并励直流发电机的特性
2021年电机拖动知识点概要

电机拖动知识点概要1、直流发电机工作原理当原动机拖动电枢以恒定方向旋转式,线圈边将切割磁力线并感应出交变电动势,由于电刷和换向器的“整流”作用,使电刷极性保持不变,在电刷间产生直流电动势。
2、直流电动机的工作原理在电刷两端加直流电压,经电刷和换向器作用使同一主磁极下线圈边中的电流方向不变,该主磁极下线圈边所受电磁力的方向亦不变,从而产生单一方向的电磁转矩,使电枢沿同一方向连续旋转。
3、直流电机的可逆原理同一台电机既能作电动机亦能作发电机运行的现象。
4、直流电机的结构主要由静止的定子和旋转的转子构成,定子和转子之间存在气隙。
①定子由主磁极、换向极、机座、端盖、轴承、电刷装置等组成。
②转子转子的作用是感应电动势并产生电磁转矩;它包括电枢铁芯、电枢绕组、换向器、轴和风扇等。
5、直流电机电枢绕组(基本形式叠绕组和波绕组)分类单叠绕组、单波绕组、复叠绕组、复波绕组及混合绕组等。
单叠绕组特点同一个元件的出线端连接于相邻的两个换向片上,相邻元件依次串联,后一个元件的首端与前一个元件的尾端连在一起并接到同一个换向片上,最后一个元件首端与第一个元件尾端连在一起,形成一个闭合回路。
【注支路对数a等于电机的极对数p,即a=p】单波绕组特点同一个元件的两个出线端所接的两个换向片相隔接近于一对极距,元件串联后形成波浪形,所以称为“波绕组”。
【注并联支路数总是2,即极对数a=1】★单叠与单波绕组区别单叠绕组可通过增加磁极对数来增加并联支路对数,适用于低电压、大电流的电机。
单波绕组的并联支路对数a=1,每条并联支路数串联的元件数较多,适用于小电流、较高电压的电机。
6、直流电机分类(按励磁方式分)他励、并励、串励、复励7、主磁通和漏磁通定义及其作用同时与电枢绕组(即转子绕组)和励磁绕组(即定子绕组)相交链的磁通称为主磁通;只与励磁绕组(即定子绕组)相交链的磁通称为漏磁通。
主磁通与通电的转子绕组相作用产生电磁转矩,使电机转动;漏磁通无用。
直流电机各种励磁
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并励直流电动机【有硬的机械特性】、转速随负载变化小、磁通为一常值,转矩随电枢电流成正比变化,相同情况下,【起动转矩比串励电动机小】,【适用于转速要求稳定,而对起动转矩无特别要求的负载】。
串励直流电动机【有软的机械特性】、转速随负载变化较大、负载轻转速快、负载重转速慢、转矩近似与电枢电流的平方成正比变化,【起动转矩比并励电动机大】,【适用于要求起动转矩特别大,而对转速的稳定无要求的运输拖动机械】。
汽车上采用串励直流电动机,它具有以下特点。
①启动转矩大。
串励式直流电动机的电磁转矩在磁路未饱和时与电枢电流的平方成正比。
在启动瞬间,由于启动机的阻力矩很大,启动机处于完全制动的情况下,转速为0,因电枢反应引起的反电动势也为0,此时电枢电流达到最大值,产生最大转矩,从而使发动机易于启动。
②轻载转速高,重载转速低。
还有一个优点就是采购成本低.当然缺点也有,比如噪音大,转速小,有刷电机还要定期更换碳刷直流电机按照励磁种类可以分为:串励,并励,复励和他励。
串励只是直流电机其中的一种励磁方式而已。
他的结构就是励磁回路和电枢回路相串联,励磁电流和电枢电流相同。
定义定义输出或输入为直流电能的旋转电机,称为直流电机,它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。
当它作电动机运行时是直流电动机,将电能转换为机械能;作发电机运行时是直流发电机,将机械能转换为电能。
直流电机的结构由直流电动机和发电机工作原理示意图可以看到,直流电机的结构应由定子和转子两大部分组成。
