电机学第二章直流电机-PPT.pptx

电机学第二章直流电机电机学第二章直流电机2 2 2 2、1 1 1 1 概述概述概述概述 直流电机工作原理直流电机工作原理直流电机工作原理直流电机工作原理 直流电机额定值直流电机额定值直流电机额定值直流电机额定值 直流电机得主要结构部件直流电机得主要结构部件直流电机得主要结构部件直流电机得主要结构部件2 2 2 2、1 1 1 1、1 1 1 1 直流电机工作原理直流电机工作原理直流电机工作原理直流电机工作原理 2 2 2 2、1 1 1 1、2 2 2 2 直流电机得主要结构部件直流电机得主要结构部件直流电机得主要结构部件直流电机得主要结构部件直流电机整体结构直流电机整体结构直流电机整体结构直流电机整体结构2 2 2 2、1 1 1 1、2 2 2 2 直流电机得主要结构部件直流电机得主要结构部件直流电机得主要结构部件直流电机得主要结构部件直流电机主磁极与换向极直流电机主磁极与换向极直流电机主磁极与换向极直流电机主磁极与换向极2 2 2 2、1 1 1 1、2 2 2 2 直流电机得主要结构部件直流电机得主要结构部件直流电机得主要结构部件直流电机得主要结构部件直流电机机座直流电机机座直流电机机座直流电机机座2 2 2 2、1 1 1 1、2 2 2 2 直流电机得主要结构部件直流电机得主要结构部件直流电机得主要结构部件直流电机得主要结构部件直流电机电枢冲片与电枢绕组直流电机电枢冲片与电枢绕组直流电机电枢冲片与电枢绕组直流电机电枢冲片与电枢绕组2 2 2 2、1 1 1 1、2 2 2 2 直流电机得主要结构部件直流电机得主要结构部件直流电机得主要结构部件直流电机得主要结构部件直流电机换向器直流电机换向器直流电机换向器直流电机换向器2 2 2 2、1 1 1 1、2 2 2 2 直流电机得主要结构部件直流电机得主要结构部件直流电机得主要结构部件直流电机得主要结构部件直流电机电刷装置直流电机电刷装置直流电机电刷装置直流电机电刷装置大家学习辛苦了，还是要坚持大家学习辛苦了，还是要坚持继续保持安静继续保持安静继续保持安静继续保持安静2 2 2 2、1 1 1 1、3 3 3 3 直流电机得额定值直流电机得额定值直流电机得额定值直流电机得额定值额定功率额定功率额定功率额定功率:P PNN,单位单位单位单位 WW或或或或kWkW额定电压额定电压额定电压额定电压:U UNN,单位单位单位单位 V V额定电流额定电流额定电流额定电流:I INN,单位单位单位单位 A A额定励磁电压额定励磁电压额定励磁电压额定励磁电压:U UfNfN,单位单位单位单位 V V额定励磁电流额定励磁电流额定励磁电流额定励磁电流:I IfNfN,单位单位单位单位 A A额定转速额定转速额定转速额定转速:n nNN,单位单位单位单位 r/minr/min额定效率额定效率额定效率额定效率:NN额定转矩额定转矩额定转矩额定转矩:T TNN,单位单位单位单位 NmNm额定温升额定温升额定温升额定温升:,单位单位单位单位2 2 2 2、2 2 2 2 直流电机电枢绕组直流电机电枢绕组直流电机电枢绕组直流电机电枢绕组基本特点基本特点基本特点基本特点 单叠绕组单叠绕组单叠绕组单叠绕组 单波绕组单波绕组单波绕组单波绕组 2 2 2 2、2 2 2 2、1 1 1 1 电枢绕组基本特点电枢绕组基本特点电枢绕组基本特点电枢绕组基本特点电枢绕组设计得基本要求电枢绕组设计得基本要求电枢绕组设计得基本要求电枢绕组设计得基本要求电动势大电动势大电动势大电动势大,波形好波形好波形好波形好电流大电流大电流大电流大,产生并承受得电磁力与电磁转矩大产生并承受得电磁力与电磁转矩大产生并承受得电磁力与电磁转矩大产生并承受得电磁力与电磁转矩大结构简单结构简单结构简单结构简单,连接可靠连接可靠连接可靠连接可靠便于维修便于维修便于维修便于维修换向性能好换向性能好换向性能好换向性能好 电枢绕组类型电枢绕组类型电枢绕组类型电枢绕组类型叠绕组叠绕组叠绕组叠绕组:单叠绕组与复叠绕组单叠绕组与复叠绕组单叠绕组与复叠绕组单叠绕组与复叠绕组波绕组波绕组波绕组波绕组:单波绕组与复波绕组单波绕组与复波绕组单波绕组与复波绕组单波绕组与复波绕组蛙绕组蛙绕组蛙绕组蛙绕组:叠绕组与波绕组得组合叠绕组与波绕组得组合叠绕组与波绕组得组合叠绕组与波绕组得组合2 2 2 2、2 2 2 2、1 1 1 1 电枢绕组基本特点电枢绕组基本特点电枢绕组基本特点电枢绕组基本特点基本概念基本概念基本概念基本概念绕组元件绕组元件绕组元件绕组元件:两端分别与两片换向片连接得单匝或多匝线圈。