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第三章直流电机分析

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直流电机工作结构及原理实验报告

直流电机工作结构及原理实验报告

第三章直流电机的原理及结构本章主要介绍直流电机的结构和基本工作原理、直流电机绕组的构成、直流电机的电枢反应、直流电机绕组的电动势和电磁转矩、直流发电机和直流电动机的功率转矩等内容。

本章共有10节课，内容和时间分配如下：1.掌握直流电机的结构及工作原理。

（2节）2.掌握直流电机绕组有关的结构。

（2节）3.掌握直流电机绕组的电枢反应。

（1节）4.掌握直流电机的电枢电动势和电磁转矩。

（1节）5.掌握直流发电机的基本方程式和运行特性、并励发电机的条件。

( 2.5节)6.掌握直流电动机的基本方程式和运行特性。

( 1.5节)第一节直流电机的基本工作原理一直流电机的用途直流电动机的优点：1 调速范围广，易于平滑调节2 过载、启动、制动转矩大3 易于控制，可靠性高4 调速时的能量损耗较小缺点: 换向困难，容量受到限制，不能做的很大。

应用: 轧钢机、电车、电气铁道牵引、造纸、纺织拖动。

直流发电机用作电解、电镀、电冶炼、充电、交流发电机励磁等的直流电源。

二、直流电机的工作原理原理：任何电机的工作原理都是建立在电磁感应和电磁力这个基础上。

为了讨论直流电机的工作原理，我们把复杂的直流电机结构简化为工作原理图。

（一）直流发电机的工作原理1．工作原理：导体在磁场中运动时，导体中会感应出电势e 。

e=Blv。

B:磁密l：导体长度；v：导体与磁场的相对速度。

正方向：用右手定则判断。

电势e正方向表示电位升高的方向，与U相反。

如果同一元件上e和U正方向相同时，e= -U。

理解：电磁感应原理的变形（变化的磁通产生感应电动势）2 发电机工作过程分析：两磁极直流发电机的工作原理图。

（1）构成：磁场：图中N和S是一对静止的磁极，用以产生磁场，其磁感应强度沿圆周为正弦分布。

励磁绕组——容量较小的发电机是用永久磁铁做磁极的。

容量较大的发电机的磁场是由直流电流通过绕在磁极铁心上的绕组产生的。

用来形成N极和S极的绕组称为励磁绕组，励磁绕组中的电流称为励磁电流If。

3 直流电机的换向解析

3 直流电机的换向解析

2018/10/10 第19页
• 三种不同的换向过程，分述如下。 • （1）∑e＝0，直线换向。这是最理想的换向情况。 换向电流只有iL分量，随时间线性变化，从＋ia均匀 地变化到－ia。可以证明，此时电刷下的电流密度 也是均匀分布的。
2018/10/10 第20页
• （2）∑e >0，延迟换向。此时，换向电流同时包含iL和ik分量， 且ik≥0，其结果是曲线轨迹处于直线换向上方(图(d))，致使过 零时间滞后于直线换向，“延迟换向”由此而得名。 • 延迟换向时，左刷边(参见前图，电刷与换向片l接触的部分， 通称后刷边)的电流密度会大于右刷边(与换向片2接触部分， 亦称前刷边)的值。当电刷滑离换向片1时，很大的电流突然 突然断路，换向回路中贮存的电磁能量通过空气释放，便导 致火花在后刷边产生。 2018/10/10 第21页
第三章 直流电机的换向
• • • • • • • 引言 §3.1直流电机的换向过程 §3.2 经典换向理论 §3.3 产生火花的原因 §3.4 改善换向的措施 §3.5环火及补偿绕组 小结
2018/10/10 第1页
引言
• 换向是一切装有换向器的电机的一个专门问 题，它对电机的正常运行有重大影响，是直 流电机的关键问题之一。 • 本章首先介绍换向的电磁理论，并简要地介 绍点接触，离子导电、氧化膜等理论作为补 充，进而分析火花发生的原因和改善换向的 方法。最后扼要地介绍环火、补偿绕组。
2018/10/10 第13页
• 综上可知，换向元件中总的电动势应是旋转 电动势和电抗电动势的代数和，即 • ∑e=ek+er • 对于换向良好的电机，在理想情况下，ek和er 大小相当，方向相反，∑e≈0；反之，∑e不为 零，导致换向不良，就有可能在电刷下发生 火花。