直流电机运行时静止不动的部分称为定子,定子的主要作用是产生磁场,由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成。
运行时转动的部分称为转子,其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势,是直流电机进行能量转换的枢纽,所以通常又称为电枢,由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成。
1. 定子(1)主磁极主磁极的作用是产生气隙磁场。
主磁极由主磁极铁心和励磁绕组两部分组成。
铁心一般用0.5mm~1.5mm厚的硅钢板冲片叠压铆紧而成,分为极身和极靴两部分,上面套励磁绕组的部分称为极身,下面扩宽的部分称为极靴,极靴宽于极身,既可以调整气隙中磁场的分布,又便于固定励磁绕组。
华南理工电机学课后习题及答案
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华南理工电机学课后习题及答案第-篇直流电机1.在直流发电机屮,电刷顺着电枢旋转方向移动一角度后,负载时,(C )A只有直轴电枢反应磁势。
B只有交轴电枢反应磁势。
C直轴和交轴电枢反应磁势都有,而且直轴电枢反应为去磁性质。
D 直轴和交轴电枢反应磁势都有,而II直轴电枢反应为助磁性质。
2.单波绕组的并联支路数应等于(A )A2 B极对数p C极数2p D换向片数k3.电磁转矩应等于(B )A Ce<I)nB CT(DIaC P2/QD CeKflfla3. 电磁转矩应等于(B )A CeOnB CT中laC P2/QD CeKflfla4.他励发电机外特性是指转速恒定且(A )A励磁电流恒定时,发电机端电压与线路电流之间的关系。
B发电机端电压恒定时,励磁电流与线路电流之间的关系。
C发电机线路电流恒定时,发电机端电压与励磁电流之间的关系。
D发电机端电压恒定时,励磁电压与线路电流之间的关系。
5.他励发屯机的调整特性是(B )A卜垂C水平D没准6.下列说法错误的是(C )A直流电动机制动的方法有能耗制动、反接制动和冋馈制动。
B直流电动机起动的方法有直接起动、电枢回路串电阻起动和降压起动。
C串励电动机允许空载运行。
D串励电动机的优点足有较大的起动转矩和过载能力。
7.电磁功率应等于(A)A EalaB Pl+pOC P2-p08.单叠绕组的并联支路数应等于(C )A 2 B极对数p C极数2p9.感应电动势应等于(A )A CeOnB CTOIaC P2 /la10.对于能耗制动来说,下列说法错误的是(A )A能量冋馈到电网。
B电机内仍符主磁场。
C电机变成他励发电机。
D T2QD换向片数kI) CTKfTflaD电磁转矩为制动性转矩。
13.A 用虚槽数计算的节距有(ABD第一节距 B 第二节距)oC换向器节距 D 合成节距14.直流电动机的电磁功率表达式有(BCD)oAPl-pO B TeQC Pl-pcuf-pcuaD Eala14.直流电动机的电磁功率表达式有( BCD )<,APl-pO B TeQc Pl-pcuf-pcuaD Eala15.并励直流发电机的自励条件有(ACD)oA磁路中必须有剩磁B 电枢回路的总电阻必须小于临界电阻C 励磁磁动势与剩磁方向相同 D励磁回路的总电阻必须小P 临界电阻16.并励直流发电机外特性的特点是(ABC )。
并励直流发电机的自励条件和运行特性
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1.6.4
二、并励直流发电机的空载特性
思考题 电机正转能自 励,反转能自励 吗?
