【正文】 。曲線如圖所示。 二、串勵 直流電動機的工作特性 當負載電流較小時，電機磁路不飽和，每極氣隙磁通與勵磁電流呈線性關系。其工作特性與并勵電動機有很大的區(qū)別。此結論對所有電機有普遍意義。如圖所示。如圖所示。如圖所示。同理，上述的物理過程也可以反過來，電機從電動機狀態(tài)轉變到發(fā)電機狀態(tài)。當 下降到一定程度時，使得 ，此時 ，發(fā)電機輸出的電功率 ，原動機輸入的機械功率僅僅用來補償電機的空載損耗。 把一臺他勵直流發(fā)電機并聯于直流電網上運行， 保持不變。 直流電動機的工作特性 167。 直流電機的可逆原理 ?167。 167。 對并勵發(fā)電機，除了像他勵發(fā)電機存在的電樞反應去磁作用和電樞回路上的電阻壓降使端電壓下降外，還有第三個原因：由于上述兩個原因使端電壓下降，引起勵磁電流減小，端電壓進一步下降。由于勵磁電壓不能反向，所以它的空載特性曲線只在第一象限。如此不斷增長，直到勵磁繞組兩端電壓與 相等時，達到穩(wěn)定的平衡工作點 A。在電動勢作用下勵磁回路產 生 。并勵發(fā)電機建立電 壓的過程稱為自勵過程，滿足建壓的條件稱為自勵條件。 fR fRcrR若再增加勵磁回路電阻，發(fā)電機將不能自勵。 fff RIU ??fR增大 ，場阻線變?yōu)榍€ 3時， 稱為臨界電阻 。 三、調節(jié)特性 1Cn? 2CU ? )( IfI f ?定義：當 、 時， 外特性曲線如圖所示 由曲線可見，在負載電流變化時，若保持端電壓不變，必須改變勵磁電流 ，補償電樞反應及電樞回路電阻壓降對對輸出端電壓的影響。 aEU ? nCE ea ??)( fa IfE ?aE ?空載特性曲線上升分支 空載特性曲線下降分支 平均空載特性曲線 UfI1Cn? 0?I )( fIfU ?定義：當 、 時， 二、外特性 Nnn ? fNf II ? )( IfU ?定義：當 、 時， 外特性曲線如圖所示 由曲線可見，負載電流增大時，端電壓有所下降。由于 ，因此空載特性實質上就是 。實際中通常取平均特性曲線作為空載特性曲線。當固定兩個物理量，只研究兩個物理量之間的變化時，稱為電機的特性。 他勵發(fā)電機的運行特性 電機的特性：基本方程式中有四個物理量是主要的，電機的端電壓 U。 adP空載損耗 包括： 0PaE 電磁功率一方面代表電動勢為 的電源輸出電流 時發(fā)出的電功率，一方面又代表轉子旋轉時克服電磁轉矩所消耗的機械功率。 直流發(fā)電機的基本方程式 二、電磁轉矩和轉矩平衡方程 01 TTT em ??電磁轉矩： aTem ICT ??直流發(fā)電機的勵磁電流 ff RUI ?三、勵磁特性公式 每極氣隙磁通 ),( fa IIf??直流發(fā)電機軸上有三個轉矩：原動機輸入給發(fā)電機的驅動轉矩 、電磁轉矩 和機械摩擦及鐵損引起的空載轉矩 。 2fIFGIaI1fI F?? UIG?? UaI1fI2fIF如圖規(guī)定各物理量的參考方向 aE??G?? UaI1T0TemTnfI?? fU一、電樞電動勢和電動勢平衡方程 aabaaa RIUURIUE ?????? 2aR 為電樞回路總電阻， 為正負電刷與換向器表面的接觸壓降。 IIIfa ??GIaIfIF?? U 直流發(fā)電機的勵磁方式 直流發(fā)電機 復勵 ：并勵和串勵兩種勵磁方式的結合。 fa III ??fIFIG?? UaI串勵 ：勵磁繞組與電樞繞組串聯。 aII ?G?? U?? UfIFaII ? 他勵直流發(fā)電機的電樞電流和負載電流相同，即： 直流發(fā)電機的勵磁方式 直流發(fā)電機 并勵 ：發(fā)電機的勵磁繞組與電樞繞組并聯。 