两端分别与两片换向片连接得单匝或多匝线圈。两端分别与两片换向片连接得单匝或多匝线圈。两端分别与两片换向片连接得单匝或多匝线圈。元件边元件边元件边元件边:放在槽中切割磁力线、感应电动势得有效边。放在槽中切割磁力线、感应电动势得有效边。放在槽中切割磁力线、感应电动势得有效边。放在槽中切割磁力线、感应电动势得有效边。上上上上(下下下下)元件边元件边元件边元件边:放在某一槽上放在某一槽上放在某一槽上放在某一槽上(下下下下)层。层。层。层。端接端接端接端接:元件槽外得部分元件槽外得部分元件槽外得部分元件槽外得部分(前端接、后端接前端接、后端接前端接、后端接前端接、后端接)。2 2 2 2、2 2 2 2、1 1 1 1 电枢绕组基本特点电枢绕组基本特点电枢绕组基本特点电枢绕组基本特点基本概念基本概念基本概念基本概念槽内每层元件边数槽内每层元件边数槽内每层元件边数槽内每层元件边数:u u槽数槽数槽数槽数Z Z与虚槽数与虚槽数与虚槽数与虚槽数Z Zii:Z Zii =uZuZ元件数元件数元件数元件数S S、换向片数、换向片数、换向片数、换向片数K K与虚槽数与虚槽数与虚槽数与虚槽数Z Zii:S S=K K=Z Zii2 2 2 2、2 2 2 2、1 1 1 1 电枢绕组基本特点电枢绕组基本特点电枢绕组基本特点电枢绕组基本特点基本概念基本概念基本概念基本概念第一节距第一节距第一节距第一节距y y11:两个元件边在电枢表面得跨距两个元件边在电枢表面得跨距两个元件边在电枢表面得跨距两个元件边在电枢表面得跨距,用虚槽数表示用虚槽数表示用虚槽数表示用虚槽数表示极极极极距距距距 :每每每每个个个个主主主主磁磁磁磁极极极极在在在在电电电电枢枢枢枢表表表表面面面面占占占占据据据据得得得得距距距距离离离离,或或或或相相相相邻邻邻邻两两两两主主主主极极极极间间间间得距离得距离得距离得距离,用弧长或虚槽数表示。用弧长或虚槽数表示。用弧长或虚槽数表示。用弧长或虚槽数表示。y y11应接近一个极距应接近一个极距应接近一个极距应接近一个极距 ,且为整数。且为整数。且为整数。且为整数。整距整距整距整距:y y11=短距短距短距短距:y y11 2 2 2 2、2 2 2 2、1 1 1 1 电枢绕组基本特点电枢绕组基本特点电枢绕组基本特点电枢绕组基本特点基本概念基本概念基本概念基本概念第第第第二二二二节节节节距距距距y y22:与与与与同同同同一一一一换换换换向向向向器器器器相相相相连连连连得得得得两两两两个个个个元元元元件件件件,第第第第一一一一个个个个元元元元件件件件得得得得下下下下元元元元件件件件边边边边到到到到第第第第二二二二个个个个元元元元件件件件得得得得上上上上元元元元件件件件边边边边在在在在电电电电枢枢枢枢表表表表面面面面得得得得跨跨跨跨距距距距,也也也也常常常常用用用用虚槽数表示。叠绕组虚槽数表示。叠绕组虚槽数表示。叠绕组虚槽数表示。叠绕组,y y22 00;0;合合合合成成成成节节节节距距距距y y:串串串串联联联联得得得得两两两两个个个个元元元元件件件件对对对对应应应应边边边边在在在在电电电电枢枢枢枢表表表表面面面面得得得得跨跨跨跨距距距距,用用用用虚虚虚虚槽槽槽槽数表示。数表示。数表示。数表示。y y=y y11+y y22换换换换向向向向器器器器节节节节距距距距y yKK:与与与与每每每每个个个个元元元元件件件件相相相相连连连连得得得得两两两两个个个个换换换换向向向向器器器器在在在在换换换换向向向向器器器器表表表表面面面面得跨距得跨距得跨距得跨距,用换向片数表示。用换向片数表示。用换向片数表示。用换向片数表示。