直流電機(jī)原理ppt課件(2)-資料下載頁
2025-01-15 05:41本頁面
【正文】 318中正方向的約定， 可寫出發(fā)電機(jī)狀態(tài)的轉(zhuǎn)矩平衡方程 0em TTT ?? （ 326） 3. 功率方程 對(duì)于直流發(fā)電機(jī)，輸入的機(jī)械功率為 0em0emm1 )( pPTTTPP ??????? ??（ 327） 因電磁功率 C u a22aaaaaem pPIRUIIEP ?????? （ 328） 49 第三章 直流電機(jī)原理 （ 329） epppPpPP FmC u a20em1 ?????????? 上式說明，他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)將輸入的原動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率轉(zhuǎn)換成電能輸出和內(nèi)部的熱能損耗。其功率關(guān)系如圖 320所示，可見機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的變換過程。 機(jī) 械 功 率 電 磁 功 率 電 功 率 P1 Pe m P2 mp? Cuap?Fep?圖 3 2 0 直 流 發(fā) 電 機(jī) 的 功 率 圖50 第三章 直流電機(jī)原理 由此可得，直流發(fā)電機(jī)的效率為 （ 330） pPpPP????????212 1?式中 ΣΔp —— 直流發(fā)電機(jī)的總損耗，對(duì)于他勵(lì)直流發(fā)電機(jī) a d dC u aFem ppppp ??????????對(duì)于并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，則在上式中還應(yīng)加上勵(lì)磁損耗 ΔpCuf 。 （ 331） 51 第三章 直流電機(jī)原理 4. 工作特性 (1) 空載特性 是指當(dāng)發(fā)電機(jī)不帶負(fù)載 Ia=0， U = Ea時(shí)， E0 = Ea = f（ If）的關(guān)系曲線。這里分兩種情況討論： fIUE ,aA0U21AofAI圖 3 2 1 他 勵(lì) 直 流 發(fā) 電 機(jī) 的 空 載 特 性 1) 對(duì)于他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式 ，且 n恒定不變，因此 ，由圖 39給出的 Φ0 = f（ If）磁化曲線可得到的 Ea = f（ If）的 關(guān)系，即他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的空載特性與其空載磁化曲線是相似的。如圖 321所示。 ΦnCE ea ?ΦE ?a52 第三章 直流電機(jī)原理 2) 對(duì)于并勵(lì)和復(fù)勵(lì)直流發(fā)電機(jī) ，其勵(lì)磁電流要靠發(fā)電機(jī)自身提供的電壓產(chǎn)生， 而發(fā)電機(jī)電壓的產(chǎn)生則需要有勵(lì)磁電流才行。由此可見，并勵(lì)和復(fù)勵(lì)直流發(fā)電機(jī)在起始階段需要有一個(gè)自我勵(lì)磁并建立電壓的過程，這稱之為自勵(lì)過程。 圖 322給出了并勵(lì)和復(fù)勵(lì)直流發(fā)電機(jī)空載電壓建立的過程： 當(dāng)原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)發(fā)電機(jī)以恒定轉(zhuǎn)速 n 旋轉(zhuǎn)時(shí)， 由于主磁極存在剩磁， 電樞繞組切割剩磁磁通會(huì)產(chǎn)生一個(gè)較小的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) Eod， 由 Eod 在勵(lì)磁回路中產(chǎn)生勵(lì)磁電流 If1 ； 如果極性正確， 將在磁路中產(chǎn)生與剩磁方向相同的磁通，使主磁路中磁通增加，使感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增大為 E1， E1又使勵(lì)磁電流增大為 If2 ； 如此循環(huán)， 使得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和勵(lì)磁電流不斷增加，最終建立起發(fā)電機(jī)的空載電動(dòng)勢(shì)。 例如， 在圖 322中的 A點(diǎn)（ E0A， IfA）穩(wěn)定工作。 53 第三章 直流電機(jī)原理 必須指出，自勵(lì)發(fā)電方式能否建立空載電壓是有三個(gè)條件的：一是 電機(jī)必須有剩磁，如果沒有須事先進(jìn)行充磁； fIUE ,aA0U21AofAI圖 3 2 2 并 勵(lì) 和 復(fù) 勵(lì) 直 流 發(fā) 電 機(jī) 的 空 載 特 性odE 1E 2E二是 勵(lì)磁繞組的極性必須正確，也就是勵(lì)磁繞組與電樞并聯(lián)時(shí)接線要正確； 三是 勵(lì)磁回路的電阻不能太大，即其伏安特性的斜率U/If 不能太陡（如斜線 1）， 否則如果伏安特性的斜率太陡，與發(fā)電機(jī)空載特性交點(diǎn)很低或無交點(diǎn)（見斜線 2）， 就無法建立空載電壓?？