并励发电机的空载特性与一般电机的空载特性一样,也是 磁化曲线。由于励磁电压不能反向,所以它的空载特性曲线只 在第一象限。
第1章 直流电机
三、并励直流发电机的外特性曲线
1.6.4
并励发电机的外特性与他励发电机相似,也是一条下降曲线。 对并励发电机,除了像他励发电机存在的电枢反应去磁作 用和电枢回路上的电阻压降使端电压下降外,还有第三个原因: 由于上述两个原因使端电压下降,引起励磁电流减小,端电压 进一步下降。 四、并励直流发电机的调节特性 并励发电机的电枢电流,比起他励发电机仅仅多了一个励 磁电流,所以调节特性与他励发电机的相差不大。
第1章 直流电机
小结
教学重点: 1 掌握直流发电机的励磁方式
2 熟练掌握直流发电机基本方程式
1.6
3
熟练掌握直流发电机的外特性和调节特性
教学难点: 并励直流发电机的自1.26
第1章 直流电机
1.6.4 并励发电机的自励条件和外特性
1.6.4
并励发电机的励磁是由发电机本身的端电压提供的,而 端电压是在励磁电流作用下建立的,这一点与他励发电机不 同。并励发电机建立电压的过程称为自励过程,满足建压的 条件称为自励条件。 一、并励直流发电机的自励条件 曲线1为空载特性曲线,曲线2为励磁回路总电阻 R f 特性曲线, 也称场阻线 U f I f R f 。
1.6.4
4
U
3
A
2
1
U0
0
R f 称为临界电阻 Rcr 。 增大R f ,场阻线变为曲线3时,
If0 If
若再增加励磁回路电阻,发电机将不能自励。
并励直流发电机外特性拐弯现象的直观解释

并励直流发电机外特性拐弯现象的直观解释爆也机fExPL0宣IoN—PROOFELECTRICMACHINE)2012年第1期第47卷(总第16硼) 并励直流发电机外特性拐弯现象的直观解释程小华华南理工大学电力学院,广东广州(510640)摘要利用并励直流发电机的并励特点,变空载特性的横坐标,,为U,巧妙地建立起电枢电势与端电压之间的关系一层£,关系,进而建立确定端电流的EU比较式.通过EU的比较,给出了并励直流发电机外特性拐弯现象的一个直观解释.关键词并励直流发电机;外特性;拐弯现象;空载特性中图分类号~TM331.2文献标识码:A文章编号:1008-7281(2012)01-0001_03 AnIntuitiveExplanationofTurningPhenomenonofV olt--AmpereCharacteristicsofShuntDCGeneratorsChen~XiaohuaAbstractBasedonthefeaturesofshuntDCgenerator,thispapercraftilyestablishesthe relationbetweenarmatureEMFandterminalvoltage(EUrelation)bychangingtheno—load characteristicsabscissaIfintoU,andthenestablishesthecomparisonexpressionofdetermining terminalcurrent.ThroughthecomparisonofEandU,thispaperpresentsallintuitionexplana—tiononturningphenomenonofvolt?amperecharacteristicsofshuntDCgenerator. KeywordsShuntDCgenerator;volt??amperecharacteristics;turningphenomenon;no-- loadcharacteristics0引言2并励直流发电机的空载特性并励直流发电机的外特性有一个拐弯现象.如何解释这一现象呢?文献[1—10]的做法是引入负载电阻,让R.