 外部(AB):直流;实质实质:带有换向器的交流电机带有换向器的交流电机;实际电机:多根导体有规律连接tehxp2022-3-5直流电机6三三 、直流电动机基本工作原理、直流电动机基本工作原理f=Bxli;DM DG的可逆性的可逆性;直流电机仅是能量转换工具直流电机仅是能量转换工具;直流电机的可逆性：直流电机的可逆性： 一台直流电机原则上既可

4、以作为电动机运一台直流电机原则上既可以作为电动机运行，也可以作为发电机运行，只是外界条件行，也可以作为发电机运行，只是外界条件不同而已。这种同一台电机能作电动机或作不同而已。这种同一台电机能作电动机或作发电机运行的原理，在电机理论中称为可逆发电机运行的原理，在电机理论中称为可逆原理。原理。hxp2022-3-5直流电机73.2直流电机的主要结构直流电机的主要结构hxp2022-3-5直流电机8直流电机由静止的部分直流电机由静止的部分定子定子和旋转的部分和旋转的部分转子转子两大部分构成：两大部分构成：1、定子定子：机座、主磁极、换向极和电刷装置等。：机座、主磁极、换向极和电刷装置等。主极的作用是

5、在定转子之间的气隙中建立磁场主极的作用是在定转子之间的气隙中建立磁场,使电枢绕祖使电枢绕祖在此磁场的作用下感应电动势在此磁场的作用下感应电动势(E)和产生电磁转矩和产生电磁转矩(T).1）主磁极）主磁极：在大多数直流电机中，主磁极是电磁铁，为了：在大多数直流电机中，主磁极是电磁铁，为了尽可能的减小涡流和磁滞损耗，主磁极铁心用尽可能的减小涡流和磁滞损耗，主磁极铁心用11.2mm厚厚的低碳钢板叠压而成。整个磁极用螺钉固定在机座上。的低碳钢板叠压而成。整个磁极用螺钉固定在机座上。hxp2022-3-5直流电机92）换向极）换向极：换向极又称附加极或间极：换向极又称附加极或间极,其作用是用以改其作用是

6、用以改善换向。换向极装在相邻两主极之间，它也是由铁心善换向。换向极装在相邻两主极之间，它也是由铁心和绕组构成。和绕组构成。4）电刷装置）电刷装置：电刷的作用是把转动的电枢绕组与静止的：电刷的作用是把转动的电枢绕组与静止的外电路相连接，并与换向器相配合，起到整流或逆变器的外电路相连接，并与换向器相配合，起到整流或逆变器的作用。作用。3）机座）机座：一是作为电机磁路系统中的一部分，二是用：一是作为电机磁路系统中的一部分，二是用来固定主磁极、换向极及端盖等，起机械支承的作用。来固定主磁极、换向极及端盖等，起机械支承的作用。因此要求机座有好的导磁性能及足够的机械强度与刚度。因此要求机座有好的导磁性能及

7、足够的机械强度与刚度。机座通常用铸钢或厚钢板焊成。机座通常用铸钢或厚钢板焊成。hxp2022-3-5直流电机102、转子：、转子：电枢，包括电枢铁心、电枢绕组、换向器、风电枢，包括电枢铁心、电枢绕组、换向器、风扇、轴和轴承等。扇、轴和轴承等。 1）电枢铁心）电枢铁心：电机主磁路的一部分，用来嵌放电枢绕组的，：电机主磁路的一部分，用来嵌放电枢绕组的，为了减少电枢旋转时电枢铁心中因磁通变化而引起的磁滞及为了减少电枢旋转时电枢铁心中因磁通变化而引起的磁滞及涡流损耗，电枢铁心通常用涡流损耗，电枢铁心通常用0.5mm厚的两面涂有绝缘漆的厚的两面涂有绝缘漆的硅钢片叠压而成。硅钢片叠压而成。2）电枢绕组）电

8、枢绕组：电枢绕组是由许多按一定规律联接的线圈组成，：电枢绕组是由许多按一定规律联接的线圈组成，它是直流电机的主要电路部分，也是通过电流和感应电动势，它是直流电机的主要电路部分，也是通过电流和感应电动势，从而实现机电能量转换的关键性部件。从而实现机电能量转换的关键性部件。参P31图hxp2022-3-5直流电机113.2.2 直流电机的铭牌数据直流电机的铭牌数据(额定值额定值) 为了使电机安全可靠地工作，且保持优良的运为了使电机安全可靠地工作，且保持优良的运行性能，电机厂家根据国家标准及电机的设计数据，行性能，电机厂家根据国家标准及电机的设计数据，对每台电机在运行中的电压、电流、功率、转速等规对