y y=y yKK18第一第一节距距 y1第二第二节距距 y2合成合成节距距 y换向向节距距 yK单叠绕组元件 右行左行单波绕组元件 右行2 2 2 2、2 2 2 2、2 2 2 2 单叠绕组单叠绕组单叠绕组单叠绕组 4极极电机机,Z=Zi=S=K=16 单叠右行整距叠右行整距绕组20单叠绕组就是把一个主极下得元件串联成一条支路单叠绕组就是把一个主极下得元件串联成一条支路21并联支路数等于极数并联支路数等于极数,并联支路对数并联支路对数a=2 电刷放置电刷放置2 2 2 2、2 2 2 2、3 3 3 3 单波绕组单波绕组单波绕组单波绕组 4极极电机机 Z=Zi=S=K=15 单波左行短整距波左行短整距绕组23单波绕组单波绕组:所有处于同极性下得元件串联起来构成一条支路所有处于同极性下得元件串联起来构成一条支路 24 并联支路数等于并联支路数等于2,并并联支路支路对数数a=1 电刷放置位置电刷放置位置小结小结小结小结 直流电机电枢绕组就是无头无尾得闭合绕组。直流电机电枢绕组就是无头无尾得闭合绕组。直流电机电枢绕组至少有直流电机电枢绕组至少有2条并联支路。条并联支路。在直流电机中在直流电机中,通常用通常用 a 表示并联支路对数表示并联支路对数;单叠绕组单叠绕组,a=p,即并联支路对数恒等于电机极对数即并联支路对数恒等于电机极对数;单波绕组单波绕组,a=1,即并联支路对数恒等于即并联支路对数恒等于1。电刷放置得一般原则电刷放置得一般原则:确保空载时通过正、负电刷引出得电动势最大确保空载时通过正、负电刷引出得电动势最大;被电刷短路得元件中得电动势为零被电刷短路得元件中得电动势为零;端接对称得元件端接对称得元件,电刷放置在主极轴线下得换向片上。电刷放置在主极轴线下得换向片上。2 2 2 2、3 3 3 3 直流电机得磁场直流电机得磁场直流电机得磁场直流电机得磁场 磁场就是电机实现机电能量转换得媒介。磁场就是电机实现机电能量转换得媒介。主极磁场可由永久磁铁产生主极磁场可由永久磁铁产生 主极磁场也可由励磁绕组通入直流电流或由产生。主极磁场也可由励磁绕组通入直流电流或由产生。2 2 2 2、3 3 3 3、1 1 1 1 直流电机按励磁方式分类直流电机按励磁方式分类直流电机按励磁方式分类直流电机按励磁方式分类 她励直流电机她励直流电机 并励直流电机并励直流电机 串励直流电机串励直流电机 复励直流电机复励直流电机2 2 2 2、3 3 3 3、2 2 2 2 直流电机得空载磁场直流电机得空载磁场直流电机得空载磁场直流电机得空载磁场 空载磁场空载磁场(主磁场主磁场):电枢电流电枢电流Ia=0,仅由仅由If 建立得励磁磁场。建立得励磁磁场。2 2 2 2、3 3 3 3、2 2 2 2 直流电机得空载磁场直流电机得空载磁场直流电机得空载磁场直流电机得空载磁场 磁通磁通:空载就是电机中得磁场就是对称分布得空载就是电机中得磁场就是对称分布得,分为两部分为两部分分 主磁通主磁通:经气隙、电枢、相邻主极下得气隙、主极铁芯、定子经气隙、电枢、相邻主极下得气隙、主极铁芯、定子磁轭闭合。磁轭闭合。p 主磁通同时交链与励磁绕组与电枢绕组主磁通同时交链与励磁绕组与电枢绕组;p 在电枢绕组中产生感应电动势在电枢绕组中产生感应电动势,实现机电能量交换实现机电能量交换;p 用用 0表示。表示。漏磁通漏磁通:经主极间得空气或定子磁轭闭合。经主极间得空气或定子磁轭闭合。p 不穿过气隙不穿过气隙;p 不参与机电能量交换不参与机电能量交换;p 用用 表示。表示。总磁通总磁通:为主磁通与漏磁通之与为主磁通与漏磁通之与,用用 m表示。表示。2 2 2 2、3 3 3 3、2 2 2 2 直流电机得空载磁场直流电机得空载磁场直流电机得空载磁场直流电机得空载磁场 磁通间得关系磁通间得关系 k 主极漏磁系数主极漏磁系数,一般取值一般取值1、151、252 2 2 2、3 3 3 3、2 2 2 2 直流电机得空载磁场直流电机得空载磁场直流电机得空载磁场直流电机得空载磁场 磁动势磁动势 F0 每对极励磁磁动势每对极励磁磁动势 Nf 每极主极上得励磁绕组匝数每极主极上得励磁绕组匝数 主磁路结构主磁路结构 五段式五段式 两个气隙两个气隙 两个齿两个齿 两个主极两个主极 一个定子轭一个定子轭 一个转子轭一个转子轭2 2 2 2、3 3 3 3、2 2 2 2 直流电机得空载磁场直流电机得空载磁场直流电机得空载磁场直流电机得空载磁场 主磁场分布主磁场分布 气隙磁密为平顶波气隙磁密为平顶波 33磁化曲线磁化曲线磁化曲线磁化曲线起始阶段为直线起始阶段为直线起始阶段为直线起始阶段为直线其延长线为气隙线其延长线为气隙线其延长线为气隙线其延长线为气隙线铁磁饱与导致磁化铁磁饱与导致磁化铁磁饱与导致磁化铁磁饱与导致磁化曲线得弯曲曲线得弯曲曲线得弯曲曲线得弯曲2 2 2 2、3 3 3 3、3 3 3 3 直流电机得电枢磁场直流电机得电枢磁场直流电机得电枢磁场直流电机得电枢磁场 电枢绕组中得电流产生得磁场。