《直流发电机》PPT课件

2008 College of Electrical Engineering,Zhejiang University,Electrical Machinery,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,2.5 直流发电机,直流发电机的励磁方式可以是他励、并励和复励。,以并励为例推导直流发电机的基本方程式。,各物理量正方向的规定：,电枢电动势,Ea,与电流,Ia,方向一致；,电磁转矩,Tem,与转速,n,方向相反，,为制动转矩。,R,L,R,a,r,f,I,a,I,f,I,E,a,T,em,U,r,n,一、基本方程式,（1）电势平衡式,电枢回路：,E,a,U,（2）转矩平衡式,T,1,T,0,T,em,T,1,：输入转矩;T,0,:空载制动转矩,（3）功率平衡式,功率平衡式,空载损耗功率,p,0,：,p,mec,：机械损耗;p,Fe,:铁心损耗；,p,ad,：附加损耗,P,1,：输入功率;p,0,：空载损耗功率;,P,em,：电磁功率,电磁功率,P,em,：,功率和效率,功率平衡式：,效率：,二、发电机的运行特性,直流发电机的四个基本物理量：,U、I、I,f,、n。（,n由原动机拖动，保持不变）,运行特性,：,在,U、I、I,f,之间，保证其中一个量不变，另外两个物理量之间的函数关系。,主要特性：,（1）,n,常数，,I,常数，,Uf（I,f,）,；负载特性,（2）,n,常数，,I,f,常数，,Uf（I）,；外特性,（3）,n,常数，,U,常数，,I,f,f（I）,；调节特性,空载特性,空载时，,n等于常数,空载特性实质即为磁化曲线,确定磁路和运行点的饱和程度,空载特性,U,o,f（,I,f,）,空载特性可以通过实验的手段得到。,调节r,I,f,单调增长,U=1.11.3 U,N,I,f,单调减小至0,I,f,反向单调增长,U=（1.11.3）U,N,I,f,单调减小至0,U,f,G,A,V,r,外特性,Uf（I）,I,U,外特性也可以通过实验的手段得到。,调节R,L,I从零增至额定值,1 他励,1,2 并励,2,n不变,I,f,不变,G,A,V,r,R,L,电压调整率,从空载到负载，电压下降的程度由电压变化率来表示。,U,0,是空载时的端电压，一般他励直流发电机的电压变化率约为510%。,I,I,f,调整特性,I,f,f(I),转速一定，负载电流变化时，为维持他励直流发电机的端电压不变，需要调节励磁电流。负载电流增大，励磁电流也增大。,I=I,N,U=U,N,时的I,f,，称为,额定励磁电流。,I,N,I,fN,I,U,G,A,V,（3）并联发电机的自励条件和特性,“自励发电机”，,I,f,15,自励过程：,I,f,U,自励特征,发电机自励时的稳定点为励磁回路伏安特性曲线与空载特性的交点。,电机的转速发生变化，励磁回路伏安特性曲线发生移动，稳定工作点发生改变。,不同的转速，具有不同的临界电阻,自励的条件,（1）电机必须有剩磁。可通过“充磁”,（2）励磁绕组的接线与电枢旋转方向必须正确配合，使励磁电流产生的磁场方向与剩磁方向一致,（3）励磁回路的电阻应小于与电机转速相对应的临界电阻。,外特性和调整特性,并励,发电机的外特性,U=f(I),与他励相比，根据,有几个特点：,(1)负载增大时，端电压下降较快；,(2)外特性有拐弯现象;,调整特性与他励发电机相似。,直流发电机的总结,（1）,三个平衡式，以及EU的发电状态判据。,（2）发电机的励磁方式：,（3）不同励磁方式对工作特性的影响。,