9、每台电机在运行中的电压、电流、功率、转速等规定了保证值，这些保证值称为电机的额定值。定了保证值，这些保证值称为电机的额定值。 1额定功率额定功率PN （kW）:输出的最大功率；输出的最大功率； 2额定电压额定电压 UN（V）: 3额定电流额定电流 IN （A）: 4额定转速额定转速 nN （rmin）: 5励磁方式和额定励磁电流励磁方式和额定励磁电流 IfN（A）ML+ -IaUhxp2022-3-5直流电机12额定功率额定功率，对直流发电机来说，是指输出的电功率，对，对直流发电机来说，是指输出的电功率，对直流电动机来说，是指轴上输出的机械功率直流电动机来说，是指轴上输出的机械功率。直流发电机

10、的额定功率为：直流发电机的额定功率为：NNNIUPNNNNIUP2( )( )9.559550260NNNNNNNNNPPP wP kwTnnn直流电动机的额定功率为：直流电动机的额定功率为：直流电动机的额定输出转矩：直流电动机的额定输出转矩：额定 过载 欠载运行状态 eg3.1,3.2(p32)hxp2022-3-5直流电机133.4 直流电机的电枢绕组直流电机的电枢绕组 电枢绕组电枢绕组是直流电机的核心部分，在电机的机电能量是直流电机的核心部分，在电机的机电能量转换过程中起着重要的作用。转换过程中起着重要的作用。 a.据原理据原理:两个有效边组成一个两个有效边组成一个元件元件;b.许多元件

11、互联组成一个许多元件互联组成一个绕组绕组;c.元件组成的原则元件组成的原则:两个相邻异性极两个相邻异性极 相对应的位置相对应的位置.hxp2022-3-5直流电机14S(元件数元件数)=K(换向片数换向片数)=Z(槽数槽数)NShxp2022-3-5直流电机15几何中性线：几何中性线：磁极之间的平分线，磁极之间的平分线，极对数极对数p：2p:极数极数;极距极距 :在电枢铁心表面上，一个极所占的距离。可在电枢铁心表面上，一个极所占的距离。可表示为表示为: ()()22ZDpp槽米NS元件节距元件节距 （第一节距）：元件两条边的距离，以（第一节距）：元件两条边的距离，以槽数计，总是整数槽数计，总是

12、整数(整距、长距、短距整距、长距、短距), pZy211y整数整数hxp2022-3-5直流电机16 eg:单叠绕组展开图单叠绕组展开图已知某直流电机的极对数已知某直流电机的极对数P=2 ,Z=K=S=16,试画出单叠试画出单叠绕组展开图。绕组展开图。4221621pZy1计算绕组数据计算绕组数据hxp2022-3-5直流电机172画绕组展开图画绕组展开图（1）先画）先画16根等长、等距的实线根等长、等距的实线;（2）放磁极）放磁极:N.S(0.7 );（3）换向片）换向片;（4）联绕组）联绕组;（5）确定感应电势方向）确定感应电势方向;（6）放电刷）放电刷.画图3.15hxp2022-3-5

13、直流电机181216hxp2022-3-5直流电机19单叠绕组并联支路图单叠绕组并联支路图:hxp2022-3-5直流电机20单叠绕组的特点单叠绕组的特点n元件的两个出线端联接于相邻两个换向片元件的两个出线端联接于相邻两个换向片 上；上；n并联支路数等于磁极数，并联支路数等于磁极数，2a=2p ； n整个电枢绕组的闭合回路中，感应电动势的总和为零，整个电枢绕组的闭合回路中，感应电动势的总和为零，绕组内部无绕组内部无“环流环流”；n每条支路由不相同的电刷引出，所以电刷不能少，电每条支路由不相同的电刷引出，所以电刷不能少，电刷数等于磁极数；刷数等于磁极数； n正负电刷之间引出的电动势即为每一支路的