第三章 直流电机的工作原理及特性

第三章 直流电机的工作原理及特性

由于励磁线圈发热和磁通饱和状态，磁通只能在低于额定值的范围内调节
电磁转矩Tst Kt I st随的降低而减小。不同磁通 值的人为机械特性曲线。
3、改变磁通时的人为机械特性
U＝UN ，Rad=0，额定电压和线圈不串接附加电阻的 人为机械特性方程为：
T K t I a , 磁通过过分削弱，负载转矩不变，电流增大导致电动机过载 I f 0, 0, 定子铁芯上剩磁，启动转矩很小，理想空载转速n 0 = 空载时，转速会上升到机械强度所不允许的，称为飞车 负载转矩大于电磁转矩，电动机不能启动，（转速为0，无反电动势E） U 电枢电流Ist 远远大于额定电流，会损坏电动机，称为堵转 Ra 他励电动机启动前加励磁电流，不允许励磁电路断开，并设有失磁保护。 U 很大，曲线很徒 K e
将励磁调节电阻减小。 并励发电机外特性曲线
并励发电机接负载后，转速n一定，励磁电路电阻Rf一定，发电机 端电压U与负载电流I的关系式U=f（I）。与他励发电机外特性曲
八 他励直流电动机的机械特性曲线
电枢回路电压平衡方程式：U E I a Ra , 反电动势E K e n n R U a Ia Ke Ke Ra U T n0 n，理想空载转速：T 0时，n n0 U 2 Ke Ke K e Kt
dT T 100% （作用：衡量机械特性曲线的平直程度） dn n 绝对硬特性 ，交流同步电动机的机械特性 机械特性硬度： 硬特性 10, 他励直流电动机的机械特性，交流异步电动机机械特性上半部 软特性 10,串励和复励直流电动机的机械特性
九 他励直流电动机的固有机械特性曲线
U0 U N U 100% UN
七 并励发电机的特性
R负载电组，I负载电流， R f 是励磁调节电阻， Ra电枢电阻。 Ia电枢电流，E和U发电机的电动势和端电压，小灯泡8欧 Rf励磁电路电阻（励磁绕组的电阻和励磁调节电阻）约几百欧

第3章 直流电机 《电机学(第2版)》王秀和、孙雨萍(习题解答)

第3章 直流电机 《电机学(第2版)》王秀和、孙雨萍(习题解答)

第三章 直流电机习题解答3-1 直流电机铭牌上的额定功率是指输出功率还是输入功率？对发电机和电动机有什么不同？答：输出功率；对于电动机指轴上的输出机械功率，对于发电机指线段输出的电功率。

3-2. 一台p 对极的直流电机，采用单叠绕组，其电枢电阻为R ，若用同等数目的同样元件接成单波绕组时，电枢电阻应为多少？ 答：P 2R .解析：设单叠绕组时支路电阻为R 1 ，考虑到并联支路数2a =2p ，故有：12R R P=,则12R PR = ，单波绕组时，并联支路数2a=2,每条支路有p 个R 1 ,则每条支路电阻为22p R ，并联电阻为2p R 。

3-3.直流电机主磁路包括哪几部分？磁路未饱和时，励磁磁通势主要消耗在哪一部分？答：(N 极)，气隙，电枢齿，电枢磁轭，下一电枢齿，气隙，（S 极），定子磁轭，（N 极）；主要消耗在气隙。

3-4. 在直流发电机中，电刷顺电枢旋转方向移动一角度后，电枢反应的性质怎样？当电刷逆电枢旋转方向移动一角度，电枢反应的性质又是怎样？如果是电动机，在这两种情况下，电枢反应的性质怎样？答：当电刷偏离几何中性线时，除产生交轴电枢磁动势外，还会产生直轴磁动势。