他勵 ：直流電機的勵磁電流由其它直流電源單獨供給。 并勵發(fā)電機的自勵條件和外特性 直流發(fā)電機的勵磁方式 直流發(fā)電機 供給勵磁繞組電流的方式稱為 勵磁方式 。 直流發(fā)電機的基本方程式 ?167。 ?167。 改善換向一般采用以下方法： 選擇合適的電刷，增加換向片與電刷之間的接觸電阻 裝設換向磁極 位于幾何中性線處裝換向磁極。 ?由于電樞反應， 還存在切割電動勢 ?切割電動勢的存在使換向電流變化緩慢，合成電動勢使換向電流的變化不再是線性，出現了延遲 ?附加換向電流 LeMere()r L M rd i d ie e e L M Ld t d t? ? ? ? ? ? ?2a c a ae N B lv?re1 2 1 2raKb b b beeeiR R R R?????? 改善換向的方法 除了直線換向外，延遲和超越換向時的合成電動勢不為零，換向元件中產生附加換向電流，附加換向電流足夠大時會在電刷下產生火花。 三、超越換向 ai直線換向 aikTt0延遲換向 超越換向 一直流換向 ?如果換向元件的合成電動勢為零，并忽略元件電阻 R和元件與換向片間的連接電阻 Rk，這有 ?其中 是變化的，其值與電刷和換向片之間的接觸面積成反比，即 ?根據節(jié)點電流定律 ?可得 1 1 2 2 0bbR i R i??1122()b b b b k kb b bbkSSR R RS L T t vSSR R RS L tv?????12aai i ii i i????2(1 )aktiiT??12bbRR二、延遲換向 ?在換向過程中線圈中的電流時變化的，線圈中存在自感電動勢 ；為了保證換向可靠，實際的電刷的寬度比換向片的寬度要大，由于有多個元件，線圈中存在互感電動勢 。 0??e當 時換向元件電流隨時間不再是線性變化，出現電流延遲現象。換向電動勢是幫助換向的。 ae換向元件中的合成電動勢為： kaML eeeee ????? 根據楞次定律，自感電動勢、互感電動勢和切割電動勢總是阻礙換向的。 換向的電磁理論 換向元件中的電動勢： 自感電動勢 和互感電動勢 ：換向元件（線圈）在換向過程中電流改變而產生的。 aii ??元件 1 av1 2 i iai2ai ai2i1iaii ?? aii ??ai2ai ai2i1iai? aii?ai2換向周期：元件從開始換向到換向終了所經歷的時間。 電刷與換向片 1接觸時，元件 1 中的電流方向如圖所示，大小為 。 電樞移到電刷與換向片 2接觸時，元件 1的被短路，電流被分流。國家對電機換向時產生的火花等級及相應的允許運行狀態(tài)有一定的規(guī)定。當火花超過一定程度，就會燒壞電刷和換向器表面，使電機不能正常工作。 換向概述 定義： 直流電機在工作時，繞組元件連續(xù)不斷地從一條支路退出而進入相鄰的支路，在元件從一條支路轉入另一條支路這個過程中，元件中的電流就要改變方向，這就是所謂直流電機的換向問題。 換向的電磁理論 167。 167。 : 2e m a T apNT Φ IC Φ Iπ a??為電機的轉矩常數，有 其中 apNCT ?2? eTCC ?性質 : 發(fā)電機 —— 制動 (與轉速方向相反 )； 電動機 —— 驅動 (與轉速方向相同 )。從Ce與 Ct的表達式可以看出 Ct =。 直流電機的電磁轉矩 定義：根據電磁力定律，當電樞繞組中有電樞電流流過時，在磁場內將受到電磁力的作用，該力與電機電樞鐵心半徑之積為電磁轉矩。 ) ( 電動勢常數 為電機的結構常數 其中 apNCe 60?性質 :