电枢绕组中得电流产生得磁场。主磁极得中心线称为直轴主磁极得中心线称为直轴,相邻相邻N极极与与S极得分界线称为交轴。极得分界线称为交轴。一般情况下一般情况下,直流电机电枢磁场方向直流电机电枢磁场方向总就是对准交轴总就是对准交轴,称为交轴电枢反应。称为交轴电枢反应。35电刷位于几何中性线上电刷位于几何中性线上36电刷偏离几何中性线电刷偏离几何中性线直轴电枢磁动势直轴电枢磁动势交轴电枢磁动势交轴电枢磁动势2 2 2 2、3 3 3 3、4 4 4 4 直流电机得电枢反应直流电机得电枢反应直流电机得电枢反应直流电机得电枢反应 交轴电枢反应交轴电枢反应交轴电枢反应对气隙磁场得影响交轴电枢反应对气隙磁场得影响使磁场得零点偏移使磁场得零点偏移;不饱与时不饱与时,每极磁通量不变每极磁通量不变;饱与时饱与时,每极磁通量会减少。每极磁通量会减少。39直轴电枢反应直轴电枢反应直轴电枢反应直轴电枢反应直轴电枢反应对气隙磁场得影响直轴电枢反应对气隙磁场得影响直轴电枢磁场轴线与主机轴线重合直轴电枢磁场轴线与主机轴线重合;直轴电枢磁场对励磁磁场起去磁或助磁得作用直轴电枢磁场对励磁磁场起去磁或助磁得作用;2 2 2 2、3 3 3 3、5 5 5 5 感应电动势与电磁转矩感应电动势与电磁转矩感应电动势与电磁转矩感应电动势与电磁转矩 感应电动势感应电动势E:支路中各串联元件感应电动势得代数与。支路中各串联元件感应电动势得代数与。电磁转矩电磁转矩 Tem:所有导体产生得电磁转矩得代数与。所有导体产生得电磁转矩得代数与。为每极磁通量为每极磁通量,空载时由励磁电流产生空载时由励磁电流产生,负载时由励磁电流与负载时由励磁电流与电枢电流共同产生。电枢电流共同产生。CE为电动势常数为电动势常数CT为转矩常数为转矩常数,与电机结构有关。与电机结构有关。2 2、4 4 直流发电机得基本特性直流发电机得基本特性直流发电机得基本特性直流发电机得基本特性2 2、4 4、1 1 基本方程基本方程基本方程基本方程并励发电机等效电路并励发电机等效电路2 2、4 4、1 1 基本方程基本方程基本方程基本方程1 1、电动势平衡方程、电动势平衡方程、电动势平衡方程、电动势平衡方程电枢回路电枢回路Ub 电刷接触电阻电压降,0、3 1V 励磁回路励磁回路电流方程电流方程2 2、4 4、1 1 基本方程基本方程基本方程基本方程2 2、功率平衡方程、功率平衡方程、功率平衡方程、功率平衡方程电磁功率电磁功率电磁功率电磁功率:电枢绕组感应电动势电枢绕组感应电动势电枢绕组感应电动势电枢绕组感应电动势E E与电枢电流与电枢电流与电枢电流与电枢电流I Iaa得乘积得乘积得乘积得乘积 2 2、4 4、1 1 基本方程基本方程基本方程基本方程3 3、转矩平衡方程、转矩平衡方程、转矩平衡方程、转矩平衡方程 转矩平衡方程可由功率平衡方程得出转矩平衡方程可由功率平衡方程得出转矩平衡方程可由功率平衡方程得出转矩平衡方程可由功率平衡方程得出2 2、4 4、2 2 她励发电机得运行特性她励发电机得运行特性她励发电机得运行特性她励发电机得运行特性1 1、空载特性、空载特性、空载特性、空载特性 当当当当 n n=常值、常值、常值、常值、I I=0=0 时时时时,U U00=f f(I Iff)得关系曲线。得关系曲线。得关系曲线。得关系曲线。她励发电机特性实验接线图她励发电机特性实验接线图2 2、4 4、2 2 她励发电机得运行特性她励发电机得运行特性她励发电机得运行特性她励发电机得运行特性1 1、空载特性、空载特性、空载特性、空载特性她励发电机空载特性曲线她励发电机空载特性曲线 空载特性本质上就就是空载特性本质上就就是通过实验方法测定发电机通过实验方法测定发电机实际得磁化曲线实际得磁化曲线 空载特性曲线测定均按空载特性曲线测定均按她励发电机接线方式她励发电机接线方式,与与电机得励磁方式无关电机得励磁方式无关2 2、4 4、2 2 她励发电机得运行特性她励发电机得运行特性她励发电机得运行特性她励发电机得运行特性2 2、负载特性、负载特性、负载特性、负载特性 当当当当n n=常值、常值、常值、常值、I I=常值时常值时常值时常值时,U U=f f(I Iff)得关系曲线。得关系曲线。得关系曲线。得关系曲线。