对于发电机，当电刷顺电枢旋转方向移动一角度后，产生的交轴磁动势F aq 对主磁场的影响与电刷位于中性线时的电枢反应磁动势相同，产生的直轴电动势F ad 有去磁作用。

当电刷逆电枢旋转方向移动一角度后，产生的交轴磁动势F aq 对主磁场的影响与电刷位于中性线时的电枢反应磁动势相同，产生的直轴电动势F ad 有助磁作用。

如果是电动机，两种情况下的影响与发电机恰好相反。

3-5. 直流电机电枢绕组元件内的电动势和电流是交流还是直流？为什么在稳态电压方程中不考虑元件本身的电感电动势？答：交流；因为在元件短距时，元件的两个边的电动势在一段时间内方向相反，使得元件的平均电动势稍有降低。

但直流电机中不允许元件短距太大，所以这个影响极小，故一般不考虑。

第03章 直流电机

第03章 直流电机

于一个极距 。
极距 定义为
Qu
2p
y应1 等于或接近
由于 Qu不一定能被极数 2整p除，而 又必y1须为整数，可使
Q y u 整数
式中 为小于1的分数。1 2 p 称为整距绕组，
称为长
距绕组,
称为短距绕组y。1 因短距绕组有利于换向y1，对
于叠绕组还可节约y1端部 用铜，故常被采用。
第二节距 y2
交流电动机。
3.2 直流电机的电枢绕组
一、电枢绕组的基本概念
电枢绕组由许多形状完全相同的元件（亦称为线圈）按一 定规律排列和连接而成。
每个元件有两个出线端， 一个称为首端，另一个 称为末端。 一个元件由两条元件边 和前、后端接线组成。
同一个元件的首端和末端分别接到两个不同的换向片上。同 一个换向片上，连有一个元件的首端和另一个元件的末端。
3、直流电机的可逆运行
直流电机是作为发电机运行还是作为电动机运行，主要 在于外部条件，即输入给电机的功率形式。
若从电刷上输入给电机 电功率时，电机作电动机运 行，经转轴向外输出机械功 率。
当从轴上输入给电机 机械功率时,电机作发电机 运行，通过电刷向外部输 出电能.
同一台电机既能作发电机又能作电动机运 行，称为电机的可逆运行。
说明：组成各支路的元件在电枢上处于对称位置，各支路电动势大小相等， 故从闭合电路内部来看，各支路电动势恰巧互相抵消，不会产生环流。
设槽内每层有u 个元件边，则每个实际槽包含 u个“虚
槽”，每个虚槽的上、下层各有一个元件边。若用 Q代
表槽数，Q
代表虚槽数，则
u
Qu uQ S K
电枢绕组的节距
第一节距 y1
一个元件的两个元件边在电枢表面所跨的距离（即跨距）称 为第一节距。用所跨虚槽数表示。

第三章 直流电机(2-5)

第三章 直流电机(2-5)

3）绝缘材料：作为带电体之间及带电体与铁心间 的电气隔离，要求耐热好，介电性能高。 4）结构材料：使电机各个零件构成一个整体，要 求材料的机械强度好，加工方便，重量轻。 四、电机的发热： 任何机械装置工作了一段时间后，都会出现发热 的现象，我们已经学过了电工，那么，很显然， 这是损耗的出现所导致的结果。 1、温升：电机的温度在工作了一段时间后不在上升 而达到某一稳定数值，此值和周围冷却介质温度 之差，我们称之为温升。 电机的温升不仅取决与损耗的大小和散热情况， 还与电机的工作方式有关：
铁心是导电的，交变的磁通也能在铁心中感 性电动势，并引起环流，这些环流在铁心内 部围绕磁通做涡流状流动，称为涡流。涡流 在铁心中引起的损耗称为涡流损耗
磁滞损耗和涡流损耗，总称铁心损耗
PFe CFe B f G
2 m 1.3
硅 钢 片 中 的 涡 流
B