14、电动势，正负电刷之间引出的电动势即为每一支路的电动势，电枢电压等于支路电压；电枢电压等于支路电压；n由正负电刷引出的电枢电流由正负电刷引出的电枢电流 Ia 为各支路电流之为各支路电流之 和，即和，即 Ia=2ia （式中（式中 ia 为每一条支路的电流，即为每一条支路的电流，即 绕组元件中流过的电流）。绕组元件中流过的电流）。 hxp2022-3-5直流电机213.3 直流电机的磁场、电枢反应直流电机的磁场、电枢反应一、直流电机的磁路和励磁方式一、直流电机的磁路和励磁方式：1.磁路磁路换向极换向极hxp2022-3-5直流电机222.直流电机的磁势直流电机的磁势n主极磁势主极磁势:Ff=IfN

15、fn电枢磁势电枢磁势:Fa=IaNan换向极磁势换向极磁势:FK=IKNK ( IK=Ia)3.直流电机的励磁方式直流电机的励磁方式(NaNf的供电方式)他励式积复励差复励1 . 串励式2 . 并励式3 . 复励式自励式直流电机的励磁方式ML+ -IaUUfhxp2022-3-5直流电机23(不同励磁方式电机的特性不同励磁方式电机的特性不同)hxp2022-3-5直流电机24二、空载时直流电机的磁场分布：二、空载时直流电机的磁场分布：空载空载：发电机出线端没有电流输出，电动机轴上不带机械负发电机出线端没有电流输出，电动机轴上不带机械负 载，载，即电枢电流为零的状态。即电枢电流为零的状态。那么那

16、么 ，这时的气隙磁这时的气隙磁 场，只由主极的励磁电流所建立，又称励磁磁场。场，只由主极的励磁电流所建立，又称励磁磁场。0漏磁通漏磁通 ：仅交链励磁绕组本身，不进入电枢铁心，仅交链励磁绕组本身，不进入电枢铁心， 不和电枢绕组相交链，不能在电枢绕组中感应电不和电枢绕组相交链，不能在电枢绕组中感应电 动势及产生电磁转矩。动势及产生电磁转矩。主磁通主磁通 ：经过主磁极、气隙、电枢铁心及机座构成磁回：经过主磁极、气隙、电枢铁心及机座构成磁回 路。它同时与励磁绕组及电枢绕组交链，能在电枢绕路。它同时与励磁绕组及电枢绕组交链，能在电枢绕 组中感应电动势和产生电磁转矩。组中感应电动势和产生电磁转矩。hxp2

17、022-3-5直流电机25极靴下气隙远远小于极靴之外的气隙，显然，极靴下沿电极靴下气隙远远小于极靴之外的气隙，显然，极靴下沿电枢圆周各点的主磁场将明显大于极靴范围以外，在两极之枢圆周各点的主磁场将明显大于极靴范围以外，在两极之间的几何中心线处，磁场等于零。间的几何中心线处，磁场等于零。磁管宽为磁管宽为任主磁路磁势相同任主磁路磁势相同hxp2022-3-5直流电机26应用磁路欧姆定律求出应用磁路欧姆定律求出)(fBxRFf2如上图示如上图示:磁管宽为磁管宽为mfRF220mRl0fxFBhxp2022-3-5直流电机27磁极中心及附近处磁极中心及附近处:靠近极见尖处靠近极见尖处:极靴以外极靴以外

18、:两极之间的几何中心线处两极之间的几何中心线处:hxp2022-3-5直流电机28三、直流电机的电枢反应三、直流电机的电枢反应电枢反应电枢反应:电枢磁场对主极磁场的影响电枢磁场对主极磁场的影响.励 磁 电 流 所 建 立 的 磁 场 电 枢 电 流 所 建 立 的 磁 场气 隙 磁 场hxp2022-3-5直流电机29电刷位置、交轴磁场电刷位置、交轴磁场几何中性线几何中性线物理中性线物理中性线交轴交轴(q)磁动势磁动势直轴直轴(d)磁动势磁动势hxp2022-3-5直流电机30电枢反应对主极磁场的影响电枢反应对主极磁场的影响A:电枢磁场在半个极内对主极磁场起去磁作用，在另电枢磁场在半个极内对主

19、极磁场起去磁作用，在另半个极内则起增磁作用，半个极内则起增磁作用，引起气隙磁场畸变引起气隙磁场畸变;B:使电枢表面磁通密度等于零的位置偏移几何中性线，使电枢表面磁通密度等于零的位置偏移几何中性线，新的等于零的我们称之为物理中性线新的等于零的我们称之为物理中性线,物理中性线偏移物理中性线偏移;C:考虑饱和时，起到考虑饱和时，起到去磁作用去磁作用。问题问题:1.如何抑制电枢反应如何抑制电枢反应? 2.电枢磁场是静止的吗电枢磁场是静止的吗?hxp2022-3-5直流电机313.5 直流电机的电枢电动势和电磁转矩直流电机的电枢电动势和电磁转矩一、电枢电动势一、电枢电动势E(每条并联支路的感应电动势每条

