《直流电机自动化》PPT课件.ppt

重 点 内 容 ：（ 1） 直 流 电 机 的 工 作 原 理（ 2） 直 流 电 机 的 基 本 概 念（ 3） 电 枢 感 应 电 势 和 电 磁 转 矩（ 4） 基 本 方 程难 点 ：（ 1） 电 枢 绕 组 及 电 路 图（ 2） 电 刷 位 置 放 置（ 3） 电 枢 反 应 一 、 直 流 电 机 特 点 直 流 电 机 优 点 易 于 控 制 ， 可 靠 性 高 调 速 范 围 广 ， 平 滑 。 过 载 、 起 动 、 制 动 转 矩 大 。 调 速 时 能 量 损 耗 小 直 流 电 机 缺 点 换 向 困 难 结 构 复 杂 价 格 高第 二 章 直 流 电 机 的 工 作 原 理 及 结 构 二 、 直 流 电 机 的 结 构 主 磁 极 换 向 磁 极 机 座 电 刷u 定 子 主 磁 极作 用 ： 建 立 主 磁 场 。 构 成 ： 主 极 铁 心 和 套 装 在 铁 心 上 的 励 磁 绕 组 。 换 向 极 :作 用 ： 改 善 直 流 电 机 的 换 向 情 况 ， 使 电 机 运 行 时 不 产 生 有 害 的 火 花 。构 成 ： 由 铁 心 和 绕 组 组 成主 磁 极换 向 磁 极 机 座作 用 ： 1)作 为 磁 路 的 一 部 分 ； 2)固 定 主 磁 极 、 换 向 极 和 端 盖 。构 成 :通 常 由 铸 钢 或 厚 钢 板 焊 成机 座 电 刷构 成 ： 电 刷 、 刷 握 、 刷 杆 和 连 线 等 。作 用 ： 把 直 流 电 压 、 直 流 电 流 引 入 或 引 出 u转 子 （ 电 枢 ） 电 枢 铁 心 电 枢 绕 组 换 向 器 转 轴 与 风 扇 电 枢 铁 心 硅 钢 片 (0.5mm)电 枢 铁 心作 用 ： 1、 主 磁 路 的 一 部 分 ； 2、 电 枢 绕 组 的 支 撑 部 件 。 构 成 ： 一 般 用 厚 0.5 且 冲 有 齿 、 槽 的 DR530或 DR510的硅 钢 片 叠 压 夹 紧 而 成 。 电 枢 绕 组作 用 ： 直 流 电 机 的 电 路 部 分 。构 成 ： 用 绝 缘 的 圆 形 或 矩 形 截 面 的 导 线 绕 成 ， 上 下层 以 及 线 圈 与 电 枢 铁 心 间 要 妥 善 地 绝 缘 ， 并 用槽 楔 压 紧 。 换 向 器作 用 ： 和 电 刷 配 合 将 直 流 电 引 入 或 引 出 的 装 置 。构 成 ： 由 许 多 鸽 形 尾 的 换 向 片 排 列 成 一 个 圆 筒 ， 片间 用 V形 云 母 绝 缘 。 直 流 发 电 机 的 工 作 原 理 三 、 直 流 电 机 的 工 作 原 理 直 流 电 动 机 的 工 作 原 理NSU 电 刷 换 向 片a bd c NSU ad bc 励 磁 绕 组 的 供 电 方 式 称 为 励 磁 方 式 。直 流 电 机 按 励 磁 方 式 可 分 ： 他 励自 励四 、 励 磁 方 式1、 他 励 式 （ 图 a）其 励 磁 绕 组 由 其 他 电 源 供 电 ， 励 磁 绕 组 与 电 枢 绕 组 不相 连 。 复 励 式 (图 d) ： 装 有 两 个 励 磁 绕 组 ， 一 为 与 电2、 自 励 式并 励 式 (图 b) ： 励 磁 绕 组 与 电 枢 绕 组 并 联 ；串 励 式 (图 c) ： 励 磁 绕 组 与 电 枢 绕 组 串 联 ；枢 并 联 的 并 励 绕 组 ， 二 为 与 电 枢 串 联 的 串 励 绕 组 。 M If+Ua Ia +Uf他励 并励串励 复励 直 流 电 动 机 按 励 磁 方 式 分 类 M+U I IfIaM+U I Ia MIa If+U I (1) 额 定 电 压 UN 发 电 机 的 UN ： 指 输 出 电 压 的 额 定 值 。 电 动 机 的 UN ： 指 输 入 电 压 的 额 定 值 。(2) 额 定 电 流 IN 发 电 机 的 IN ： 指 输 出 电 流 的 额 定 值 。 电 动 机 的 IN ： 指 输 入 电 流 的 额 定 值 。(3) 额 定 功 率 PN 发 电 机 的 PN ： 指 输 出 电 功 率 的 额 定 值 (UN IN ) 。 