电机学17分解.ppt

1、第十七章DC发电机和DC电动机，1。自激发电机的电压设置为1.1。自激发电机的电压设置为启动，U=0，励磁电流If=0。由于铁芯中的剩磁，当电枢旋转时，在电枢绕组中存在小的感应电势(点B)，并且在励磁绕组中产生小的励磁电流Ifb。如果Ifb产生的磁势与剩磁方向相同，磁场将会增强，电枢端电压将会增加，并产生更大的励磁电流。在0a段，励磁电流随时间增加，相应的端电压也增加，在点A达到稳定值，空载电压建立。1.2自激发电机建立电压的条件，磁路有剩磁饱和现象，使得磁化曲线与场阻线的交点，即电机有一定的电压。电路因素励磁绕组的连接和电机的旋转方向正确匹配，以增强原始剩磁并增加感应电势。激励电路的影响在这

2、个速度下，激励电路的总电阻小于临界电阻。临界电阻是指在一定速度下与磁化曲线的线性部分(气隙线)重合的场电阻线。1.3绕组连接和旋转方向，改变电枢绕组和励磁绕组之间的相对连接会改变电枢的旋转方向、转速、场电阻线和稳定电压，线0a、场电阻r1、稳定端电压U1C、场电阻r3(较大)，设定电压U2很小，电压0b线无法建立，场电阻r2、恒定电阻线和气隙线重合，没有明确的交点，电压无法稳定。励磁电阻的微小变化会引起端电压的较大变化，空载电压与励磁电路的电阻和电机转速有关。DC发电机的运行特性、DC发电机的2.1平衡方程、DC发电机的2.1平衡方程、DC发电机的2.1平衡方程以及电枢电路中各种串联绕组(如电

3、枢绕组、串联励磁绕组和换向极绕组)的总电阻。附加损耗p的原因是电枢存在齿槽效应，这使得气隙磁通脉动，从而导致电枢反应引起的磁场畸变引起的附加电枢损耗。电枢张力螺栓在磁场中旋转引起的铁损是由换向电流引起的。2.1发电机、并联发电机、转矩平衡型、输入机械转矩、电磁转矩的平衡方程，2.2单独励磁发电机的特性、励磁电流。工业低压(4-24V)和高压(600V)均单独激励。如何改变电机端电压的极性？根据电枢电位的方向，改变转动方向，虽然磁通方向不变，但转动方向不变。2.2.1单独励磁时的空载特性，空载特性通过磁路计算或空载实验获得。也就是说，电机的磁化曲线负载特性假设电枢反应的退磁效应与负载电流成线性比

4、例。如果电枢反应起辅助磁性的作用，特征三角形应翻转，负载曲线高于空载曲线。2.2.2其他励磁的外部特性和端子压降的因素：电枢电路中的压降引起的电枢反应的退磁效果通常约为005010，2.2.3其他励磁的调整特性。当有负载电流时，为了保持端电压不变，随着负载电流的增加，励磁电流in，In，2.3并联励磁发电机的特性，励磁绕组与电枢绕组并联，励磁电流由发电机本身的电枢绕组提供，它随着电枢电压的变化而作为短路的电源，如同步电机的励磁机和电磁储能的充电电源。如何改变电机端电压的极性？当根据电枢电位的方向改变电刷之间的极性时，应注意建立电压的问题。也就是说，绕组的相对连接必须改变因此，并联发电机的空载特

5、性与其磁化曲线相同，2.3.2并联励磁的外部特性，端电压降的因素，电枢电路的电压降；电枢反应退磁：励磁电流因电压下降而降低。电压变化率约为20%。当负载电阻减小时，负载电流i1增加。然而，当它下降到某一临界值Icr时，如果负载电阻继续减小，负载电流IL将逐渐减小。当电枢两端直接短路时，负载电流将减少到轻微短路电流Ik。拐点原因：负载电阻降低后，一方面负载电流增加，端电压降低；另一方面，在端电压下降之后，激励电流减小，电势减小，负载电流减小。当电压高时，磁路饱和，励磁电流对电势影响很小；(负载电流随着电阻的减小而增加。)当电流达到临界值时，磁路将失去饱和，励磁电流的微小变化将导致感应电势的巨大变