傊?，自勵(lì)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行首先要在空載階段建立電壓，然后才能帶負(fù)載運(yùn)行。 54 第三章 直流電機(jī)原理 (2) 外特性 是指當(dāng)勵(lì)磁電流保持不變，改變外部負(fù)載時(shí)，其輸出電壓與負(fù)載電流的關(guān)系，即 U=f（ Ia）。他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的外特性如圖 323中曲線 1所示，隨著電流的增大，其輸出電壓下降。這是因?yàn)椋?① 隨著發(fā)電機(jī)的負(fù)載增加，其電樞反應(yīng)的去磁效應(yīng)增強(qiáng)，使每極磁通量減小，導(dǎo)致電樞電動(dòng)勢(shì)下降。 ② 電樞回路電阻上的電壓將隨著電流上升而增大，使發(fā)電機(jī)的輸出電壓下降。實(shí)際上，他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的負(fù)載電流從零變化到額定值時(shí)，其輸出電壓下降不大，接近于一個(gè)恒壓源。對(duì)于并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，因還要向勵(lì)磁回路供電，其外特性要更軟一些。 55 第三章 直流電機(jī)原理 (3) 調(diào)節(jié)特性 當(dāng)外接負(fù)載變化時(shí)，為了保持發(fā)電機(jī)的輸出電壓 U不變，可調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流 If 。例如：對(duì)于負(fù)載電流增大引起的電壓下降，可通過增加勵(lì)磁電流，加大磁通量，從而使電樞電動(dòng)勢(shì)增大，以抵消負(fù)載電流在電樞回路的電壓降，達(dá)到維持發(fā)電機(jī)電壓恒定的目的。他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)特性 If =f（ Ia）如圖 323中曲線 2所示。 f, IUaI120圖 3 2 2 并 勵(lì) 和 復(fù) 勵(lì) 直 流 發(fā) 電 機(jī) 的 空 載 特 性a ) 外 特 性 和 調(diào) 節(jié) 特 性 b ) 效 率 特 性 ?N2 / PPa )b )56 第三章 直流電機(jī)原理 (4) 效率特性 他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)帶負(fù)載運(yùn)行時(shí)，其損耗中僅電樞回路的銅耗與電流 Ia 的平方成正比，稱為 可變損耗 ；其他部分損耗與電樞電流無關(guān)，稱為 不變損耗 。 當(dāng)負(fù)載較小時(shí)， Ia 也較小，此時(shí)發(fā)電機(jī)的損耗是以不變損耗為主，但因輸出功率小而效率低；隨著負(fù)載增加， P2增大而效率上升， 當(dāng)可變損耗與不變損耗相等時(shí)效率達(dá)到最大值 ；此后，若繼續(xù)增加負(fù)載，可變損耗將隨著 Ia增大而成為損耗的主要部分， 效率又逐漸下降。他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的效率特性曲線 如圖 323b所示。 )/(N2 PPf??57 第三章 直流電機(jī)原理 小 結(jié) 作為直流電能與機(jī)械能互相轉(zhuǎn)換的運(yùn)動(dòng)裝置，直流電機(jī)在結(jié)構(gòu)上保證了直流電動(dòng)機(jī)和直流發(fā)電機(jī)工作狀態(tài)的可逆性。直流電動(dòng)機(jī)定子繞組的勵(lì)磁方式有：他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)和復(fù)勵(lì)。 直流電機(jī)的電樞繞組是實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的主要部件。直流電機(jī)的空載磁場(chǎng)由定子繞組接通直流電源建立的，在電樞繞組通電也產(chǎn)生磁場(chǎng)，并且與定子繞組的磁場(chǎng)合成后產(chǎn)生了電機(jī)的電樞反應(yīng)效應(yīng)，該效應(yīng)會(huì)影響電機(jī)的工作狀態(tài)。 直流電機(jī)在運(yùn)行時(shí)電樞產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩公式為 直流電動(dòng)機(jī)的基本方程包括電壓平衡方程、轉(zhuǎn)矩平衡方程和功率平衡方程。利用這些方程可分析電機(jī)的運(yùn)行特性，進(jìn)而可以獲得不同勵(lì)磁方式直流電動(dòng)機(jī)的工作特性。 aTeea ΦICTΦnCE ?
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