由大到小变化;考察此变化过程中端电压和端电流,的变化.文献[11—13]对拐弯现象不进行解释,文献[14,15]讲并励发电机的外特性,但不提拐弯现象.本文试图从一个新的视角,不引入,直观地解释并励直流发电机外特}生的拐弯现象.1并励直流发电机的外特性’并励直流发电机的外特性定义如下:当n=常值,R,=常值时,U=厂(,)的关系曲线,该曲线如图1所示.显然,该曲线在b点出现了拐弯.I图1并励直流发电机的外特性并励直流发电机的空载特性定义如下:当=常值,=常值时,E=,,)的关系曲线.由于并励绕组始终是E的一个负载,故对并励直流发电机而言,严格意义上的空载特性是不存在的.但是相对电枢回路而言,励磁回路属于弱电回路,励磁电流始终很小,一般为额定电流的l%一5%(参见文献[1]P61),故可以忽略其对电枢电压的影响.实际上空载特性反映的是电机磁路的磁化特性.因此,空载特}生不仅空载时可用,负载时一样可用.由于R,=常值,,,:辟ocU,故改变横坐标比例,空载特性E:,(f,)可演变成E=u),而形状保持不变,如图2所示.图2并励直流发电机的空载特性第)(ExPL OsIoN_PR00FMACHINE’4716ELECTRICMACHINE)爆也机第卷(总第4期)(EXPLOSION—PR00F)II万矫l3拐弯现象的直观解释3告,观察电流,3.1并励直流发电机的等效电路并励直流发电机的等效电路如图3所示.图中符号照惯例理解,R∑是电枢回路总电阻,包括电枢绕组电阻和电刷接触电阻.IJ图3并励直流发电机的等效电路3.2负载电流的增减判别式如图3所示,当,较大时,可以忽略,,,因为励磁回路属于弱电回路,此时有=式(1)从电机目身(rn]小是电机的负载)的物理量E,U等来确定端电流,这种方法称为EU比较法.式(I)称为端电流,的EU比较式.3.3空载特性上拐弯对应点的寻找图1中6点代表拐弯点.对6点,有丽dI=0.为了找到图2与图1中b点对应的点,即拐弯对应点s,令式(1)两边对U求导,得—dE—1(2)dUR一≈一II一,令面dI-o’得-1_『]=1(3)记图2中dE=l的点为s.显然图2中的s点与图1中的b点相互对应.显然,图2中s点以右,有dE<1,对应图1中6点上侧;s点以左,有dE>1,对应图l中6点下侧;s点本身,有面dE=1,对应图1中6点.的变化规律.当在图1中b点上侧(即图2中s点右侧)j附近由大到小变化时,由于.U而lna<1,即dE<dU,故UU下降得多,E下降得少,故(—)增加,由EU判别式知,增加,与图1所示吻合.当在图l中b点下侧(即图2中s点左侧)JF附近由大到小变化时,由于>l,即dE>dU,故UU下降得少,E下降得多,故(E—)减小,由EU判别式知,减小,与图l所示吻合.说明:式(1)是基于,较大的假定.这个假定是否成立呢?如果观察整个外特性,则显然不成立.然而,我们的任务是解释外特性的拐弯现象,即在临界点b附近所发生的现象.而在临界点b附近,”,较大”这一条件完全能够满足.事实上,临界点b处的电流,即临界电流,往往达到额定电流的2—3倍.参见文献[1]P63-64.4结语本文利用并励直流发电机的并励特点,变空载特性的横坐标,,为,巧妙地建立起电枢电势与端电压之间的关系一E关系,进而建立确定端电流的EU比较式,通过EU的比较,给出了并励直流发电机外特陛拐弯现象的一个直观解释.流行教科书中引入负载电阻讨论问题的做法,虽然也能够解释现象,但与本文所提方法相比,则显得迂回曲折,表现在:(1)引入了枝节(负载电阻尺),冲淡了主干(端电压,电枢电势E);(2)不是直接讨论端电压的变化,而是先讨论负载电阻的变化,再讨论电压的变化.顺便指出,在讨论负载电阻变化与端电压变化之间的关系时,只有文献[1]从数学上严格论证了负载电阻减小与端电压减小的等价性.其他文献都只是定性说明,不能令人信服.