八、能量守恒定律： 物理中的能量守恒定律在这里同样使用， 稳态运行时，
电刷A与B间的电动势波形
思考：如果没有换向器，电刷A、B间的电动势 波形是什么样的？
2、直流电动机的工作原理
在电动机中换向器和电刷的作用
换向器和电刷的共同作用是： 1、保证了每个磁极下线圈边中的电流始终是一个方 向，使电动机能连续的旋转。 2、将刷间的直流电逆变成线圈中的交流电； 3、把外面不转的电路与转动的电路连接。 思考：若无换向器，会出现什么结果？
电刷
b
N
a c
S + U –
I F IE Fd Tn NhomakorabeaE
换向片
当直流电机运行于发电状态时，感应电动势 的方向与电枢电流的实际方向相同。电枢绕组通 过电刷输出电能。
2. 电磁转矩 直流电动机电枢绕组中的电流(电枢电流Ia)与磁 通 相互作用，产生电磁力和电磁转矩，直流电机的 电磁转矩公式为 T=CT Ia

《机电传动技术》第三章 直流电机的工作原理及特性


T = TL +T0
转矩平衡过程 当电动机轴上的机械负载发生变化时， 当电动机轴上的机械负载发生变化时，通过电 动机转速、电动势、电枢电流的变化， 动机转速、电动势、电枢电流的变化，电磁转矩将 自动调整，以适应负载的变化，保持新的平衡。 自动调整，以适应负载的变化，保持新的平衡。 一定， (平衡 此时， 平衡)， 例：设外加电枢电压 U 一定，T=TL (平衡)，此时， 突然增加， 若TL突然增加，则调整过程为 E = KEΦn E↓ ↓ TL ↑ n↓ ↓ T↑
（3）求理想空载转速
根据（0，n0）和（TN，nN）两点，就可以作出他励电动 机的机械特性曲线。
正反转时的机械特性
2 、人为机械特性
人为机械特性是指人为地改变电动机电枢外加 电压、励磁磁通的大小以及电枢回路串接附加电 阻所得到的机械特性。直流他励电动机有三种人 为机械特性。
Ra U n= − T = n0 − ∆n 2 KeΦ Ke Kt Φ
n
d T
– U + 直流电从两电刷之间通入电枢绕组， 直流电从两电刷之间通入电枢绕组，电枢电流 方向如图所示 由于换向片和电源固定联接， 如图所示。 方向如图所示。由于换向片和电源固定联接，无论 线圈怎样转动，总是S极有效边的电流方向向里 极有效边的电流方向向里, 线圈怎样转动，总是 极有效边的电流方向向里 N 极有效边的电流方向向外。电动机电枢 极有效边的电流方向向外。电动机电枢绕组通电后 中受力(左手定则 按顺时针方向旋转。 左手定则)按顺时针方向旋转 中受力 左手定则 按顺时针方向旋转。
转子
转子部分：转子又称为电枢，包括电枢铁心、 电枢铁心、 转子部分 电枢铁心 电枢绕组、换向器、风扇、 电枢绕组、换向器、风扇、轴等

第三章直流电机的稳态分析


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額定功率 PN 指軸上輸出 電動機 指電刷間輸出的 額定條件下電機 發電機 的機械功率 額定電功率 所能提供的功率
额定电压U N
额定电流I N
在額定電壓下，運行於 額定功率時對應的電流
在額定工況下，電機 出線端的平均電壓
额定转速nN
在額定電壓、額定電流下，運 行於額定功率時對應的轉速
2—換向極繞組 3、機座——用來固定主磁極、換向極和端蓋；
另外，又作為磁路的一部分。
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4、 電 刷 裝 置
1—刷握 2—電刷 3—壓緊彈簧 4—銅絲辮
（二）直流電機的轉動部分
1、電樞鐵心 a)—電樞鐵心 沖片
b)—電樞鐵心
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2、電樞繞組——由許多按一定規律連接的線圈組成。 3、換向器——由許多換 向片組成，換向片之間用 雲母絕緣。
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3、按以上計算出的規律放置繞組
4、放置磁極 5、放置電刷 6、求並聯支路對數
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結論：
1、單疊繞組的並聯支路數等於極數，即： 2a=2p 2、當繞組左右對稱時，電刷應放置在磁極的 中心線上
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直流電壓加於電刷端，直流電流經電刷流過電樞上的線圈， 則產生電磁轉矩，電樞在電磁轉矩的作用下就旋轉起來。 由於換向器配合電刷對電流的換向作用，使得線圈邊只要 處在N極下，其中通過電流的方向總是由電刷A流入的方 向；而在S極下時，總是從電刷B流出的方向，就使電動 河北科技大學電氣資訊學院 機能夠連續地旋轉。
§3.1直流電機的工作原理和基本結構