20、并联支路的感应电动势)avBl一个磁极极距范围内，平均磁密用一个磁极极距范围内，平均磁密用 表示，极距表示，极距为为 ，电枢的轴向有效长度为，电枢的轴向有效长度为 ，每极磁通为，每极磁通为，则则电枢电动势是指直流电机正负电刷之间的感应电动电枢电动势是指直流电机正负电刷之间的感应电动势，也就是电枢绕组里每条并联支路的感应电动势。势，也就是电枢绕组里每条并联支路的感应电动势。lBavhxp2022-3-5直流电机32lvBeavav602npv602npeav一根导体的平均电动势为：一根导体的平均电动势为：所以：所以：又因为：又因为：hxp2022-3-5直流电机33因为一条支路里的串联总导体数因

21、为一条支路里的串联总导体数 （z为电为电枢总导体数枢总导体数 ），于是，电枢电动势为：），于是，电枢电动势为：2za2yzSz2226 06 0aa vezznEepaap znCna6 0ep zCa式中，式中， 是一个常数，称为是一个常数，称为电动势常数电动势常数 aeECnhxp2022-3-5直流电机34二、电磁转矩二、电磁转矩(所有导体所有导体)2aavavaavIfB l iB la2DfTavx2）平均电磁力乘以电枢的半径，即得到一根导）平均电磁力乘以电枢的半径，即得到一根导 体所受的平均转矩：体所受的平均转矩：1）先求一个导体的平均电磁力：）先求一个导体的平均电磁力：SNhxp

22、2022-3-5直流电机353）电机总的电磁转矩则为：）电机总的电磁转矩则为：222222aaavataIIDpTB lzlzalapzICIa2tpzCaaaaiI2式中：式中： 是一个常数，称为是一个常数，称为转矩常数转矩常数， 是电枢总电流，是电枢总电流，taTCIhxp2022-3-5直流电机36 ， 对于一个具体的电机而言，是一个常数，并且对于一个具体的电机而言，是一个常数，并且通过换算，两者之间有一固定的关系，通过换算，两者之间有一固定的关系，eCtC609.552teCC9.55teCCTIapNIapNnICIEPaaaeaaM226060三、直流电机的电磁功率（三、直流电机的

23、电磁功率（物理意义）hxp2022-3-5直流电机37四、几点说明四、几点说明nCEeataTCI1.大小及物理意义大小及物理意义2.方向方向Ea:右手定则右手定则 T:左手定则左手定则3. T,Ea同时存在（举例）同时存在（举例）4.稳态稳态:2lTalaTTTTCITI大大问题问题:如何改变电磁转如何改变电磁转矩及感应电势的方向矩及感应电势的方向?TNSnEhxp2022-3-5直流电机383.6直流发电机直流发电机一一 、运行原理、运行原理(他励、并励他励、并励)发电机规定正方向发电机规定正方向:Ea Ia同向同向TNSn并励直流发电机：并励直流发电机：faIIIhxp2022-3-5直

24、流电机39二二 、基本关系、基本关系电动势平衡方程式电动势平衡方程式:()aaafffffEUIRUIrrIRnCEea他励直流发电机他励直流发电机UIaEa+-nTT1T0IfRahxp2022-3-5直流电机40 转矩平衡方程式：转矩平衡方程式：01TTTtTC n直流发电机在稳态运行时，电机的转速为直流发电机在稳态运行时，电机的转速为n,作用在电枢上的作用在电枢上的转矩共有三个：一个是原动机输入给发电机转轴上的转矩共有三个：一个是原动机输入给发电机转轴上的驱动转驱动转矩矩T1 ；一个是；一个是电磁转矩电磁转矩T；还有一个是电机的机械摩擦、风；还有一个是电机的机械摩擦、风阻以及铁损耗引起的

25、转矩，叫阻以及铁损耗引起的转矩，叫空载转矩空载转矩，用，用T0表示表示,.空载转空载转矩是一个制动性转矩矩是一个制动性转矩,永远与转永远与转 速速n的方向相反的方向相反 UIaEa+-nTT1T0hxp2022-3-5直流电机41功率平衡方程式：功率平衡方程式：0011)(PPTTTPM电磁功率电磁功率PM:转换成电枢回路的电功率：转换成电枢回路的电功率：aaaaaaaaMRIUIIRIUIETP2)(cuacuapPpUI2他励cuacufcuafppPpIIU2)(并励铜损耗铜损耗0Femppphxp2022-3-5直流电机42附加损耗为：附加损耗为：12FemscufcuaP Ppppp