6、化(负载电流减小)。短路电流说明：当短路是直接短路时，端电压U=0，励磁绕组电压等于0。励磁电流为零，感应电势仅为剩磁电势，导致短路电流。短路的影响主要在于突然短路的瞬间：由于励磁绕组有很大的电阻，磁通量不能立即变为零，imax可以达到8-12IN。2.3.3并联励磁的调节特性，讨论在下列情况下，并联励磁发电机的空载电压如何变化。当磁通量减少10%时，Ea=E0也减少10%。励磁电流降低10%。正常运行期间，发电机处于磁路饱和状态。如果降低10%，励磁电路电阻降低10%。如果降低10%，磁阻斜率线降低10%。空载电压是磁化曲线和磁阻线的交点。由于工作在磁化曲线的饱和区，2.4系列励磁发电机特性

7、，空载特性(此外还有励磁)，外部特性场电阻线(包括外部电阻)，以及负载变化时串联励磁发电机端电压很大，U0增加不到10%。2.5复合励磁发电机的特性，复合励磁发电机的外部特性介于并联励磁发电机和串联励磁发电机的外部特性之间。复杂激励的程度取决于串联激励和并联激励的相对强度，并联激励通常比串联激励强得多。有三种类型：平滑励磁(仅补偿)、过励磁(过补偿)和欠励磁。如果没有磁饱和，DC发电机能自我激励吗？试图通过绘图来说明串联励磁发电机电压建立过程的物理概念。串联励磁发电机短路有危险吗？试着解释以下两个公式的物理意义，并解释它们用于哪些电机：If0有效励磁电流、If并联励磁绕组励磁电流、Ia串联励磁

8、绕组励磁电流Faqd、交轴电枢反应退磁、并联励磁、单独励磁和复合励磁、操作、17-4、III。DC汽车公司。DC电机的功能原理，DC电源分别应用于电枢绕组和励磁绕组。气隙中主磁通与电枢电流的相互作用产生电磁转矩，即原动力转矩。在电磁转矩的作用下，轴上的机械负载被驱动旋转。电枢绕组的感应电势为，3.1 DC电机平衡方程，电压平衡方程，电流平衡方程，功率平衡方程，分流电路损耗电枢电路铜损耗电刷接触电损耗机械损耗铁损杂散损耗分流电机，3.1 DC电机平衡方程和转矩平衡方程DC电机的机械特性和工作特性，4.1 DC电机的机械特性，转矩特性，速度特性，速度和转矩特性(机械特性，T-n曲线)，在不同的励磁

9、方式下，主磁通随负载电流的变化是不同的，从而导致d转速特性随着负载电流的增加，电枢电阻的压降增加。如果不考虑电枢反应的退磁，即主磁通保持不变，Ea略有下降，Ea=CeIa，则N随Ea的下降而下降，形成向下的力学特性。如果考虑电枢反应的退磁效应，每极的磁通量将减小，并且并联电动机的速度将变化很小。电阻压降影响较大，速度特性略有下降。硬特性，4.3并联电机的特性，3 .机械特性由于负载电流退磁，主磁通随着电流的增加而略有下降。当Ra=0时，称为自然力学特性硬特性。当电枢电路的串联电阻增加时，机械特性变软。如果励磁电流改变，中频越小，空载速度越高，电机特性越弱。如果电枢电流改变(但励磁保持不变)，机

10、械特性是平行的直线，具有不同的n0和恒定的硬度。对并联电机励磁损耗的分析表明，当励磁电路断开时，气隙中的磁通量会突然下降到一个小的剩磁，电枢电路中的感应电势也会降低。由于惯性，电机的速度不会突然改变，电枢电流会急剧增加，这将使电机严重过载。电磁转矩的变化(1)当电枢电流的增大程度不足以补偿每极磁通量的减小程度时，电磁转矩减小，从而使电机减速；(2)当电枢电流的增加程度超过每极磁通量的减少程度时，电磁转矩将增加，这将加速电机，直到速度上升到危险的高值(以实现电压平衡)。串联励磁电机的特性当负载较小时，励磁较小，磁路不饱和，主磁通与电流成正比。磁路饱和后，主磁通大致不变，但随着电流的增加，速度略有

11、下降。不能在很轻的负载下运行、适当选择并联励磁电位和串联励磁电位的相对强度，可以使复合励磁电机具有负载所要求的特性。产品复合励磁主要基于并联励磁：当负载转矩突然增大时，电枢电流增大(电枢反应的退磁效应增大)，串联励磁电位增大，主磁通增大。使电磁转矩快速增加，以克服负载转矩的突然增加；反电动势迅速增加以减小电枢电流的冲击值。当电枢反应的退磁作用较强时，仍能使电机具有降低的机械特性，保持其稳定运行。4.5复合励磁电机的特性，5。DC电机的起动、调速和制动，DC电机的5.1起动要求：足够的起动转矩，一定范围的起动电流和起动时间满足生产要求，起动设备简单、经济、可靠。t，直接起动，当t=0，n=0，E

