最新第三章-直流电机的工作原理及特性PPT课件

TL负载转矩 ,T0空载损耗转矩
五 直流发电机的励磁方式
他励发电机的励磁绕组由外电源供电，励磁电流不 受电枢端电压或电枢端电流影响。其它三种的励磁电流为 电枢电流或为他的一部份不，称为自励发电机。
他励
并励
串励
复励 串励+并励
等效电路图
它励 并励 串励 复励
六 他励发电机的特性（发电机电动势与电流方向相同）
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：UEIaRa,反电动势EKen
n KUeKReaIa 电磁转矩TKmIa Ia T/ Kt
n
U Ra Ke KeKt2
T
n0
n，理想空载转速：T
0时，nn0
UKe
对他励与并励，Uf与U是同一个电源且不考虑供电电源的内阻，励磁电流If
与电枢电流Ia无关，机械特性曲线一样。
R负载电组，I负载电流，
R
/
Ia电枢电流，E和U发电机的电动势和端电压
U=E-IaRa Ia =（E-U）/Ra Ia=I I=U/R
当空载时，Ia＝I=0：
U=U0=E=Ken（U0空载端电压）
磁通取决于励磁电流If，
If通过改变励磁调节电阻
R
/ f
来调节。
空载特性曲线：电动势E与励磁电流If之间的关系曲线E=f(If)
If=0，有电动势E/，由磁极的剩磁产生的。
改变励磁电流If就能获得所需的电动势E。
他励发电机的外特性曲线 保持转速n为额定值，调节励磁电流If，获得空载电压U0，接上负 载，端电压下降。发电机的转速n和励磁电流If为常数，端电压U 与负载电流I之间的关系曲线U=f（I）。 他励发电机的负载电流I增加，电枢电压IaRa增加，端电压U下降， UN和IN额定电压与额定电流。（T=KtIa） 他励发电机，从空载到额定负载电压的变化率约为5%~10%
电枢绕组：产生感应电动势及电磁转矩。嵌入电枢铁芯的槽中。 换向器：对发电机而言，将电枢绕组内感应的交流电动势转换电 刷间的直流电动势。对电动机而言，将外加的直流电流转换为电 枢绕组的交流电流。换向器由彼此隔开的换向片组成。
二 直流电机的简化
电机具有一对磁极、电枢绕组只是一个线圈，线圈 两端分别接两个换向片，换向片上压着电刷A和B。
将直流电源接在电刷间，使电流流入电枢绕组，N极有效边的 电流总是一个方向，S极有效边的电流总是相反方向，产生电磁力 使电枢绕组转动，有效边从北极转到南极，电流的方向同时改变， 使电磁力的方向不变。电枢绕组在磁场中受力转动，产生的感应电 动势与外加电压方向相反，是反电动势。电动势与电流方向相反。
T TL T0 T电动机的电磁转(驱矩动转矩）
S
N
换向极：上下NS为主磁极，水平方向有一对较小的磁极即 换向极，线圈旋转到换向的位置，如果没有换向极，那么线 圈中的电流较大，形成很大的电压，从而产生很大的电场强 度，击穿空气产生火花。 在水平方向加一对磁通较小的 磁极，当换向的时候，线圈水平，而线圈要继续运动除了要 切割 主磁极的磁感线外，还要切割换向极的磁感线，从而产 生反电动势，就会减小线圈中的电流，从而减小换向火花。
nK U eKeK Rat2Tn0n，
为了衡量电动机转速随负载（电磁转矩）变 化的情况，引入机械特性硬度：
机 械 特 性 硬 度 ： dTT100% （ 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 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
是与南极有效边连接的换向片接触，电刷间就出现一个极性不变的
电动势，接有负载时，就产生一定方向的电流。电动势与电流方向
相同
T1 TT0
T1柴油机的,T转 发矩 电机的电(阻 磁转 转矩 矩）
T0空载损耗转矩
四 直流电机做电动机
T=KtIa T电磁转矩（N·m） 一对磁极的磁通（Wb
） Ia电枢电流（A） Kt与电机结构有关常数 Kt ＝9.55 Ke
第三章-直流电机的工 作原理及特性
一、直流电机的基本结构
直流电机：包括定子（磁极）和转子，定子与转子由空气隙分开。 定子：产生主磁场，支撑电机。由主磁极、换向极、机座、端盖、 轴承组成。电刷用电刷座固家在定子上。 转子：产生感应电动势和和产生机械转矩。包括电枢绕组、电枢 铁芯、换向器、轴、风扇
判定通电导体在磁场中受力方向的左 手定则
UU0UN10% 0 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
U=E-IaRa Ia =（E-U）/Ra （ If励磁电流） I=U/R， If =U/Rf ，Rf≥Ra， Ia =I+If≈I U=U0=E=Ken
（Ra≤Rf）,两条线的交点建立起电动势E与励磁电流If大小方程式。这个点的电
动势是并励发电机两个电刷间稳定输出的电动势。
4、 Rf增大，直线斜率增大，角度变大， Rf过大，可能没有交点， 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
三 直流电机做发电机
E=Ke n E电刷间的电动势（V） 为一对磁极的磁通（Wb） n电枢转速（r/min） Ke与电机结构有关的常数
电枢绕组由柴油机驱动在磁场中旋转， 两根有效边感应出电
动势，每一有效边电动势是交变的，在N极是一个方向，在S极是
相反方向。电刷A总是与北极有效边连接的换向片接触，电刷B总
并励发电机电压的建立
1、磁极要有剩磁，发电机被恒速驱动旋转时， 电枢绕组切割磁力线产生很小的 电动势E/，在励磁电路中产生很小的起始励磁电流。
2、起始励磁电流产生的磁场方向与剩磁磁场方向相同，磁场增强，电动势增强， 励磁电流增大。磁通增大，电动势增大。励磁电流与电动势不会无限增大。
过大
If励磁电流， Rf励磁电路电阻 3、曲线E=f(If)是并励发电机的空载特性曲线，直线E=IfRf是从励磁电路得出，