迂回的方法有三个缺点:一是不严谨(文献[1]例外);二是难懂;三是难记(即使懂了,也不容易记住),可谓”难懂难记不严谨”.笔者30年来(1980年~2010年)对电机学的学习,教学实践也证明了这一点.爆也机(EXPLOSION—PROOFELECTRICMACHINE)2012年第1期第47卷(总第164期) 直观解释法有三个优点:易懂,易记,且严谨.参考文献[1]许实章.电机学(上册),第1版[M].北京:机械工业出版社,1980.[2]许实章.电机学,第3版[M].北京:机械工业出版社,1996,P61.[3]汤蕴谬,史乃.电机学[M].北京:机械工业出版社,1999,P85.[4]辜承林,陈乔夫,熊永前.电机学[M].武汉:华中科级科技大学出版社,2005,P79-80.[5]李发海,陈汤铭,郑逢时,等.电机学(上册)[M].北京:科学出版社,1984,P318-319.[6]陈世元.电机学[M].北京:机械工业出版社,2004,P34-37.[7]周顺荣.电机学[M].北京:科学出版社,2002,P309.[8]戴文进,徐龙权.电机学[M].北京:清华大学出版社,2008,P91.[9]潘再平,章玮,陈敏祥.电机学[M].杭州:浙江大学出版社,2008,P37.[10]吴大榕.电机学(上册)[M].北京:电力工业出版社,1978,P81.[11]汤蕴谬,史乃.电机学[M].北京:机械工业出版社,2005,P105.[12]汤蕴缪,罗应立,梁艳萍.电机学[M].北京:机械工业出版社,2008,P99.[13]徐德淦.电机学[M].北京:机械工业出版社,2004,P39.[14]阎治安,崔新艺,苏少平.电机学[M].西安:西安交通大学出版社,2006,P41.[15]张广溢,郭前岗.电机学[M].重庆:重庆大学出版社,2002,P247,250.作者简介:程小华男1963年生;1982年毕业于合肥工业大学电机制造专业,获学士学位;1994年毕业于华中理工大学电机及控制专业.获博士学位.现任华南理工大学电力学院教授.主要从事电机基本理论特别是交流电机绕组理论,电机设计,电机控制以及新型电机的研究.收稿日期:2011-09-08敬告读者随着我国市场经济的发展,出版成本的增加,我们做出了一个艰难的决定,从2012年1月开始,《防爆电机》期刊的定价由原来的全年36元调到48元,单价从每本6元调到8元,敬请广大读者谅解.坦言之,调价令我们很痛苦.因为我们不愿把成本上涨的压力转移到读者身上,不论多少!近年来,我们一直努力优化工作流程,压缩各方面的支出,怎奈物价飞涨,印刷费也在涨,面对一涨再涨的成本,我们只能调整价格.对于涨价,最终还要获得广大读者们的理解和支持.对此我们唯一能做到的把《防爆电机》这本期刊办的越来越好,以此回报广大的读者的厚爱.本刊会依托我们佳木斯防爆电机研究所在行业内的优势:国家起重冶金电机质量监督检验中心,国家安全生产佳木斯防爆电气检测检验中心, 机械工业防爆电气设备质量监督检测中心,中国实验室国家认可委员会认可的检验实验室,中国船级社授权的船用电机产品及防爆电气设备试验验证机构,全国生产许可证办公室授权的防爆电气产品生产许可证检验机构,国家科委和质检总局联合授权的科技成果国家级检测机构,国家质量监督检验检疫总局,国家安全生产监督管理局及机械工业联合会授权的产品质量监督检验机构,全国旋转电机标准化技术委员会起重冶金和屏蔽电机标准化分技术委员会,并在2009年和2010年先后与俄罗斯东方矿用科学研究所矿用科学安全检测中心(BOCTHNN)和英国Sira实验室(欧洲A TEx防爆认证机构,IECEx实验室,加拿大标准协会(CSA)实验室,从事电气及非电气设备,安全仪器的防爆检测与认证)签订了互认协议,为广大的读者和作者展示了一个科技交流平台,为您提供全方位的科技支持与技术服务.最后,再次的感谢几十年来您对《防爆电机》期刊的厚爱,我们相信在您的支持下《防爆电机》会越办越好.《防爆电机》编辑部3。
