电机学 第4章 直流电机

图4-4减少每极磁通人为机械特性
Page 12
人为机械特性
电枢反应表现为去磁效应，使机械特性出现 上翘现象，如图4-5所示。
图4-5
电枢反应有去磁效应时的机械特性
Page 13
根据电机的铭牌数据绘制机械特性
1.固有机械特性的绘制
(1)估算EaN或实测Ra； (2)计算CeφN； (4)求n0； (4)计算TN 。 在坐标纸上标出(0, n0)，(TN , nN)两点，过此两点联 成直线，即为该直流电动机的固有机械特性。
Page 7
固有机械特性
当电枢两端加额定电压、气隙每极磁通量为额定 值、电枢回路不串电阻时，即 U UN , N , R 0
，
这种情况下的机械特性，称为固有机械特性。其 表达式为
UN Ra n T Ce N CeCT 2 N
(4-2)
Page 8
固有机械特性
图4-1
2) 计算各级启动电阻的步骤
（1）估算或测出电枢回路电阻Ra； （2）根据过载倍数选取最大转矩T1对应的最大电流I1； （4）选取启动级数m； U m N （4）计算启动电流比： I 1 R a , m取整数； （ 5 ）计算转矩： T2=T1/β 校验 T2≥（1.1~1.2）TL ；如果 不满足，应另选T1 或值 m并重新计算，直到满足该条件 为止； （6）计算各级启动各级电阻和分段电阻。
(4-1)
Page 4
4.1他励直流电动机的机械特性
机械特性表达式
T 0
式中
U n0 为 T=0 Ce
时的转速， 称为理想空载转速；

Ra R
CeCT
2
是机械特性的斜率。
Page 5

一样。从建立槽漏磁场情况看，它和单层没有什么区别。从前面的推 导可看出，只要把不同部分的比漏磁导求出，则它的抗即可求出了。
a ——上层线圈边的自感比漏磁导
b ——下层线圈边的自感比漏磁导
ab——上下层线圈边的互感比漏磁导
4.4 漏电抗计算
一、槽漏抗的计算
2、双层整距绕组的槽漏抗
每相：
Xs
2
fLs
km
A B1
km
0
2 Kdp1 ef
4.3 主电抗计算
二、异步电机励磁电抗的计算方法
2、计算 Xm
说明：在
ef
而： A 2mNIN1
D
一定时，
N B
D
X
* m
N
2
ห้องสมุดไป่ตู้lef
与
A B
E
4 K Nm K dp
fN
成正比
2
1
D
2p
lef
1 NDlef
A B N 2lef
A 大，说明绕组匝数多； B 小， 小，感应一定电势所需匝数多。
直流电阻： R l
Ac
l 绕组导体长度
Ac 导体截面积
导体材料电阻率
GB755-81规定：要换算到相应绝缘等级的基准工作温度。
t 151 (t t15)
A、E、B：t 75 F、H： t 115
4.1 绕组电阻的计算
交流电阻： 绕组通以交流时，由于集肤效应，电阻值较通直流时增大。
IR
IR
IR
IB
2sin
IB
2sin
p
IB
2 p
2
Z2
Z2
RR
(
IR IB

率损耗，要下落必须电动机帮忙（反向转动）
好处：比如电梯，由于设计时有意使传动机构损耗大，
故提升效率 c ＜０.５，这个代价才能保证突然断电
时电梯无法下降（
全．
' c
＜０），以保证人的生命安
四．传动机构和工作机构飞轮矩的折算
即
，
J
，
1
J
，
2
J3
（
传
动
机
构
）
+J
j (工
作
机
构
)
折
算
到
电
动
机
轴
上
恒量，稳态
2）M
Mz
dn dt
0
n
加速状态
3）M
Mz
dn dt
0
n
减速状态
§４—２ 工作机构及传动机构参数的折算
一．实际拖动系统与等效拖动系统
１．实际拖动系统
特点：转轴有多根（多级传动）
各轴上有本身的转动惯量及转
M
J1 传动系统
速从而要列出每根轴的运动方
Jd
1 J2
程及相互联系的运动方程联立
2
Jz 求解，才能了解负载的运动状 z Mz 况——太复杂。
(GD2 )'
Fz
Gz mg
Vz
电动机
J
' z
折算原则——储存动能等效
1 2
JZ'2
1 2
mzVz2
JZ '
mz
Vz2 2
转
换
为
飞
轮
转
矩
：( G D 2 ) ' 4g
Gz g

E a U N I a R a 220 176.38 0.0422 212.557V
n
Ea Ce N

212.557 0.14083
Байду номын сангаас
1509.3 r / min
六、习题答案
能耗制动时：
IH T CT N 1.9T N CT N 1.9 I N 1.9 207.5 394.25 A
因为
n UN C e Ra C e Ia UN C e Ra 9.55( C e )
2
TL
六、习题练习
因为 即
n ( C e ) U N ( C e )
2
Ra 9.55
TL
1800( C e ) 220( C e )
2
0.0422 9.55
209.3 0
六、习题答案
解：（1）电枢感应电动势：
E aN U N I N R a 220 383 0.0192 212.646V
电磁功率：
PM E aN I N 212.646 383 81.443 KW
电磁转矩：
T 9.55 PM nN 518.5 N m
成机械能的称为直流电动机，将机械能转换成电能的称为直 流发电机。
直流电机的基本工作原理理论基础是电磁定律，利用旋
转的电枢导体切割磁场产生感应电动势，通电的电枢导体在 磁场中受到电磁力作用，从而完成电能与机械能的转换。
直流电机的磁场包含主磁场与电枢反应磁场两类，是直
流电机能量转换的基础。主磁极励磁的方式分为四类：他励、 并励、串励和复励。
法有三种，即电枢串电阻人为特性，为一簇放射曲线特性；