资源描述
1.5直流电机的电枢电动势与电磁转矩,1.5.1直流电机的电枢电动势,产生:电枢旋转时,主磁场在电枢绕组中感应的电动势简称为电枢电动势。,大小:,性质:发电机电源电势(与电枢电流同方向);电动机反电势(与电枢电流反方向).,可见，直流电机的感应电动势与电机结构、气隙磁通及转速有关。,产生:电枢绕组中有电枢电流流过时,在磁场内受电磁力的作用,该力与电枢铁心半径之积称为电磁转矩。,大小:,可见，制造好的直流电机其电磁转矩与气隙磁通及电枢电流成正比。,1.5.2直流电机的电磁转矩,性质：发电机制动(与转速方向相反)；输入的机械拖动转矩=电磁转矩+空载转矩电动机驱动(与转速方向相同)；输入的电磁转矩=空载转矩+负载转矩,电枢电动势和电磁转矩是直流电机两个重要的公式。对于同一台直流电机，电动势常数Ea和转矩常数CT之间具有确定的关系：,1.6直流发电机,1.6.1直流电机的励磁方式主磁极上励磁绕组获得电源的方式叫励磁方式，也指励磁电流的供给方式。,自励,他励,并励,串励,复励,（1）他励式其励磁绕组由其他电源供电，励磁绕组与电枢绕组不相连。电枢电流Ia=负载电流I,（b）并励：Ia=I+If（c）串励：Ia=I=If（d）复励：磁场相加：积复励磁场相减：差复励,（2）自励,1.6.2直流电机的基本方程式,一、基本方程式1.电动势平衡方程式按发电机惯例参考方向，电枢回路的电动势方程式为并励发电机的电枢电流为直流发电机的EU，这是判断直流电机运行在发电机状态的依据。,2.功率平衡方程式,3.转矩平衡方程式当发电机转速n为常数时，原动机输入的驱动转矩T1的一部分用来克服空载转矩T0，剩下的转换为发电机的电磁转矩T。,实验过程：If由0开始增大，U0将逐渐增大。If减小，U0将逐渐减小，但If=0，U0不等于0，存在剩磁电动势。,1.6.3直流发电机（他励）的运行特性,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。,定义：当、时，,1.空载特性,2.外特性,由曲线可见，负载电流增大时，端电压有所下降。,根据可知，端电压下降有两个原因：一是在励磁电流一定情况下，负载电流增大，电枢反应的去磁作用使每极磁通量减少，使电动势减少；另一个原因是电枢回路上的电阻压降随负载电流增大而增加，使端电压下降。,比如：当负载电流增大时，必须增加励磁电流去补偿电枢反应的去磁作用和内部的电压降，才能保持端电压不变。,3.调节特性,由曲线可见，在负载电流变化时，若保持端电压不变，必须改变励磁电流，补偿电枢反应及电枢回路电阻压降对对输出端电压的影响。,1.7直流电动机,1.7.1直流电动机（并励）的基本方程式,1.电动势平衡方程式电枢回路的电动势方程式为并励电动机的电枢电流为直流电动机的UE，这是判断直流电机运行在电动机状态的依据。,2.功率平衡方程式,3.转矩平衡方程式电动机转速恒定时，输入的电磁转矩Tm（驱动）的一部分用来克服空载转矩T0，剩下的转换为电动机的机械负载转矩T2。,1.7.2直流电动机的工作特性,一、转速特性,转速特性是指在，电枢回路不串附加电阻时，电动机的转速n随输出功率P2而变化的关系，即曲线。,当输出功率增加时，电枢电流增加，电枢压降增加，使转速下降，同时由于电枢反应的去磁作用使转速上升。上述两者相互作用的结果，使转速的变化呈略微下降。,二、转矩特性,转矩特性是指在，电枢回路不串附加电阻时，电动机的电磁转矩T随输出功率P2而变化的关系，即曲线。,当转速不变时，特性曲线为一通过原点的直线。实际上，当P2增加时转速n略微有所下降，因此曲线将稍微向上弯曲。而电磁转矩,因此只要在的关系曲线上加上空载转矩T0，便可得到的关系曲线，如图所示。,三、效率特性,效率特性是指在，电枢回路不串附加电阻时，电动机的效率随输出功率P2而变化的关系，即曲线。,电动机的损耗主要是可变的铜损和固定的铁损。当负载P2较小时，铁损不变，效率低；随着负载P2的增加，铁损不变，铜损增加，但总损耗的增加小于负载的增加，效率上升；负载继续增大，铜损是按负载电流的平方增大，使得效率开始下降，当不变损耗与可变损耗相等时效率最大。电动机在满载附近效率较高，而在低负载时效率显著下降。,
展开阅读全文