并励直流电动机的认识实验与特性测试
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北京联合大学实验报告实验一课程(项目)名称:并励直流电动机的认识实验与特性测试学院:自动化学院专业:电气工程及其自动化班级:电气1501s组员姓名:林丁棣、周琪、杜浩文实验项目一并励直流电动机的认识实验与特性测试一.实验目的通过直流电机认识实验,了解实验中所用设备和仪表的使用及安全操作规程;学会并励直流电动机的接线和操作方法,掌握并励直流电动机的起动、调速和实现反转的方法;通过测取并励直流电动机工作特性和机械特性,掌握测试电机的基本技能和方法,树立工程意识,从运行的角度理解机电能量转换的原理,深入理解工作特性和机械特性的内涵,为熟练掌握和灵活运用电动机奠定基础。
二.实验任务1. 了解实验室概况,熟悉电源与实验设备布局,常用设备、仪表的使用及安全操作规程;2. 并励直流电动机的起动、调速与反转;3. 测取一台直流并励电动机的工作特性和机械特性。
保持U=UN 和If=IfN不变,测取n、T2、η=f(Ia)和n=f(T2)。
4. 明确电动机机械特性是指电动机的转速n与电磁转矩T的关系。
三.实验设备与装置1.DDSZ-1型电机及电气技术实验装置结合现代教育的特点和实验教学的发展趋势,实验室配备了DDSZ-1型电机及电气技术实验装置(联网型);该装置主要包括电源控制屏、电机导轨、涡流测功机、电动机、发电机、变压器、步进电机、交流伺服电机、直线电机实验部件、直流无刷电机及控制系统以及相应的智能电机特性测试仪、智能测试仪表等实验组件挂箱。
为培养学生试验分析、系统调试和解决实际工程技术问题的能力以及教师指导、管理实验进程逐步实现开放性实验创造了条件。
2.电源控制屏图3-1 DD01电源控制屏3.智能电机特性测试及控制系统智能电机特性测试系统由导轨、涡流测功机、光码盘测速系统(配日本欧姆龙1024光电码器)和智能电机特性测试控制系统组件构成,图3-2所示为智能电机特性测试系统组成图。
采用此测试方式与传统的直流发电机作校正电机的测功方式相比,更为方便、直观,转矩可直接读数,将大大提高实验效率和精度。
理工类专业课复习资料-电机学复习题及答案

一、填空题1.变压器中的磁通按照性质和作用的不同,分为__主磁通__和漏磁通,其中__漏磁通___不参与变压器的能量传递。
2.他励直流电动机常用的调速方法有:_改变电枢回路里的串联电阻;减小气隙磁通φ;改变电枢端电压U。
3.鼠笼式异步电动机降压起动的方法有定子串接电抗器起动;Y—∆起动;自耦减压起动。
4.三相同步电动机通过调节___励磁电流__可调节无功功率。
5.异步电动机的电源电压降低10%,电机的过载能力降低到____80%__________,临界转差率___不变_______,负载不变时,电机的转速将___降低_______。
6.直流电动机常用的调速方法有:电枢控制和磁场控制。
7.变压器负载运行时,二次电流的大小决定着一次电流的大小。
8.削弱齿谐波电动势的方法有斜槽、分数槽(半闭口槽)以及其它措施。
9.单相绕组的磁动势是脉动磁动势;对称三相绕组的磁动势为旋转磁动势。
10.三相感应电动机的调速方法有:改变转差率调速、改变电压调速、变频调速。
11.变压器空载实验选择在__低压侧_____压侧进行,原因是___安全和仪表选择方便。
短路实验选择在高压侧压侧进行,原因是安全和仪表选择方便。
12.一台单相变压器一次、二次绕组匝数比为10,则将二次绕组进行归算后,归算前后的二次侧电阻之比为1:100;归算前后的二次侧磁势之比是1:1。
13.并励直流发电机自励的三个条件是有剩磁、剩磁与励磁方向相同(电枢和励磁绕组接法正确)、励磁电阻小于临界电阻。