电 动 机 的 PN ： 指 输 出 机 械 功 率 的 额 定 值 (U N INN ) 。 五 、 额 定 值 (4) 额 定 转 速 nN(5) 额 定 励 磁 电 压 UfN(6) 额 定 励 磁 电 流 IfN 额 定 状 态 ： 指 U、 I、 P、 n 均 为 额 定 值 的 状 态 。 满 载 状 态 ： 指 I = I N 的 状 态 。 直 流 电 机 的 电 枢 绕 组直 流 电 枢 绕 组 的 基 本 概 念直 流 电 枢 绕 组 的 构 成 原 则 ：(1)产 生 足 够 的 感 生 电 势 ；(2)允 许 一 定 的 电 流 ；(3)节 省 有 色 金 属 和 绝 缘 材 料 ； (4)结 构 简 单 ， 运 行 可 靠 。l极 距 ： 相 邻 两 个 主 磁 极 轴 线 沿 电 枢 表 面 之 间 的 距 离 ， 用 表 示 。 pD2 l节 距 上 元 件 边 下 元 件 边 后 端 接前 端 接 l实 槽 与 虚 槽 ： Zi=uZ（ 1） 第 一 节 距 y1一 个 元 件 的 两 条 有 效 边 在 电 枢 表面 上 所 跨 的 虚 槽 数 ， 称 为 第 一 节距 ， 用 y1表 示 。 y1y2 1 21 52 6 （ 2） 第 二 节 距 y2相 串 联 的 两 个 元 件 中 ， 第 一 个 元 件 的 下 层 边 与 第 二 个 元 件 的 上层 边 在 电 枢 表 面 所 跨 过 的 虚 槽 数 ， 称 为 第 二 节 距 ， 用 y2表 示 ，也 用 虚 槽 数 计 算 。 5 6 （ 3） 合 成 节 距 y相 串 联 的 两 个 元 件 对 应 边 在 电 枢 表 面 所 跨 过 的 虚 槽 数 ， 称 为 合 成 节距 。 不 同 类 型 绕 组 的 差 别 ， 主 要 表 现 在 合 成 节 距 和 换 向 器 节 距 上 。 叠 绕 组 元 件 在 电 枢 上 的 联 接 波 绕 组 元 件 在 电 枢 上 的 联 接（ 4） 换 向 片 节 距 yk:元 件 的 首 末 端 在 换 向 器 上 的 距 离 叠 绕 组 指 各 极 下 元 件 依 次 连 接 ， 后 一 个 元 件 总 是 叠 在 前 一 个 元件 上 ； 波 绕 组 指 把 相 隔 约 为 一 对 极 下 的 同 极 性 磁 场 下 的 相 应 元件 串 联 起 来 ， 像 波 浪 一 样 延 伸 。（ 5） 绕 组 的 型 式 单 叠 绕 组单 叠 绕 组 的 特 点 :合 成 节 距 与 换 向 节 距 均 为 1， 即 y=yk=1。 直 流 电 机 的 ， 试 将 其 绕成 单 叠 绕 组 。 2 4,p 16Q S K 1ky y 2 1 3y y y 下 层 元 件 边上 层 元 件 边 y1 y yy21 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 16156 7 8 9 10 11 12 13 14 1615 1 2 3 45 1 闭 合 1 16( /2 ) 44y Q p 1 2 315 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 16154 5 6 7 8 9 10 12 13 14 15161514 电 枢 转 向S N N SS 2 3 478 610 11 121416 15 51391A1 A2 B1B212 109 561314下 层 元 件 边上 层 元 件 边 y1 y yy21 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 16156 7 8 9 10 11 12 13 14 1615 1 2 3 45 1 闭 合a p 单 叠 绕 组 的 的 特 点 ：同 一 主 磁 极 下 的 元 件 串 联 成 一 条 支 路 ， 主磁 极 数 与 支 路 数 相 同 。电 刷 数 等 于 主 磁 极 数 ， 电 刷 位 置 应 使 感 应电 动 势 最 大 ， 电 刷 间 电 动 势 等 于 并 联 支 路电 动 势 。