她励发电机负载特性曲线她励发电机负载特性曲线 空载特性与负载特性之空载特性与负载特性之间存在一个特性三角形间存在一个特性三角形 EAU。2 2、4 4、2 2 她励发电机得运行特性她励发电机得运行特性她励发电机得运行特性她励发电机得运行特性3 3、外特性、外特性、外特性、外特性 当当当当n n=常值、常值、常值、常值、I Iff=常值时常值时常值时常值时,U U=f f(I I)得关系曲线。得关系曲线。得关系曲线。得关系曲线。她励发电机外特性曲线她励发电机外特性曲线 外特性随负载电流增大外特性随负载电流增大呈下降趋势呈下降趋势,就是由电枢就是由电枢回路电阻压降与电枢反应回路电阻压降与电枢反应去磁效应引起得去磁效应引起得;机端电压随负载变化得机端电压随负载变化得程度用电压调整率衡量程度用电压调整率衡量2 2、4 4、2 2 她励发电机得运行特性她励发电机得运行特性她励发电机得运行特性她励发电机得运行特性4 4、调节特性、调节特性、调节特性、调节特性 当当当当n n=常值、常值、常值、常值、U U=常值时常值时常值时常值时,I Iff =f f(I I)得关系曲线。得关系曲线。得关系曲线。得关系曲线。励磁电流随负载电流增励磁电流随负载电流增加而增加加而增加,以补偿电枢反以补偿电枢反应得去磁作用。应得去磁作用。铁磁材料得饱与铁磁材料得饱与,使励使励磁电流增加得速率还要高磁电流增加得速率还要高于负载电流。于负载电流。她励发电机调节特性曲线她励发电机调节特性曲线2 2、4 4、3 3 并励发电机得自励条件与外特并励发电机得自励条件与外特并励发电机得自励条件与外特并励发电机得自励条件与外特性性性性1 1、自励过程与条件、自励过程与条件、自励过程与条件、自励过程与条件并励发电机运行特性实验接线并励发电机运行特性实验接线2 2、4 4、3 3 并励发电机得自励条件与外特并励发电机得自励条件与外特并励发电机得自励条件与外特并励发电机得自励条件与外特性性性性1 1、自励过程与条件、自励过程与条件、自励过程与条件、自励过程与条件并励发电机自励条件并励发电机自励条件电机有剩磁电机有剩磁励磁绕组连接正确励磁绕组连接正确励磁回路电阻小于临界电阻励磁回路电阻小于临界电阻不同转速得临界电阻不同转速得临界电阻2 2、4 4、3 3 并励发电机得自励条件与外特并励发电机得自励条件与外特并励发电机得自励条件与外特并励发电机得自励条件与外特性性性性2 2、外特性、外特性、外特性、外特性 当当当当n n=常值、常值、常值、常值、I Iff=常值时常值时常值时常值时,U U=f f(I I)得关系曲线。得关系曲线。得关系曲线。得关系曲线。并励发电机外特性并励发电机外特性 外特性下降快外特性下降快,有有“拐弯拐弯”电压调整率可达电压调整率可达20%稳态短路电流小稳态短路电流小2 2、4 4、3 3 复励发电机得特点复励发电机得特点复励发电机得特点复励发电机得特点复励发电机复励发电机复励发电机复励发电机:励磁绕中既含有并励绕组励磁绕中既含有并励绕组励磁绕中既含有并励绕组励磁绕中既含有并励绕组,又含有串励绕又含有串励绕又含有串励绕又含有串励绕组得直流发电机组得直流发电机组得直流发电机组得直流发电机,包括积复励发电机包括积复励发电机包括积复励发电机包括积复励发电机(并励绕组其主要并励绕组其主要并励绕组其主要并励绕组其主要作用作用作用作用)与差复励发电机与差复励发电机与差复励发电机与差复励发电机(串励绕组其主要作用串励绕组其主要作用串励绕组其主要作用串励绕组其主要作用)复励发电机实验接线复励发电机实验接线2 2、4 4、3 3 复励发电机得特点复励发电机得特点复励发电机得特点复励发电机得特点复励发电机外特性复励发电机外特性复励发电机外特性复励发电机外特性复励发电机外特性曲线复励发电机外特性曲线2 2、5 5 直流电动机得基本特性直流电动机得基本特性直流电动机得基本特性直流电动机得基本特性2 2、5 5、1 1 基本方程基本方程基本方程基本方程并励电动机等效电路并励电动机等效电路2 2、5 5、1 1 基本方程基本方程基本方程基本方程1 1、电动势平衡方程、电动势平衡方程、电动势平衡方程、电动势平衡方程 电枢回路电压方程电枢回路电压方程电枢回路电压方程电枢回路电压方程 电枢绕组电势电枢绕组电势电枢绕组电势电枢绕组电势 