第二章直流电动机

第二章直流电动机课件1第1页，共15页，2023年，2月20日，星期三直流电动机的分类

直流电动机的励磁电流和电枢电流都由外电源供给，按励磁绕组与电枢绕组的连接方式不同，可分为以下四类：①他励直流电动机：励磁绕组和电枢绕组由各自的电源供电②并励直流电动机：励磁绕组与电枢绕组并联到同一电源上③串联电动机：励磁绕组与电枢绕组串联到同一电源上，④复励电动机：励磁绕组一部分与电磁绕组并联，另一部分与之串联，接到同一电源上。第2页，共15页，2023年，2月20日，星期三直流电动机的基本方程式右图为并励直流电动机示意图，当接通直流电源，一方面励磁电流建立主磁极磁场，另一方面电枢电流又与磁场相互作用而产生电磁转矩，驱动电枢沿方向以转速旋转。负载转矩与方向相反。电枢旋转时产生的电动势称作反电动势,与方向相反。第3页，共15页，2023年，2月20日，星期三直流电动机的基本方程式①电压平衡方程式根据右图，用基尔霍夫电压定律，可得电压平衡方程式：电枢绕组及电刷与换向器的接触电阻判定直流电动机电动运行的依据第4页，共15页，2023年，2月20日，星期三直流电动机的基本方程式②功率平衡方程式并励电动机能量流程图电网输给电动机的功率并励电动机总损耗电动机轴上的机械功率第5页，共15页，2023年，2月20日，星期三直流电动机的基本方程式③转矩平衡方程式电磁转矩，与n方向相同，起拖动作用空载阻（制动）转矩，与n方向相反，起制动作用电动机轴上的输出转矩负载转矩，与n方向相反，起制动作用第6页，共15页，2023年，2月20日，星期三直流并（他）励电动机的工作特性当直流并励电动机外加电压是常数，励磁电流是常数，电枢回路不外串电阻时，转速，转矩、效率分别与输出功率之间的关系，称为工作特性。转速特性：转矩特性：效率特性：可变损耗不变损耗电动机达到最高效率第7页，共15页，2023年，2月20日，星期三①恒转矩负载特性负载的转矩特性，就是负载的机械特性，简称负载特性。恒转矩负载特性是指生产机械的负载转矩与转速无关的特性。分反抗性恒转矩负载和位能性恒转矩负载两种。1.反抗性恒转矩负载TLn2.位能性恒转矩负载TLn

生产机械的负载转矩特性第8页，共15页，2023年，2月20日，星期三②恒功率负载特性恒功率负载特点是：负载转矩与转速的乘积为一常数，即与成反比，特性曲线为一条双曲线。TLn③泵与风机类负载特性TLn理想的通风机特性实际通风机特性TL0负载的转矩基本上与转速的平方成正比。负载特性为一条抛物线。第9页，共15页，2023年，2月20日，星期三直流电动机的机械特性是指电动机在电枢电压、励磁电流、电枢回路电阻为恒值的条件下，即电动机处于稳态运行时，电动机的转速与电磁转矩之间的关系：直流电动机的机械特性电动机机械特性方程式已知电动势平衡方程式为：电枢回路总电阻将分别代入上式得：理想空载转速直线方程的斜率带负载后的转速降越大，机械特性越软第10页，共15页，2023年，2月20日，星期三固有机械特性当并励电动机，，，且电枢回路不外串电阻，时，其方程为：称为固有机械特性。固有机械特性曲线的特点：对于任何一台直流电动机，只有一条固有机械特性曲线；由于电枢回路无外串电阻，很小，则很小，那么很小因此，它是一条微微下降的直线固有机械特性曲线属于硬特性。并励电动机固有机械特性曲线第11页，共15页，2023年，2月20日，星期三人为机械特性机械特性方程将机械特性方程中的，，三个参数中，保持两个参数不变，人为地改变其中一个参数所得到的机械特性，称为人为机械特性。①电枢回路串电阻的人为机械特性特点：Ⅰ增大或减小，不变。Ⅱ越大，越大，越大，特性越软，稳定性越差。Ⅲ越大，电枢电流流过产生的损耗越大。并励电动机的人为机械特性第12页，共15页，2023年，2月20日，星期三他励电动机不同电压的人为机械特性②改变电源电压的人为机械特性将的值调至零，且将并励改为他励当，，由于电动机受绝缘强度的限制，电枢电压一般以额定电压为上限从往下进行降压，其特性方程式为：特点：Ⅰ理想空载转速与电源电压成正比。Ⅱ不变，不变，特性曲线互相平行。Ⅲ当时，降低电压，可使电动机转速降低。将的值调至零，且将并励改为他励。当，，由于电动机受绝缘强度的限制，电枢电压以额定电压为上限从往下进行降压，其机械特性方程为第13页，共15页，2023年，2月20日，星期三Ⅲ一般下降，上升，由于受机械强调的限制，磁通不能下降太多。并励电动机不同磁通的人为机械特性③减弱磁通的人为机械特性将的值调至零，且将并励改为他励当，，由于电动机受绝缘强度的限制，电枢电压一般以额定电压为上限从往下进行降压，其特性方程式为：特点：Ⅰ理想空载转速与磁通成反比。Ⅱ磁通下降，上升且与成反比，曲线变软。当，，改变磁通，由于设计电动机磁路已接近饱和，因此一般磁通从开始减弱。通过调节上升、下降，使降下来。机械特性方程为：第14页，共15页，2023年，2月20日，星期三直流电动机的正、反转许多生产机械都要求电动机能正、反转，如龙门刨床工作台的往复运动。直流电动机的转向由转矩决定，而，因此改变转矩的方法有两种：①保持电枢绕组两端电压极性（方向）不变，将励磁绕组反接（即改变方向，达到改变的方向）。此种方法较少采用，因为在并励电动机中，励磁绕组匝数多，电感大，在励磁绕组反接时会产生较大的自感电动势，易将励磁绕