电 枢 电 流 等 于 各 支 路 电 流 之 和 。 讲 述 单 波 绕 组 联 结 规 律 的 节 距 、 绕 组 展 开 图 、元 件 联 结 图 、 并 联 支 路 图 。 为 什 么 叫 单 波 绕 组 ？以 一 台 的 直 流 电 机 为 例 。2 4,p 15Q S K 7ky y 2 1 7 4 3y y y 1 15 1( /2 ) 44 4y Q p 1 15 1 72k Ky p 1 212 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13123 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131514 电 枢 转 向 N S SN 14 1 212 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13123 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131514 电 枢 转 向 N S SN 14 1 212 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13123 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131514 电 枢 转 向 N S SN 14 1 212 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13123 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131514 电 枢 转 向 N S SN 14 1 212 13 14 15 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13123 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131514 电 枢 转 向 N S SN 14 A2B1 B2 2 3 47 610 11 121415A1 A2 B1B2115 89 54139 128 1 5 1a 下 层 元 件 边上 层 元 件 边 y1 y yy21 234568 910111213 6789101112 13141512345 1 闭 合15 7 14 单 波 绕 组 的 特 点 是 合 成 节 距 与 换 向 节 距 相 等 。 两 个 串 联 元 件 放 在同 极 磁 极 下 ， 空 间 位 置 相 距 约 两 个 极 距 ； 沿 圆 周 向 一 个 方 向 绕 一周 后 ， 其 末 尾 所 边 的 换 向 片 落 在 与 起 始 的 换 向 片 相 邻 的 位 置 。单 波 绕 组 单 波 绕 组 的 电 路 图单 波 绕 组 的 特 点 :同 极 下 各 元 件 串 联 组 成 一 条 支 路 ， 支 路 对 数 为 1， 与 极 对 数 无 关 ；当 元 件 的 几 何 形 状 对 称 时 ， 电 刷 在 换 向 器 表 面 上 的 位 置 对 准 主磁 极 中 心 线 ， 支 路 电 动 势 最 大 ； 电 枢 电 动 势 等 于 支 路 感 应 电 动 势 .电 刷 数 等 于 磁 极 数 ； G Ia +UaE M+Ua Ia If +Uf直 流 电 机 的 磁 场 及 电 枢 反 应一 、 直 流 电 机 的 空 载 磁 场Ia=0,P2=0 Ia=0,P2=0 NS 励 磁 绕 组定 子 磁 轭 极 靴 极 身 气 隙电 枢 齿电 枢 磁 轭 四 极 直 流 电 机 空 载 时 磁 场 示 意 图 漏 磁 通主 磁 通 主 磁 感 应 线 ： N极 N极 下 气 隙 电 枢 铁 心 相 邻 S极 下 气 隙 相 邻 S极 定 子 磁 轭两 极 直 流 电 机 空 载 时 的 磁 场 当 主 磁 通 很 小 时 ， 磁 路 中 铁 磁 部 分 没 有 饱 和 ， 铁 磁 部 分所 需 磁 势 远 比 气 隙 所 需 磁 势 小 ， 可 忽 略 不 计 ffff INHIN2H2 ff00 INHB 空 载 时 直 流 电 机 气 隙 磁 场Bl极 距 R 平 均 磁 密 ： Bav = l 应 用 积 分 中 值 定 理 lBa dxbl ldxb0 00 Bl极 距 R 励 磁 磁 场 二 、 直 流 电 机 负 载 时 的 负 载 磁 场直 流 电 机 带 上 负 载 后 ， 电枢 绕 组 中 有 电 流 ， 电 枢 电流 产 生 的 磁 动 势 称 为 电 枢磁 动 势 。 