直流测速发电机课件.ppt

《直流测速发电机课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第2章直流测速发电机2.1直流发电机工作原理和结构2.2直流电势的关系式2.3直流测速发电机及其输出特性2.4直流测速发电机误差及其减小的方法2.5直流测速发电机的应用2.6直流测速发电机的性能指标2.7直流测速发电机的发展趋势2.1直流发电机工作原理和结构2.1.1工作原理直流发电机的工作是基于电磁感应定律，即：运动导体切割磁力线，在导体中产生切割电势；或者说匝链线圈的磁通发生变化，在线圈中发生感应电势。2.1.2直流电势的形成导体切割磁通产生的电势为ei=Bxlv磁场分布和电刷电势2.1.2直流电势的形成导体切割磁通产生的电势为ei=Bxlv磁场分布和电刷电势

2、电枢绕组和输出电势等值电路电枢元件输出电势直流电机示意图2.1.3直流电机基本结构静止部分(称为定子)：定子铁心、励磁绕组、机壳、端盖和电刷装置等组成；旋转部分(称为转子)：转子由电枢铁心、电枢绕组、换向器、轴等组成。定子和转子之间存在间隙(称为空气隙)。定子主磁极控制用的直流电机一对极。励磁方式：电磁式，永磁式。电枢铁心和电枢绕组换向器和电刷2.2直流电势的关系式当电刷A、B通过换向片与几何中心线上的导体相连接时，电刷A、B就把处于一个磁极下元件的电势串联起来，电刷间的电势应该等于正负电刷所连接的导体的电势之和：其中：s=N/(2a)气隙磁密分布：电枢表面圆周速

3、度或：Ea=CeΦn，其中Ce=pN/60a2.2直流电势的关系式磁通一定时：Ea=Ken，式中：Ke=CeΦ，称为电势系数。2.3直流测速发电机及其输出特性2.3.1直流测速发电机的型式按照励磁方式划分，直流测速发电机有两种型式。永磁式电磁式2.3.2自动控制系统对直流测速发电机的要求主要是精确度高、灵敏度高、可靠性好等。(1)输出电压与转速的关系曲线(称为输出特性)应为线性；(2)输出特性的斜率大；(3)温度变化对输出特性的影响小；(4)输出电压的纹波要小，即要求在一定的转速下输出电压稳定，波动小；(5)正、反转两个方向的输出特性一致。2.3.3输出特性直流电

4、势:Ea=CeΦn当每极总磁通Φ为常数时，则Ea∝n即输出电势与转速成正比。测速发电机电刷两端接上负载电阻RL后，RL两端的电压才是输出电压。Ua=Ea-IaRaIa=Ua/RL输出特性：负载时输出电压与转速的关系，Ua=f(n)。理想情况下Φ、Ra和RL都能保持为常数，则Ua与n之间仍呈线性关系,Ua=Kn；随着负载电阻的减小，输出特性的斜率变小；实际上，测速发电机的输出特性Ua=f(n)不是严格地呈线性特性，实际特性与要求的线性特性间存在误差。2.4直流测速发电机的误差及其减小的方法2.4.1温度影响Ua=f(n)为线性关系的条件是励磁磁通Φ、Ra、RL为常数

5、。实际上，电机周围环境温度的变化以及电机本身发热(由电机各种损耗引起)都会引起电机绕组电阻的变化。当温度升高时，励磁绕组电阻增大，励磁电流减小，磁通也随之减小，输出电压就降低。反之，当温度下降时，输出电压便升高。解决办法：在励磁回路中串联温度系数较低的电阻。在励磁回路中串联负温度系数的热敏电阻并联网络。励磁回路中的热敏电阻并联网络电阻随温度变化的曲线2.4.2电枢反应影响电机空载时，只有励磁绕组产生的主磁场。电机负载时，电枢绕组中流过电流也要产生磁场，称为电枢磁场。负载运行时，电机中的磁场是主磁场和电枢磁场的合成。由于电枢磁场的存在，气隙中的磁场发生畸变，这种现象

6、称为电枢反应。主磁场的磁通密度分布曲线电枢磁场磁通密度分布曲线两条曲线逐点叠加后得到负载时气隙磁场的磁通密度分布曲线如果电机的磁路不饱和(即磁路为线性)，磁场的合成就可以应用叠加原理。如果电机的磁路饱和，增加少，减少多，电枢反应去磁（RL1>RL2)影响：n↑，→Ea↑，→Ia↑，→饱和RL↓，→Ia↑，→饱和饱和去磁，输出特性偏离线性解决办法：限制最大转速nmax限制最小负载电阻RLmax2.4.3延迟换向去磁换向过程：电机旋转，当电枢绕组元件从一条支路经过电刷进入另一条支路时，其中电流反向，由+ia变成-ia的过渡过程。元件1122.4.3延迟换向去磁由于元件

7、本身有电感，因此在换向过程中当电流变化时，换向元件中要产生自感电势:换向元件在经过几何中性线位置时，由于切割电枢磁场而产生切割电势ea=Blv方向应与换向前的电流方向相同，是阻碍换向的右手定则可以确定，ea所产生的电流的方向也与换向前的电流方向相同，是阻碍换向的。2.4.3延迟换向去磁换向元件被电刷短路，于是总电势ek=eL+ea在换向元件中产生附加电流ik,ik方向与ek方向一致。由ik产生磁通Φk，其方向与主磁通方向相反，对主磁通有去磁作用。延迟换向去磁eL∝n2；ea∝n2。因此，换向元件的附加电流及延迟换向去磁磁通与n2成正比；直流测速发电机的转速上限要受

8、到延迟换向