14.一台直流发电机,其电势和端电压的大小关系是E>U。
15.三相感应电动机转子转速为n,定子旋转磁场的转速为n S,极对数为p,则定子电流的二、选择题1、两相对称绕组通以两相对称电流,将产生(A);三相感应电机通以三相对称电流,若一相绕组断线(绕组无中线),将产生脉振磁场。
A圆形旋转磁场B脉振磁场C椭圆形旋转磁场2、一台额定条件下工作在220V50Hz的单相变压器,错接在220V60Hz的交流电源上,则额定负载时的主磁通会(B):B变小A变大C几乎不变3、直流电动机定子励磁绕组中电流为(A):A直流电流B交流电流C尖顶波形4、一台变压器在工作时,额定电压调整率有可能为零,这时的负载性质可能是(B)。
直流电机的基本理论

附加损耗
铁损耗
电 机 学
在电机正常运行条件下,功率平衡方程式中的P1、 PM、P0 分别对应的表达式如下:
T1 T T0 P 1 P M P 0 其中,P0 T0 Pm PFe Ps pN 2 n pN PM T I a nI a Ce nI a Ea I a 2a 60 60a Ia I I f
电 机 学 基本方程式
U Ea I a Ra Ea CeΦn I I a I f (并励) P 1 P M pCua p f P2 PM ( pm p fe pad ) PM Ea I a PM TM CM ΦI a TM T2 T0
I
电 机 学
U
T1
T G Ia I f Ea
n
T0
U I f Rf
2、转矩平衡方程式 发电机轴上有三个转矩:原动机输入给的驱动转矩 T1 、电磁转 Tem 矩T 和机械摩擦及铁损引起的空载转矩 T0 。它是制动转矩,与 转速n方向相反,转矩平衡方程为:
15
Ra
U
T1 T T0
两个物理量之间的函数关系。
主要特性:
(1)外特性:If=常数,U=f(I) (2)调节特性:U=常数,If=f(I)。 (3)负载特性:I=常数, U=f(If);
28
1 他励直流发电机的特性
电 机 学
他励发电机励磁回路与电枢回路互不连接,励磁电 流不随负载电流的变化而改变。
Rf
Ia
If
U
•电磁转矩:
•电磁转矩:
D
2 p
TM N
pN CM 2a
实验二直流发电机特性测定(他励、并励、复励)

实验二直流发电机特性测定(他励、并励、复励)一.实验目的1.掌握用实验方法测定直流发电机的运行特性,并根据所测得的运行特性评定该被试电机的有关性能。
2.通过实验观察并励发电机的自励过程和自励条件。
二.预习要点1.什么是发电机的运行特性?对于不同的特性曲线,在实验中哪些物理量应保持不变,而哪些物理量应测取。
2.做空载试验时,励磁电流为什么必须单方向调节?3.并励发电机的自励条件有哪些?当发电机不能自励时应如何处理?4.如何确定复励发电机是积复励还是差复励?三.实验项目1.他励发电机(1)空载特性:保持n=n N,使I=0,测取Uo=f(I f)。
(2)外特性:保持n=n N,使If =I f N,测取U=f(I)。
(3)调节特性:保持n=n N,使U=U N,测取I f =f(I)。
2.并励发电机(1)观察自励过程(2)测外特性:保持n=n N,使R f2 =常数,测取U=f(I)。
3.复励发电机积复励发电机外特性:保持n=n N,使R f=常数,测取U=f(I)。
四.实验设备及仪器Array 1.实验台主控制屏2.电机导轨(NMEL-14C)3.直流电机仪表、电源(MMEL-18)(位于实验台主控制屏的下部)4.电机起动箱(NMEL-09)5.直流电压、毫安、安培表(NMEL-06A)6.旋转指示灯及开关板(NMEL-05B)7.三相可调电阻1800Ω(NMEL-03)8.转速、转矩、功率测量(NMEL-13C)9.直流电动机M0310.直流发电机M01。