第三章 直流电机的工作原理及特性

第三章直流电机的工作原理及特性3.1、为什么直流电记得转子要用表面有绝缘层的硅钢片叠压而成？答：直流电机的转子要用表面有绝缘层的硅钢片叠加而成是因为要防止电涡流对电能的损耗。

3.2、并励直流发电机正传时可以自励，反转时能否自励？答：不能，因为反转起始励磁电流所产生的磁场的方向与剩与磁场方向相反，这样磁场被消除，所以不能自励。

3.3、一台他励直流电动机所拖动的负载转矩T L=常数，当电枢电压或电枢附加电阻改变时，能否改变其稳定运行状态下电枢电流的大小？为什么？这时拖动系统中那些量必然要发生变化？答：T=K tφI a u=E+I a R a当电枢电压或电枢附加电阻改变时，电枢电流大小不变。

转速n与电动机的电动势都发生改变。

3.4、一台他励直流电动机在稳态下运行时，电枢反电势E=E1，如负载转矩T L=常数，外加电压和电枢电路中的电阻均不变，问减弱励磁使转速上升到新的稳态值后，电枢反电势将如何变化? 是大于，小于还是等于E1？答：T=I a K tφ，φ减弱，T是常数，I a增大。

根据E N=U N-I a R a ，所以E N减小，小于E1。

3.5、一台直流发电机，其部分铭牌数据如下：P N=180kW，U N=230V，n N=1450r/min，η=89.5%，试求：N①该发电机的额定电流；②电流保持为额定值而电压下降为100V时，原动机的输出功率（设此时η=ηN）解：①因为P N=U N I N，所以I N= P N/U N=180*1000/230=782.6A②因为η=IU/P，所以P= IU/ηN=782.6*100/89.5=87441W=87.44KW3.6、已知某他励直流电动机的铭牌数据如下：P N=7.5KW，U N=220V，n N=1500r/min，η=88.5%，试求该电机的额定电流和额定转矩。

N解：对于电动机：P N=U N I NηN所以I N= P N/( U NηN)=7500/(220*0.885)=38.52A输出转矩：T N=9.55P N/n N=9.55*7500/1500=47.75N·m3.7、一台他励直流发电机：P N=15KW，U N=230V，I N=65.3A，n N=2850r/min，R a =0.25Ω，其空载特性为：U 0/ V 115 184 230 253 265I f/A 0.442 0.802 1.2 1.686 2.10今需在额定电流下得到150V 和220 V的端电压，问其励磁电流分别应为多少？解：由空载特性得到其空载特性曲线为：E2652532302201841501150.4420.710.802 1.21.08 1.6862.10f I当U=150V 时 I f =0.71A当U=220V 时 I f =1.08A 3.8、一台他励直流电动机的铭牌数据为：P N =5.5KW ，U N =110V ，I N =62A ，n N =1000r/min ，试绘出它的固有机械特性曲线。