电 枢 磁 动 势 的 出现 使 电 机 的 磁 场 发 生 变 化 。其 中 电 枢 磁 势 对 主 极 磁 场的 影 响 称 为 电 枢 反 应 。 励 磁 磁 场 电 枢 磁 场 励 磁 磁 场 合 成 磁 场 2)对 主 磁 场 起 去 磁 作 用1)使 气 隙 磁 场 发 生 畸 变 空 载 时 电 机 的 物 理 中 性 线 与 几 何 中 性 线 重 合 。 负 载 后 由 于电 枢 反 应 的 影 响 ， 每 一 个 磁 极 下 ， 一 半 磁 场 被 增 强 ， 一 半 被削 弱 ， 物 理 中 性 线 偏 离 几 何 中 性 线 角 ， 磁 通 密 度 的 曲 线与 空 载 时 不 同 。 磁 路 不 饱 和 时 ， 主 磁 场 被 削 弱 的 数 量 等 于 加 强 的 数 量 ， 因此 每 极 量 的 磁 通 量 与 空 载 时 相 同 。 磁 路 饱 和 时 ， 主 磁 极 增 磁 部分 因 磁 密 增 加 使 饱 和 程 度 提 高 ， 铁 心 磁 阻 增 大 ， 增 加 的 磁 通 少些 ， 因 此 负 载 时 每 极 磁 通 略 为 减 少 。 即 电 刷 在 几 何 中 性 线 时 的电 枢 反 应 为 交 轴 去 磁 性 质 。由 图 可 知 ， 电 刷 在 几 何 中 性 线 时 的 电 枢 反 应 的 特 点 ： 直流电机的感应电动势和电磁转矩每根导体的感应电动势为一、电枢绕组的感应电动势电枢绕组的电动势应为一条支路各串联导体的电动势的代数和lvbe B 极 距 （ 1） 大 小l 每 个 导 体 ： e av= B l vl 导 体 切 割 磁 场 的 线 速 度 ： v = n2R60 = n2p 60l 电 动 势 ： n60P2p260nlle va nCna60NPea2NE eava E = Ce n Ce 电 动 势 常 数 ： Ce = pN60a单 位 ： Wb单 位 ： r/min(V) (2) 方 向 ： 由 和 n 共 同 决 定 。(3) 性 质 ： 发 电 机 为 电 源 电 动 势 ； 电 动 机 为 反 电 动 势 。 二 、 直 流 电 机 的 电 磁 转 矩(1) 产 生 电 枢 电 流 i 磁 场 T (2) 大 小总 电 磁 力 矩 Tem=总 导 体 数 TavaliavRBRavfavT lB av aIi aa 2 22PRaaavav Ia2Pa2Ill2P2RfT (2) 大 小 Tem = CT IaCT 转 矩 常 数 ： CT = pN2a单 位 ： Wb单 位 ： A(Nm) CTCE = 602 = 9.55 CT = 9.55 CECT = pN2aCe = pN60a(3) 方 向 ： 由 和 Ia 共 同 决 定 。 G If+Ua Ia +Uf他励 并励串励 复励 直 流 发 电 机 按 励 磁 方 式 分 类 G+U I IfIaG+U I Ia GIa If+U I直 流 发 电 机 一 、 他 励 直 流 发 电 机 的 基 本 方 程 式直 流 发 电 机NST1n +iaTT0U f IfEa +- U RL RfGra Ia baaa U2rIUE 1.电 压 平 衡 方 程 式 URIRIRIE aaLaaaa fff RUI Uf IfGEa +- U RLIa 2.转 矩 平 衡 方 程 式iaTemT0 01 TTemT 负 载 ：T1n +NS 3.