第5讲第3章直流电机原理ppt课件.ppt

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1、1、直流电机的额定值;2、直流电机的空载磁场分布;3、直流电机的励磁方式;4、直流电机的电枢电动势与电磁转矩的计算公式；回顾预习1、直流发电机;2、直流电动机运行原理;3、直流电机的机械特性；第3章直流电机原理第3章直流电机原理电机及拖动基础3.6直流发电机3.7直流电动机运行原理3.8他励直流电动机的机械特性教学目的了解直流发电机电动势平衡、转矩平衡和功率平衡方程式掌握直流电动机电动势平衡、转矩平衡和功率平衡方程式掌握直流电动机的工作特性掌握他励直流电动机的机械特性一、重点:1、直流电机机与发电机运行状态判断2、

2、直流电动机电动势平衡、转矩平衡和功率平衡程式；3、直流电动机的工作特性4、他励直流电动机的机械特性※重点与难点二、难点:1、功率流程图；2、电枢反应对机械特性的影响第5讲他励直流发电机的结构示意图及电路图3.6直流发电机第3章直流电机原理SN＋－3.6.1直流发电机稳态运行的基本方程式按照发电机惯例的参考方向如图,发电机基本方程如下：3.6.1直流发电机稳态运行的基本方程式第3章直流电机原理电压平衡方程式：转矩平衡方程式：＋－电机在机电能量转换中，一部分能量不能被利用，这部分能量称为损耗。直流电机的损耗可分为：pm

3、：由各类摩擦引起的机械损耗pFe：铁心损耗(磁滞与涡流之和)ps：附加损耗pcua：电枢回路铜耗pcua=Ia2Rapcuf：励磁回路铜耗pcuf（=UIf=RfIf2）；空载损耗p0即不变损耗因此，功率平衡方程式，就是扣除损耗的过程。——可变损耗3.6.2功率关系第3章直流电机原理上述的功率平衡关系可用功率流程图形象的表示：第3章直流电机原理3.6.2功率关系他励直流电动机的结构示意图及电路图3.7直流电动机运行原理3.7.1他励直流电动机稳态运行的基本方程式第3章直流电机原理按照电动机惯例的参考方向如图,电动机

4、基本方程如下：3.7.1他励直流电动机稳态运行的基本方程式第3章直流电机原理电压平衡方程式：转矩平衡方程式：上述的功率平衡关系可用功率流程图形象的表示：第3章直流电机原理3.7.2他励直流电动机的功率关系例3-10一台他励直流电机接在220V电网上运行，已知，，求：1）此电机是发电机运行还是电动机运行？2）电磁转矩、输入功率和效率各为多少？解1）判断一台直流电机是何种运行状态，可比较电枢电动势和端电压的大小，即因为故此电机是电动机运行状态。第3章直流电机原理2）求根据则电磁转矩输入功率输出功率效率第3章直流电机原理

5、P55例3-7转速特性当U=UN，If=IfN时，n=f(Ia)的关系。U=Ea+IaRaUN=EaN+IaRaEaN=CeΦNn=UN－IaRa当UN，IaN，nN时的励磁电流当Ia↑，n↓。但Ra较小，n↓很小。nIan3.7.3直流电动机的工作特性第3章直流电机原理2.转矩特性当U=UN，If=IfN时，T=f(Ia)的关系。nIanT,T电磁转矩T与电枢电流Ia成正比。如果考虑电枢反应有去磁效应，随着Ia的增大，T要略微减小。3.7.3直流电动机的工作特性第3章直流电机原理3.效率特性当U=UN，If=I

6、fN时，η=f(Ia)的关系。nIanT,Tη，η直流电动机效率约为0.75~0.94，容量大的效率更高。3.7.3直流电动机的工作特性第3章直流电机原理当不变损耗等于可变损耗时，效率最高，效率特性的这个特点，对其他电机、变压器也适用，具有普遍意义。3.8他励直流电动机的机械特性直流电动机的机械特性就是指在稳定运行情况下，电动机的转速与电磁转矩之间的关系，即n=f(T)。第3章直流电机原理EanTLTIaIfUfUR电动机加上一定的电压U和一定的励磁电流If，并在电枢回路中串R，电磁转矩与转速之间的关系，即n=f(

7、T)。3.8.1机械特性的一般表达式机械特性n=f(T)的推导将T=CtΦIa，代入转速特性，考虑到电枢串电阻R可得：斜率β越小，特性越平，称为硬特性。反之称为软特性转速降机械特性的斜率理想空载转速3.8.1机械特性的一般表达式第3章直流电机原理理想空载转速机械特性的斜率转速降斜率β越小，特性越平，称为硬特性。反之称为软特性机械特性曲线实际空载转速他励电动机的接线图3.8.1机械特性的一般表达式第3章直流电机原理U=UN、Φ=ΦN，R=0的机械特性称固有机械特性3.8.2固有机械特性第3章直流电机原理特点：1）n=

8、f(T)为下斜直线，T↑，n↓；2）当T=0时，n0=UN/CeΦN为理想空载转速，此时，Ia=0，E=UN；特点：3）Ra小，斜率很小，硬特性；4）∆nN=n0-nN=TN额定转速差。nN约0.95n0，∆nN约0.05n0；7）T<0，n>n0。在第Ⅱ象限，发电机状态。6）T>TS，n<0。在第Ⅳ象限。5）n=0，电机启动，Ia=UN/Ra=IS，T