第三章直流电机原理

/

Ff Ff / Bx 0 (Wb / m 2 ) li 1 li 0 li
(b)
The air-gap Flux-density distribution curve with no-load
Bavl
极靴下的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 两极之间的几何中心线处，磁场等于 零。对于这一点，我们可以通过数学 形式来看一下： 设电枢圆周为 轴而磁极轴线处为 纵轴，又设电枢长度为 l，则离开坐 标原点为 的 d 范围内的气隙主磁 通为： d x Bxldx
§ 3.1 直流电机的用途及其基本 工 作原理
3.1.1直流电机的用途
电动机(Motor)：电能→机械能 直流电机 发电机(Generator) :机械能→电能 DC Machine
直流电机的用途
直流电机是一种通过磁场耦合作用实现机械能 与直流电能相互转换的旋转式机械装置。
直流电动机
输出机械能
输入直流电能 输出直流电能
M U U 他励
If
M
并励
U
M
U
M
串励
复励
Field-circuit connections of DC Machines
Separate- Excitation (Separately-excited)
Self-excited
Compound excitation
Series field
Shunt field

特点：
1）由同一个磁动势所产生 2）所走的路径不同，这就导致了它们对 应磁路上所产生的磁场的分布规律不同， 在这里，气隙磁场的大小和分布直接关 系到电机的运行性能，所以，这一点将 是我们主要研究的方向。
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3.4.3 复励直流电动机 1.基本方程式
+
Rf
+
n
Ia EM
U
Φes
Uf
n0
Φs
-
(a)
O -
T (b)
图3.19 串励直流电动机原理电路图和特性
第三章直流电机分析
17
3.4 直流电动机
3.4.3 复励直流电动机 1.基本方程式
+
Rf
+
n
Ia EM
U
Φes
Uf
n0
Φs
-
(a)
-
O
T
(b)
根据两个线圈磁通的方向可分为：积复励电动机和 差复励电动机。
2、载荷重时 不变 机械特征曲线为一直线
第三章直流电机分析
15
3.4 直流电动机
3.4.2 串励直流电动机
I
1.基本方程式 +
EM U
Ia = If -
(a)
n
O
T
(b)
用于：电气机车等
？ 注：不许空载运行（或皮带传动） 、反转时不能改
变磁通的方向
nKUeKeK Rat2T
第三章直流电机分析
16
3.4 直流电动机
第三章 直流电机
3.1 电机中的基本电磁知识
3.2 直流电机的工作原理和基本结构
3.3 直流发电机
3.4 直流电动机
3.5 直流他励电动机的机械特性
3.6 直流他励电动机的启动
3.7 直流他励电动机的调速
3.8 直流他励电动机的制动
第三章直流电机分析
1
3.3 直流发电机
3.3.1 他励直流发电机
1.基本方程式
- Ra
U0
U0
UN 空载特性表明：可利用改
变励磁电流的方法来获得所需
的电压
E′
O
If
O
(a)
图3.14他励发电机空载特性
IN
I
(b)
空载特性:Ia=0 ， n为0或固定值，U= f(If) E=Keφn φ =f(If)
第三章直流电机分析
5
3.3 直流发电机
3.3.1 他励直流发电机 2.特性曲线
O
If
O
(a)
图3.14他励发电机空载特性
图3.13他IN 励发电I 机原理电路图 (b)
空载特性:Ia=0 ， n为0或固定值，U= f(If) E=Keφn φ =f(If)
第三章直流电机分析
4
3.3 直流发电机
I
3.3.1 他励直流发电机
2.特性曲线
U
+
Uf
If E G Ia U R
U
Rf′
U
I
Uf
If
Rf′
+
E G Ia U R
- Ra
U0
外特性表明：从空载到满载，发
UN
动机的输出电压会下降。如欲保持端
电压不变，必须增加励磁电流。
电压与电流关系:U=E- Ia Ra
O
IN
I
(b)
图3.15他励发电机外特性
Ia =(E- U)/ Ra I=Ia