稳 态 运 行 时 功 率 平 衡 关 系01 TTemT 01 TTemT 01 pPP em aaa aem IEIna60Np 60n2Ia2NpTemP URIE aaa 2Cuaa2aaa PpUIRIIE Cu2em pPP pP pPppPP 2 02Cu0em1 sFem pppp 0 NS P)%15.0(p Sp FemCu pppp 他 励 直 流 发 电 机 功 率 流 程 图P1=T p0=pm+pFe+psPem=Tem=EaIa pCu=Ia2RaUIa=P2 小 型 发 电 机 ： N = 75% 85% 中 大 型 发 电 机 ： N = 85% 93% Nnn 0Ia )I(fU f定 义 ： 当 、 时 ， 空 载 特 性 曲 线 上 升 分 支空 载 特 性 曲 线 下 降 分 支平 均 空 载 特 性 曲 线U fI 空 载 特 性 ARrUf-+ If G A+- V KR Ln 二 、 直 流 发 电 机 的 运 行 特 性 O IfU0Er 剩 磁 感 应电 动 势空 载 特 性 空 载 时 ， 。 由 于 ，因 此 空 载 特 性 实 质 上 就 是 。 由于 正 比 于 ， 所 以 空 载 特 性 曲 线 的 形状 与 空 载 磁 化 特 性 曲 线 相 同 。aEU nCE ea )( fa IfE aE 空 载 特 性 曲 线 上 升 分 支空 载 特 性 曲 线 下 降 分 支平 均 空 载 特 性 曲 线U fI Nnn fNf II )(IfU 定 义 ： 当 、 时 ， 外 特 性 ARrUf-+ IfG A+- V KR LnO IU n = nNIf = IfN INUNU0 外 特 性 电 压 平 衡 方 程 式 U = Ua = E Ra Ia当 Ia Ra IaE (电 枢 反 应 ) Ua 电 压 调 整 率VR = U0 UNUN 100% ( 5% 10% ) 调 整 特 性 当 n = nN， U = UN 时 ： If = f ( Ia )O I If IfN I N调 整 特 性 【 例 】 一 他 励 直 流 发 电 机 ， PN = 10 kW，UN = 230 V， nN = 1 000 r/min ， Ra = 0.4。 如 果 磁 通 保持 不 变 ， 求 1 000 r/min 时 的 空 载 电 压 U0 和 900 r/min 时的 满 载 电 压 U 。 解 ： 在 nN 和 UN 时 的 电 枢 电 流9001 000E = E U0 = E = Ua Ra IaN = (230 0.4 43.5) V = 247 V 在 保 持 不 变 时 ， E n10 103230= A = 43.5 A PNUaIaN = 9001 000= 247 V = 222 V U = E Ra IaN = (222 0.4 43.5) V = 205 V P2 = UI = 230 100 W = 23 000 WIa = I If = (100 2) A =102 APCu = Ra Ia2 Rf If2 = ( 0.2 1022 115 22 ) W = 2 540.8 W Pem = P2 PCu = 25 540.8 W 【 例 题 】 一 并 励 直 流 发 电 机 ， 输 出 电 压 U = 230 V， 输 出 电 流 I = 100 A ， Ra = 0.2， Rf = 115，n = 1 500 r/min ， T0 =17.32 Nm 。 求 发 电 机 的 输 出 功 率P2 、 电 磁 转 矩 T、 输 入 功 率 P1 和 效 率 。 解 ： 230115= A = 2 A URfIf = P0 = T0n260 = 17.32 1 500 W 260 = 2 719.24 W P1 = Pe P0 = (25 540.8 2 719.24) W = 28 260 W = 100%P2P1= 100% = 81.39% 23 00028 260 Nnn 0Ia )I(fU f定 义 ： 当 、 时 ， 空 载 特 性 曲 线 上 升 分 支空 载 特 性 曲 线 下 降 分 支平 均 空 载 特 性 曲 线U fI 空 载 特 性 ARrUf-+ If G A+- V KR Ln 二 、 直 流 发 电 机 的 运 行 特 性 M If+Ua Ia +Uf他励 并励串励 复励 直 流 电 动 机 按 励 磁 方 式 分 类 M+U I IfIaM+U I Ia MIa If+U I直 流 电 动 机 M 直 流 电 动 机1.