12、a=0，Ia=U/ra非常大(10-50IN)时，副作用是：损坏电枢绕组，引起换向器环着火。随着速度的增加，反电动势增加，但电枢电流减少。5.2限制起动电流的起动方法，当变阻器起动时，变阻器串联在电枢电路中，当转速逐渐上升时，起动电阻可逐步切断。DC并联电机启动时，励磁回路中的串联电阻取较小值：启动时需要较大的转矩，励磁回路的电阻较小，励磁电流大且大，有利于启动。电机启动后，感应电势建立，这使得启动电流迅速降低。5.3降压起动法一般只适用于容量大、起动频繁的DC电机，需要特殊的稳压电源。优点：启动电流小，启动能耗小，上升速度相对稳定。在启动过程中，电源电压可以逐渐增加，以增加调速性能：速比：最

13、高速度与最低速度之比；平滑度或跳跃速度调节；经济：损失和效率。速度控制设备简单、可靠且易于操作。6.2并联励磁电机弱磁调速，调节励磁电流来改变主磁通，当磁路不饱和时，忽略电枢反应和Iara的影响，(1)最大速度受机械强度和换向的限制；(2)最小速度受到励磁绕组的固有电阻和磁路饱和的限制。6.3、调节电源电压调速，在宽范围内平稳调速，且电机的机械特性和硬度保持不变。励磁恒定，如其他励磁，可用于串励电机调速。在电力牵引机车中，两个串联励磁电机经常从并联运行变为串联运行，从而使每个电机的端电压从全电压降低到半电压。6.4、调节可变电阻调速，效率低，负载转矩小，电枢电流小，调节效果小，电机机械特性软，

14、增加速度变化率，改变电阻Ra，相当于改变电机电枢绕组两端的电压。总的来说，从调速范围、连续平稳性、调速电能消耗和设备投资经济性等方面比较了各种调速方式的优缺点。适用范围主要指恒转矩或恒功率、步进或无级调速、大中型或小型电机等的应用。DC电机制动，即在制动过程中，制动力矩从点B沿直线BC下降到零。电枢电流为电磁转矩，速度转矩特性为。结论：制动时，机械特性是直线制动过程越过原点：开始时，突然从稳定工作点A跳到B；此后，制动力矩将随着电机转速的降低而减小，直至为零，转速为零。特点：制动力矩在低速时变化不大，所以可以增加机械制动来加速制动。7、DC电机制动，即制动时制动力矩从b点沿直线BC减小到零，电

15、枢电流为电磁力矩作为制动特性。结论：制动过程中，机械特性是直线制动过程：开始时，突然从稳定工作点a跳到b；此后，制动力矩将随着电机转速的降低而减小，直至为零，转速为零。特点：制动力矩在低速时变化不大，所以可以增加机械制动来加速制动。7、DC电机制动，即在旋转方向产生阻力矩，反馈制动，当电机转速高于一定值时，电机的反电动势E大于电机电源电压，即E U，电枢电流将反向，而电机将进入运行状态，对发电机起到制动作用，从而可以限制转速的持续上升。适用于串联励磁电机驱动的提速场合，如下坡电车。为了保证励磁，需要将串联励磁绕组改为其他励磁，并施加一定的励磁电压。此时，机械特性是第二象限中原始特性的延伸。7、

16、DC电机的制动和励磁电路不变，电枢电路反接制动。当转速为零时，制动力矩不为零，所以应及时切断电源，否则会反转。制动机械特性，思考问题，在什么情况下分流电机的速度特性降低？新兴专业在什么情况下？为什么我们更喜欢下降特征而不是上升特征？并联励磁电机连接到电网。当电动机作为发电机和电动机运行时，试着比较旋转方向。如果分流电机的电源极性颠倒，电机的旋转方向会改变吗？如何改变电机的旋转方向？I，Ia，发电机Ea，U，Ia和Ea方向相同，电机Ea，U，Ia和Ea方向相反。考虑测试问题。假设DC分流电机的电阻压降是正常运行期间施加的电压。5.打开exc操作，17-5，17-6，17-10，8。DC电机的换向，8.1换向过程，其中电路连接被机械装