26、ppP2发电机的效率为：发电机的效率为：pPpPP2121P50,eg3.5spFemscufcuapppppphxp2022-3-5直流电机43UIaEa+-nTT1T0IfRaaaEUIR01TTT12FemcuascufPPppppp0phxp2022-3-5直流电机44三、直流发电机的运行特性三、直流发电机的运行特性（1） 负载特性负载特性(n=常数常数,Ia=常数常数) U=f(If) 当当Ia=0时的特性时的特性U0=f(If)称为发电机的称为发电机的空载特性。空载特性。主要物理量主要物理量:U,Ia,If,n; nc(在发电机中在发电机中)（2） 外特性外特性(n=常数常数,If

27、=常数常数) U=f(Ia)(2Pf（3）调节特性）调节特性(n=常数常数,U=常数常数) If=f(Ia)（4）效率曲线）效率曲线运行特性运行特性:研究两者之间的关系研究两者之间的关系UIaEa+-nTT1T0hxp2022-3-5直流电机45他励直流发电机的空载特性他励直流发电机的空载特性(nc Ia=0)0eeUECnK与相似0()fUf IaaaRIEU0()()ffUf If Ihxp2022-3-5直流电机46hxp2022-3-5直流电机47他励直流发电机外特性他励直流发电机外特性(nc If= IfN)aaaUEIRaaeRInC理想空载电压：理想空载电压：Ia=0 U=Ea

28、= U0电流增大时，端电压下降电流增大时，端电压下降()aUfIUIaEa+-nTT1T0IfRahxp2022-3-5直流电机48(1)电枢回路电阻上的压降随电流增大而增大，从而使端电枢回路电阻上的压降随电流增大而增大，从而使端电压下降。电压下降。 (2)负载增大时，电枢反映的去磁作用增强，使每极磁通负载增大时，电枢反映的去磁作用增强，使每极磁通量减小，从而使电枢电动势减小量减小，从而使电枢电动势减小并励方式下，端电压下降的更快一些：并励方式下，端电压下降的更快一些：负载增大时，电负载增大时，电枢反应的去磁作用增强，使每极磁通量减小，这样不仅枢反应的去磁作用增强，使每极磁通量减小，这样不仅影

29、响了电枢电动势，使端电压下降，同时端电压的下降影响了电枢电动势，使端电压下降，同时端电压的下降进一步也影响了励磁电流使之减小，这样一来，又使得进一步也影响了励磁电流使之减小，这样一来，又使得的电枢电动势双重减小，所以，并励下降的更快一些。的电枢电动势双重减小，所以，并励下降的更快一些。hxp2022-3-5直流电机49他励直流发电机的效率曲线：他励直流发电机的效率曲线：不变损耗不变损耗：电机的铁损耗和：电机的铁损耗和机械损耗等与负载的大小机械损耗等与负载的大小无关，称为不变损耗。无关，称为不变损耗。可变损耗可变损耗：负载运行时电枢：负载运行时电枢绕组的铜损耗与电流平方绕组的铜损耗与电流平方成正

30、比，称为可变损耗。成正比，称为可变损耗。maxpPpPP2121hxp2022-3-5直流电机50并励直流发电机并励直流发电机在自励过程中，发电机的电压在自励过程中，发电机的电压是否会无限制地增长下去呢？是否会无限制地增长下去呢？0()*ffffUf IURIhxp2022-3-5直流电机51并励发电机的自励条件：并励发电机的自励条件：1）电机必须有剩磁。电机必须有剩磁。 2）励磁绕组的接线与电枢旋转方向必须正确配合，以使励励磁绕组的接线与电枢旋转方向必须正确配合，以使励磁电流产生的磁场方向与剩磁方向一致。磁电流产生的磁场方向与剩磁方向一致。3 3）励磁回路的电阻应小于与电机运行转速相对应的临