RaRa电枢回路总等效电阻电枢回路总等效电阻电枢回路总等效电阻电枢回路总等效电阻2 2、5 5、1 1 基本方程基本方程基本方程基本方程 励磁回路电压方程励磁回路电压方程励磁回路电压方程励磁回路电压方程 R Rff=r rff+r rjj励磁回路总电阻励磁回路总电阻励磁回路总电阻励磁回路总电阻 电流方程电流方程电流方程电流方程2 2、5 5、1 1 基本方程基本方程基本方程基本方程 动态情况下得电动势平衡方程动态情况下得电动势平衡方程动态情况下得电动势平衡方程动态情况下得电动势平衡方程 电枢回路电枢回路电枢回路电枢回路 励磁回路励磁回路励磁回路励磁回路2 2、5 5、1 1 基本方程基本方程基本方程基本方程2 2、功率平衡方程、功率平衡方程、功率平衡方程、功率平衡方程 电功率平衡方程电功率平衡方程电功率平衡方程电功率平衡方程 电磁功率电磁功率电磁功率电磁功率 电枢铜耗电枢铜耗电枢铜耗电枢铜耗 励磁绕组铜耗励磁绕组铜耗励磁绕组铜耗励磁绕组铜耗2 2、5 5、1 1 基本方程基本方程基本方程基本方程3 3、转矩平衡方程、转矩平衡方程、转矩平衡方程、转矩平衡方程 稳态稳态稳态稳态 动态动态动态动态2 2、5 5、2 2 工作特性工作特性工作特性工作特性 工作特性工作特性工作特性工作特性电动机运行时转速电动机运行时转速电动机运行时转速电动机运行时转速n n、电磁转矩、电磁转矩、电磁转矩、电磁转矩T Temem与与与与效率效率效率效率 与负载与负载与负载与负载P P22得关系曲线。得关系曲线。得关系曲线。得关系曲线。直流电动机得工作特性因励磁方式而异。直流电动机得工作特性因励磁方式而异。直流电动机得工作特性因励磁方式而异。直流电动机得工作特性因励磁方式而异。工作特性通常用实验方法确定。工作特性通常用实验方法确定。工作特性通常用实验方法确定。工作特性通常用实验方法确定。2 2、5 5、2 2 工作特性工作特性工作特性工作特性1 1、并励电动机、并励电动机、并励电动机、并励电动机 工作特性实验电路工作特性实验电路工作特性实验电路工作特性实验电路2 2、5 5、2 2 工作特性工作特性工作特性工作特性(1 1)并励电动机速率特性并励电动机速率特性并励电动机速率特性并励电动机速率特性n n=f f(P P2 2)(2 2)并励电动机转矩特性并励电动机转矩特性并励电动机转矩特性并励电动机转矩特性T Tem em=f f(P P2 2)(3 3)并励电动机效率特性并励电动机效率特性并励电动机效率特性并励电动机效率特性 =f f(P P2 2)工作特性实验电路工作特性实验电路工作特性实验电路工作特性实验电路2 2、5 5、2 2 工作特性工作特性工作特性工作特性2 2、串励电动机、串励电动机、串励电动机、串励电动机 串励电动机工作特性接线串励电动机工作特性接线串励电动机工作特性接线串励电动机工作特性接线2 2、5 5、2 2 工作特性工作特性工作特性工作特性2 2、串励电动机、串励电动机、串励电动机、串励电动机 串励电动机工作特性串励电动机工作特性串励电动机工作特性串励电动机工作特性2 2、5 5、2 2 工作特性工作特性工作特性工作特性3 3、复励电动机、复励电动机、复励电动机、复励电动机 复励电动机工作特性实验电路复励电动机工作特性实验电路复励电动机工作特性实验电路复励电动机工作特性实验电路2 2、5 5、3 3 机械特性机械特性机械特性机械特性直流电动机机械特性直流电动机机械特性直流电动机机械特性直流电动机机械特性:在在在在U U=U UNN=常值时常值时常值时常值时,转速转速转速转速n n与电磁转与电磁转与电磁转与电磁转矩矩矩矩T Temem之间得关系曲线之间得关系曲线之间得关系曲线之间得关系曲线n n=f f(T Temem)。并励电动机并励电动机并励电动机并励电动机2 2、5 5、3 3 机械特性机械特性机械特性机械特性串励电动机串励电动机串励电动机串励电动机2 2 2 2、6 6 6 6 直流电力传动直流电力传动直流电力传动直流电力传动 电力传动系统基础电力传动系统基础电力传动系统基础电力传动系统基础 直流电机得调速直流电机得调速直流电机得调速直流电机得调速直流电机得起动直流电机得起动直流电机得起动直流电机得起动直流电机得制动直流电机得制动直流电机得制动直流电机得制动2 2、6 6、1 1 电力传动系统基础电力传动系统基础电力传动系统基础电力传动系统基础 电力传动得定义电力传动得定义电力传动得定义电力传动得定义:用各种电动机作为原动机拖动生产机用各种电动机作为原动机拖动生产机用各种电动机作为原动机拖动生产机用各种电动机作为原动机拖动生产机械械械械,产生运动产生运动产生运动产生运动,电力传动也称为电力拖动。