外特性: n, If常数 U=f(I) E=Keφn φ =f(If)
7
3.3 直流发电机
3.3.2 并励直流发电机 1.基本方程式
U
2
1
3
P′
P U=f(If)
U=IfRf
P′′
空载特性
U′ α
O
If
图3.16并励发电机电压的建立
I
+
If
E G Ia U R
- Ra
Rf′
图3.15并励发电机原理电路图
第三章直流电机分析
8
3.3 直流发电机
3.3.2 并励直流发电机
12
3.4 直流电动机
3.4.1 他励和并励直流电动机
UEIaRa EKen
n KUeKReaIa
电动机的 转速特性
理想空载 转速
nn0 n
Ia T/(Kt)
电动机的 机械特性
nKUeKeK Rat2T
第三章直流电机分析
13
3.4 直流电动机
3.4.2 串励直流电动机 1.基本方程式
I
+
EM U
Ia = If -
(a)
n
O
T
(b)
图3.19 串励直流电动机原理电路图和特性
第三章直流电机分析
14
3.4 直流电动机
3.4.2 串励直流电动机
I
1.基本方程式 +
EM
U
n nKUeKeK Rat2T
Ia = If
-
1、轻载时如：
(a)
O (b)
T
双
曲
CIa
TKt IaKt 2/C
线
n U N Ra U N Ra Ke C/T K t K eC C 1 T C 2
图3.17复励发电机原理电路图
第三章直流电机分析
11
3.4 直流电动机
3.4.1 他励和并励直流电动机 1.基本方程式
按励磁方法可分为:他励、并励、串励、复励四类
I
Rf
+
U
Ia
E Ra M
n
If
T
(a)
I
++
E Ra Rf
Uf
U
Ia
M
n
If
T
-(b)
图3.18 他励和并励直流电动机原理电路图
第三章直流电机分析
1.基本方程式
U
并励发电机电压建立的条件：
2
1
3
P′
P U=f(If)
1、磁极有剩磁。(充磁)
2、励磁电流产生与剩 磁磁场方向相同的磁场。（改 变励磁绕组的接线）
3、合适的励磁电阻Rf （励磁电阻小于与运行转速相 对应的的临界阻值）
P′′
U′ α O
U=IfRf
If
பைடு நூலகம்
I
+
E G Ia U R
- Ra
Rf′
第三章直流电机分析
I =U/ R
6
3.3 直流发电机
3.3.2 并励直流发电机 1.基本方程式
I
+
If
E G Ia U R
- Ra
Rf′
电压与电流关系:U=E- Ia Ra Ia =(E- U)/ Ra If= U/ Rf I =U/ R 图3.15并励发电机原理电路图
Ia =I+ If I
第三章直流电机分析
If
图3.16并励发电机电压的建立
第三章直流电机分析
9
3.3 直流发电机
3.3.2 并励直流发电机
1.基本方程式
UU
U
2
1
U0
3
P′
P U=f(If)
U0 UN
U=IfRf
EP′′′
U′O α
O
(a)
If
If
图3.16并励发电机电压的建立
O
IN
I
(b)
并励发电机外特性曲线
和他励基本相似（下降更多）
I
N
A+ a e
d
B
S
R
b
+
ci
n Uf
If E G Ia U R
- Ra
Rf′
图3.13他励发电机原理电路图
图3.5直流发电机的工作原理图
第三章直流电机分析
2
3.3 直流发电机
3.3.1 他励直流发电机
1.基本方程式
I
电压与电流关系:U=E- Ia Ra
Ia =(E- U)/ Ra I=Ia I =U/ R Uf
If
Rf′
+
E G Ia
- Ra
UR
如发电机空载： Ia ＝0 则： U ＝E＝KaФn
图3.13他励发电机原理电路图
Ф的大小由If 决定， If 与Rf‘有关
第三章直流电机分析
3
3.3 直流发电机
3.3.1 他励直流发电机
2.特性曲线
U U0
E′
U
U0
UN
Uf
If
Rf′
I
+
E G Ia
- Ra
UR
第三章直流电机分析
10
3.3 直流发电机
3.3.3 复励直流发电机 1.基本方程式
注意：在并励发动机中， 其端电压随负载的增大而下降， 但时复，励串发励动绕机组中能，自当动负增载加增磁大通，If 以补偿端电压的下降。 所以在正常运行过程中，其端 电压变化不大。（优点）
I
+
UR
E G Ia
Rf′
- Ra