31、界电）励磁回路的电阻应小于与电机运行转速相对应的临界电阻。阻。发电机的转速不同时，空载特性也不同。因此，对应于不发电机的转速不同时，空载特性也不同。因此，对应于不同的转速便有不同的临界电阻。同的转速便有不同的临界电阻。 hxp2022-3-5直流电机523.7直流电动机运行原理直流电动机运行原理一、一、直流电机的可逆原理直流电机的可逆原理UaEaIaIfT1Tn直流电动机工作简介直流电动机工作简介hxp2022-3-5直流电机53二、他励直流电动机稳态运行的基本方程二、他励直流电动机稳态运行的基本方程UaEaIaIfUaTTLnTNSnEa原理图原理图电动机惯例定电动机惯例定正方向正方向Rah

32、xp2022-3-5直流电机54基本方程基本方程taTCIaeECnLTTTT)(02ffffRIrrIU)(aI：负载电流负载电流（稳态时（稳态时 ）LTTUaEaIaIfUaTTLn()aaaaUEI RRhxp2022-3-5直流电机55功率平衡方程式：功率平衡方程式：0202)(pPTTTIEPaaM0F emspppp他励他励 (并励并励)直流电动机从电源输入的电功率为：直流电动机从电源输入的电功率为：fafaUIUIIIUUIP)(1cufcuaMfaaaafaaaaPPPUIRIIEUIIRIE2)(122cufcuaFemsPPpppppPphxp2022-3-5直流电机56三

33、、直流电动机的工作特性：三、直流电动机的工作特性：转速特性：转速特性：NUU fNfII0aRaIfn 0NaaaaNNNURRnInICeCeCeNaaae NaaUEI RCnI RIfN的定义的定义考虑电枢反应的转速特性考虑电枢反应的转速特性hxp2022-3-5直流电机572）转矩特性）转矩特性：3）效率特性：）效率特性：taTC I)(aIfT NUU fNfII NUU fNfII )(aIf)(aIfcuapppp022hxp2022-3-5直流电机583.8 他励直流电动机的他励直流电动机的机械特性机械特性一、机械特性：一、机械特性：n=f（T ）02()aaaeetU I R

34、RRRUnTnTCCCeCTLUaEa RaIaIfTRR:电枢回路附加电阻（可变）电枢回路附加电阻（可变）()aaaaUEIRRhxp2022-3-5直流电机59二二 、固有机械特性与特性曲线分析、固有机械特性与特性曲线分析NUU fNfII 0R2Nae Nt NURnTCCeC决定于电机本身性能，唯一的决定于电机本身性能，唯一的2NaNNe Nt NURnTCCeCNa Ne NNURICnTnn00TNnNhxp2022-3-5直流电机60固有机械特性特点：固有机械特性特点：理想空载转速理想空载转速：额定转速降：额定转速降：NNCeUnnT0002,NNaNNNtNTTnnRnnnTC

35、 e C起动电流：起动电流：0 ,0aNnEC en直接起动电流很大，直接起动电流很大，不能直接起动不能直接起动（eg3.9）NaNsaaaUEUIIRR2NaNNe Nt NURnTCCeChxp2022-3-5直流电机61三三 、人为机械特性（调速的需要）、人为机械特性（调速的需要）TCeCRRCUnTae21.电枢回路串电阻电枢回路串电阻2.降低电枢电压降低电枢电压3.减少气隙磁通量减少气隙磁通量Tn0hxp2022-3-5直流电机62四、四、 机械特性的绘制机械特性的绘制据产品目录的数据可绘出固有特性据产品目录的数据可绘出固有特性 n=f(T)为一直线，只要两个点即可为一直线，只要两个

36、点即可理想空载点：理想空载点：T=0,n=n0额定运行点：额定运行点：T=TN,n=nNTnn00TNnNhxp2022-3-5直流电机63计算计算n 0 TNNaNNaNNNNNnEnRIUCeCeUn0估算估算EaN=(0.930.97)UN伏安法实测伏安法实测RaNNNNnpTT95502NNNICeT55.9精确：精确：近似：近似：hxp2022-3-5直流电机643.10 直流电机的换向直流电机的换向(简简)一一 、什么是换向、什么是换向hxp2022-3-5直流电机65二、换向元件中的感应电动势二、换向元件中的感应电动势1）电抗电动势）电抗电动势 ： 换向元件中，在电流变化时，必然出现由自感与互感换向元件中，在电流变化时，必然出现由自感与互感作用所引起的感应电动势，这个电动势称为电抗电动作用所引起的感应电动势，这个电动势称为电抗电动势。势。redtdiLeeerMLrniKLearr30hxp2022-3-5直流电机66可见电机的负载越重可见电机