直流电力传电力传动也称为电力拖动。直流电力传电力传动也称为电力拖动。直流电力传电力传动也称为电力拖动。直流电力传动就是由直流电动机来实现得。动就是由直流电动机来实现得。动就是由直流电动机来实现得。动就是由直流电动机来实现得。2 2、6 6、1 1 电力传动系统基础电力传动系统基础电力传动系统基础电力传动系统基础 运动方程运动方程运动方程运动方程转动惯量转动惯量转动惯量转动惯量对于均匀圆柱体对于均匀圆柱体对于均匀圆柱体对于均匀圆柱体对于同心圆柱体对于同心圆柱体对于同心圆柱体对于同心圆柱体2 2、6 6、1 1 电力传动系统基础电力传动系统基础电力传动系统基础电力传动系统基础 1 1、多轴旋转系统、多轴旋转系统、多轴旋转系统、多轴旋转系统转动惯量转动惯量转动惯量转动惯量2 2、直线运动系统、直线运动系统、直线运动系统、直线运动系统转动惯量转动惯量转动惯量转动惯量2 2、6 6、1 1 电力传动系统基础电力传动系统基础电力传动系统基础电力传动系统基础 稳定运行条件稳定运行条件稳定运行条件稳定运行条件 稳稳定运行定运行定运行定运行:电电机与生机与生机与生机与生产产机械机械机械机械组组成得拖成得拖成得拖成得拖动动机机机机组组已运行已运行已运行已运行于某一于某一于某一于某一转转速速速速,若外界短若外界短若外界短若外界短时扰动时扰动(负载负载突突突突变变)使使使使转转速速速速产产生得生得生得生得变变化在化在化在化在扰动扰动消失后能随之消失消失后能随之消失消失后能随之消失消失后能随之消失,即机即机即机即机组组能自行恢复到原能自行恢复到原能自行恢复到原能自行恢复到原来得速度来得速度来得速度来得速度,则则称机称机称机称机组组得运行就是得运行就是得运行就是得运行就是稳稳定得定得定得定得,否否否否则为则为 不不不不稳稳定定定定运行。运行。运行。运行。2 2、6 6、1 1 电力传动系统基础电力传动系统基础电力传动系统基础电力传动系统基础 稳定运行条件稳定运行条件稳定运行条件稳定运行条件 稳稳定运行定运行定运行定运行时时机机机机组组得机械特性得机械特性得机械特性得机械特性2 2、6 6、1 1 电力传动系统基础电力传动系统基础电力传动系统基础电力传动系统基础 稳定运行条件稳定运行条件稳定运行条件稳定运行条件 不不不不稳稳定运行定运行定运行定运行时时机机机机组组得机械特性得机械特性得机械特性得机械特性2 2、6 6、1 1 电力传动系统基础电力传动系统基础电力传动系统基础电力传动系统基础 稳定运行条件稳定运行条件稳定运行条件稳定运行条件 当机当机当机当机组组 n n00时时,有有有有 T T=T Temem-T TLL00,使机使机使机使机组组速度自行下降速度自行下降速度自行下降速度自行下降;当当当当机机机机组组 n n000,使机使机使机使机组组速度自行上升速度自行上升速度自行上升速度自行上升;即可使机即可使机即可使机即可使机组稳组稳定运行。定运行。定运行。定运行。即即即即负载负载机械特性曲机械特性曲机械特性曲机械特性曲线线得切得切得切得切线线斜率要大于斜率要大于斜率要大于斜率要大于电动电动机机械机机械机机械机机械特性曲特性曲特性曲特性曲线线得切得切得切得切线线斜率。斜率。斜率。斜率。2 2、6 6、2 2 直流电机得起动直流电机得起动直流电机得起动直流电机得起动电动机起动问题得引出电动机起动问题得引出电动机起动问题得引出电动机起动问题得引出 机械系机械系机械系机械系统统:电动电动机机机机产产生足生足生足生足够够大得大得大得大得电电磁磁磁磁转转矩克服机矩克服机矩克服机矩克服机组组得静止摩擦得静止摩擦得静止摩擦得静止摩擦转转矩、矩、矩、矩、惯惯性性性性转转矩以及矩以及矩以及矩以及负载转负载转矩。矩。矩。矩。电电气系气系气系气系统统:起起起起动动瞬瞬瞬瞬间间n n=0=0,E E=0=0,R Raa很小很小很小很小,因此起因此起因此起因此起动电动电流很大。流很大。流很大。流很大。