直 流 电 动 机 的 基 本 方 程励 磁 电 压 Uf If 电 枢 电 压 Ua Ia Temn E E(1) 电 压 平 衡 方 程 式励 磁 电 路 ： Uf = Rf If电 枢 电 路 ： Ua = E + Ra Ia +Ua Ia If +Uf 02em TTT (2) 转 矩 平 衡 方 程 式 电 动 机NSn eT MeT 0T2Tn02 TTTem 02 TTTem 02em pPP (3) 功 率 平 衡 方 程 式 cu1 a2aa aaa aaem PP RIUI I)RIU( IETemP 0Cu2 Cuem1 ppP PPP sFe mCu pp ppp 他 励 直 流 电 动机 功 率 流 程 图P1 PCuPe P0P2 并 励 电 动 机(1)输 入 电 压 U = Ua = Uf = E + RaIa(2) 输 入 电 流 I = Ia + If(3) 输 入 功 率 MIa+U I If CuMCufCuaM fr2fa2aaa faaaafa1 pPppP )RR(IRIIE UII)RIE()II(UUIP 【 例 】 某 并 励 直 流 电 动 机 ， UN = 220 V， IN = 12.5 A， nN = 3 000 r/min ， Rf = 628 ，Ra = 0.41 。 求 该 电 机 在 额 定 状 态 下 运 行 时 的 ： (1) If ； (2) Ia； (3) E ； (4) Tem 。 解 ： (1) 励 磁 电 流 If UfRfIf = 220628= A = 0.35A(2) 电 枢 电 流 Ia Ia = IN If = (12.5 0.35) A = 12.15 A (2) 电 动 势 E E = U N Ra Ia = (220 0.41 12.15) V = 215 V CT = 9.55 CE = 0.685Tem = CT Ia = 0.685 12.15 Nm = 8.32 Nm (4) 电 磁 转 矩Ce = EnN 2153 000= = 0.071 7 直流电动机的运行特性 fNfN IIUU , )(, 2PfTn e 直 流 电 动 机 的 运 行 特 性 主 要 有 两 条 ， 一 条 是 工 作一 、 并 (他 )励 电 动 机 的 运 行 特 性 1、 工 作 特 性指 时 ， 。特 性 ， 另 一 条 是 转 矩 特 性 （ 或 称 为 机 械 特 性 ） 。 )( 2Pfn aeaeea ICRCUCEn n %100 0 N Nn nnn （ 1） 、 转 速 特 性 据 转 速 公 式 转 速 调 整 率 ： 注 意 ： 并 励 电 动 机 在 运 行 中 ， 励 磁 绕 组 绝 对 不 能 断 开 。 2Pn （ 2） 转 矩 特 性 转 矩 方 程 )( 2PfTe 2020 PTTTTe )( 2Pf（ 3） 效 率 特 性 0T 2Pn eT NUU fR)( eTfn eeT ae TCC RCUn 22、 机 械 特 性 指 ， 励 磁 回 路 电 阻 常 值 时 ， 。转 速 与 转 矩 的 关 系 表 达 式 为 )( eTfnOn eT 二 、 串 励 电 动 机 的 运 行 特 性 1、 工 作 特 性 III sa NUU )(, 2PfTn e )(, ae IfTn fe faafeafe faae faa KC RRI1KCUIKC )RR(IUC )RR(IUn 特 点 ： 是 指 时 ， 或 （ 图 形 3 12）转 速 特 性（ a） 轻 载 时 ， 、 常 值 afIK fK这 时 的 转 速 曲 线 大 致 为 一 双 曲 线 。 这 时 的 转 速 曲 线 大 致 为 一 直 线 。轻 载 时 ， 、 常 值 afIK fK 2aT2afTe ICIKCT 2ae IT负 载 增 加 ， 磁 路 饱 和 ， 常 值 aTe ICT ae IT 注 意 ： 串 励 电 动 机 不 允 许 空 载 运 行 。 负 载 增 加 ， 磁 路 饱 和 ， 常 值 O n eT %10041 N Nn nnn （ 与 并 励 电 动 机 的 转 速 调 整 率 定 义 相 对 比 ） 。 2、 机 械 特 性 是 指 时 。 NUU )( eTfn其 转 速 调 整 率 定 义 为 ：当 磁 路 不 饱 和 时 ： afIK ef faaef Ne aaeN Ck RRICkUC IRCUn 2afTaT IKCICT 可 得 )RR(UTKCKC1n fae fTfenO eT当 负 载 电 流 较 大 时 ， 磁 路 饱 和 ， 串 励 电 动 机 的 工 作 特 性 与 他 励 电动 机 相 同 。 三 、 复 励 电 动 机 的 特 点 复 励 电 动 机 通 常 接 为 积 复 励 ， 其 特 性 介 于 并 励 和串 励 电 动 机 之 间 。n O eT复 励串 励并 励 他 励 （ 并 励 ） 直 流 电 动 机 的 工 作 特 性（ 1） 转 速 特 性NUU 定 义 ： 当 、 时 ，fNII )( aIfn 由 方 程 式 可 得 aeaeN ICRCUn 忽 略 电 枢 反 应 的 去 磁 作 用 ， 转 速 与负 载 电 流 按 线 性 关 系 变 化 。 如 图 示 。（ 2） 转 矩 特 性 NUU 定 义 ： 当 、 时 ，fNII )( aem IfT 转 矩 表 达 式 aNTem ICT 考 虑 电 枢 反 应 的 作 用 ， 转 矩 上 升 的速 度 比 电 流 上 升 的 慢 。 如 图 示 。 aIn0 n2T0T emTTn0 （ 3） 效 率 特 性 NUU 定 义 ： 当 、 时 ，fNII )( aIf由 方 程 式 可 得 aN aaIU IRPP PPn 2011 1 空 载 损 耗 为 不 变 损 耗 ， 不 随 负 载 电 流 变化 ， 当 负 载 电 流 较 小 时 效 率 较 低 ， 输 入功 率 大 部 分 消 耗 在 空 载 损 耗 上 ； 负 载 电流 增 大 ， 效 率 也 增 大 ， 输 入 的 功 率 大 部分 消 耗 在 机 械 负 载 上 ； 但 当 负 载 电 流 增大 到 一 定 程 度 时 铜 损 快 速 增 大 此 时 效 率又 变 小 。 如 图 所 示 。 aI 0 （ 4） 机 械 特 性 NUU 定 义 ： 当 ， 励 磁 回 路 和 电 枢 回 路 电 阻 保 持 不变 时 ,电 动 机 的 转 速 n与 电 磁 转 矩 之 间 的 关 系 称 为 直 流 电 机 的 机 械 特 性 。 ( )emn f T由 方 程 式 可 得 : 2a jN emE E TR RUn TC C C n0 emTn0 Rj=0Rj1Rj2a aEU I Rn C ema TTI C 当 Ia=0时 ， T=0， 对 应 转 速 为 空 载转 速 ： 0 NEUn C 串 励 直 流 电 动 机 的 工 作 特 性 当 负 载 电 流 较 小 时 ， 电 机 磁 路 不 饱 和 ， 每 极 气 隙 磁 通 与 励 磁电 流 呈 线 性 关 系 。 即 ： afff IkIk 转 速 特 性 ef faaef Ne aaeN Ck RRICk UC IRCUn 转 矩 特 性 2aTfaTem ICkICT aI 0 nemTn emT 当 负 载 电 流 较 大 时 ， 磁 路 饱 和 ， 串 励 电 动 机 的 工 作 特 性 与 他励 电 动 机 相 同 。 曲 线 如 图 所 示 。 当 负 载 电 流 为 零 时 ， 电 机 转 速 趋 于 无 穷 大 ，所 以 串 励 电 动 机 不 宜 轻 载 或 空 载 运 行 。 xAHdl 2NS +S N N S + + + + + + +NS SX AXFAXF axax 22 d轴1.电 刷 在 几 何 中 性 线 时 的 电 枢 反 应 B(x) + + + + + + +N SNS S物 理 中 性 线交 轴 电 枢 反 应电 枢 表 面 磁 通 密 度 的 实 际 过 零 点 的 连 线 。B0(x)Ba(x) 练 习 题P218,20-2P231,21-2P232,21-1