起起起起动电动电流大将流大将流大将流大将导导致致致致:电电网网网网电压电压突然降低突然降低突然降低突然降低;电电机本身遭受巨大机本身遭受巨大机本身遭受巨大机本身遭受巨大电电磁磁磁磁力得冲力得冲力得冲力得冲击击。因此。因此。因此。因此,电动电动机起机起机起机起动时动时限制起限制起限制起限制起动电动电流非常必要。流非常必要。流非常必要。流非常必要。2 2、6 6、2 2 直流电机得起动直流电机得起动直流电机得起动直流电机得起动电动机起动方法电动机起动方法电动机起动方法电动机起动方法 直接起直接起直接起直接起动动:只限于小容量只限于小容量只限于小容量只限于小容量电动电动机。机。机。机。电电枢回路串枢回路串枢回路串枢回路串电电阻起阻起阻起阻起动动:通通通通过过增大增大增大增大电电枢回路枢回路枢回路枢回路电电阻达到降低阻达到降低阻达到降低阻达到降低起起起起动电动电流得目得流得目得流得目得流得目得,完成起完成起完成起完成起动动后将起后将起后将起后将起动电动电阻切除。阻切除。阻切除。阻切除。降降降降压压起起起起动动:抑制起抑制起抑制起抑制起动电动电流最流最流最流最为为有效有效有效有效,同同同同时时可可可可节约节约能量。能量。能量。能量。2 2、6 6、3 3 直流电机得调速直流电机得调速直流电机得调速直流电机得调速直流电动机具有宽广、平滑、经济得调速特性直流电动机具有宽广、平滑、经济得调速特性直流电动机具有宽广、平滑、经济得调速特性直流电动机具有宽广、平滑、经济得调速特性,常见得常见得常见得常见得调速方式有调速方式有调速方式有调速方式有:电电枢回路串枢回路串枢回路串枢回路串电电阻阻阻阻调调速速速速:增加增加增加增加电电枢回路枢回路枢回路枢回路损损耗耗耗耗,效率低效率低效率低效率低,只适只适只适只适合降速合降速合降速合降速调节调节。改改改改变变励磁励磁励磁励磁电电流流流流调调速速速速:几乎不影响几乎不影响几乎不影响几乎不影响电动电动机效率机效率机效率机效率,但只适合升但只适合升但只适合升但只适合升速速速速调节调节。改改改改变变端端端端电压调电压调速速速速:转转速既可上升也可下降速既可上升也可下降速既可上升也可下降速既可上升也可下降,配合励磁配合励磁配合励磁配合励磁调节调节,调调速范速范速范速范围围更更更更宽宽,就是一种普遍就是一种普遍就是一种普遍就是一种普遍应应用得用得用得用得调调速方式。速方式。速方式。速方式。2 2、6 6、4 4 直流电机得制动直流电机得制动直流电机得制动直流电机得制动电机制动包括机械制动与电磁制动电机制动包括机械制动与电磁制动电机制动包括机械制动与电磁制动电机制动包括机械制动与电磁制动 机械制机械制机械制机械制动动:由机械方式由机械方式由机械方式由机械方式产产生得制生得制生得制生得制动动力矩力矩力矩力矩,如摩擦片、制如摩擦片、制如摩擦片、制如摩擦片、制动动闸闸等。等。等。等。电电磁制磁制磁制磁制动动:由由由由电电磁方式磁方式磁方式磁方式产产生得制生得制生得制生得制动动力矩力矩力矩力矩,分分分分为为能耗制能耗制能耗制能耗制动动、反接制反接制反接制反接制动动与回与回与回与回馈馈制制制制动动。2 2、6 6、4 4 直流电机得制动直流电机得制动直流电机得制动直流电机得制动能耗制动能耗制动能耗制动能耗制动2 2、6 6、4 4 直流电机得制动直流电机得制动直流电机得制动直流电机得制动反接制动反接制动反接制动反接制动2 2、6 6、4 4 直流电机得制动直流电机得制动直流电机得制动直流电机得制动回馈制动回馈制动回馈制动回馈制动 电电机通机通机通机通过过运行状运行状运行状运行状态态得改得改得改得改变变,即即即即电动电动机状机状机状机状态变为发电态变为发电机机机机状状状状态态,使使使使电电枢枢枢枢电电流方向流方向流方向流方向发发生改生改生改生改变变,从而使从而使从而使从而使驱动驱动性性性性质质得得得得电电磁磁磁磁转转矩矩矩矩变为变为制制制制动动性性性性质质得得得得电电磁磁磁磁转转矩矩矩矩,同同同同时时能量回能量回能量回能量回馈馈至至至至电电网网网网,即即即即为为回回回回馈馈制制制制动动。2 2 2 2、7 7 7 7 直流电机得换向直流电机得换向直流电机得换向直流电机得换向 换向过程换向过程换向过程换向过程改善换向得措施改善换向得措施改善换向得措施改善换向得措施经典换向理论经典换向理论经典换向理论经典换向理论环火与补偿绕组环火与补偿绕组环火与补偿绕组环火与补偿绕组无刷直流电机无刷直流电机无刷直流电机无刷直流电机