五.实验说明及操作步骤图1-3 直流他励发电机接线图1.他励发电机。
按图1-3接线G:直流发电机M01,P N=100W,U N=200V,I N=0.5A,N N=1600r/minM:直流电动机M03,按他励接法S1、S2:双刀双掷开关,位于NMEL-05BR1:电枢调节电阻100Ω/1.22A,位于NMEL-09。
R f1:磁场调节电阻3000Ω/200mA,位于NMEL-09。
电机与拖动教案——第二章 直流电机

第二章直流电机2.1直流电机的基本工作原理及结构一、基本工作原理(一)直流电机的构成(1)定子:主磁极、换向磁极、机座、端盖、电刷装置;(2)转子:电枢铁心、电枢绕组、换向装置、风扇、转轴(3)气隙**注意:同步电机—旋转磁极式;直流电机—旋转电枢式。
1.直流发电机的工作原理:实质上是一台装有换向装置的交流发电机;(1)原理:导体切割磁力线产生感应电动势(2)特点:e=BLV;a、电枢绕组中电动势是交流电动势b、由于换向器的整流作用,电刷间输出电动势为直流(脉振)电动势c、电枢电动势——原动势;电磁转矩——阻转矩(与T、n反向)2.直流电动机的工作原理:实质上是一台装有换向装置的交流电动机;(1)原理:带电导体在磁场中受到电磁力的作用并形成电磁转矩,推动转子转动起来(2)特点:f=BiLa、外加电压并非直接加于线圈,而是通过电刷和换向器再加到线圈b、电枢导体中的电流随其所处磁极极性的改变方向,从而使电磁转矩的方向不变。
c、电枢电动势——反电势(与I反向);电磁转矩——驱动转矩(与n同向)**说明:直流电机是可逆的,它们实质上是具有换向装置的交流电机。
3、脉动的减小——电枢绕组由许多线圈串联组成(二)直流电机的基本结构1、主磁极——建立主磁场(N、S交替排列)a、主极铁心——磁路,由1.0~1.5mm厚钢板构成b、励磁绕组——电路、由电磁线绕制2、机座——磁路的一部分(支承)框架,钢板焊接或铸刚3.电枢铁心——磁路,0.5mm厚硅钢片叠压而成(外圆冲槽)4.电枢绕组——电路。
电磁线绕制(闭合回路,由电刷分成若干支路)换向器——换向片间相互绝缘(用云母或塑料)电刷装置a、电刷——石墨或金属石墨b、刷握、刷杆、连线(铜丝辨)5.换向极——改善换向,由铁心、绕组构成(放置于主极之间或绕组与电枢绕组串联)(三)励磁方式1.定义:主磁极的激磁绕组所取得直流电源的方式;2.分类:以直流发电机为例分为:他励式和自励式(包括并励式、串励式和复励式)他励:激磁电流较稳定;并励:激磁电流随电枢端电压而变;串励:激磁电流随负载而变,由于激磁电流大,激磁绕组的匝数少而导线截面积较大;复励:以并激绕组为主,以串激绕组为辅。
电机学第五版课件汤蕴璆编著 第3章5直流发电机的运行特性

U RL Ea I +
Ia Rf If
(1)RL↘→I↗→U↘
(2)RL↘↘→U↘↘→If↘↘→Ea↘↘→I↘→拐弯 O (3)当U=0时:I=Ik,稳态短路电流不大。
Ik
IN
I
12
电机学
复励发电机的外特性
复励:既有并励绕组,又有串励绕组的励磁方式。 积复励:串励磁动势与并励磁动势的方向相同。 差复励:串励磁动势与并励磁动势的方向相反。
f P2 1
p P2 p
η ηN
小型: N ( 70 ~ 90 )% 中大型:
8
N ( 90 ~ 96 )%
O
PN
P2
电机学
并励发电机
9
自励问题 外特性
电机学
并励发电机 ▲自励过程 U=Ea-IaRa=CenNΦ-IaRa
Uf =U=Rf If
U0
U0
Φ=f(If)
-
Ea I + Ia Rf
A
If
U0r O I f0
10
电机学
并励发电机 ▲自励条件
问题:如果并励发电机 旋转后不能建立电压, 应该如何处理?
Φr Φf U0 A
(1)电机必须有剩磁; (2)励磁磁动势的方向必须 与剩磁的方向一致; (3)励磁回路的总电阻必 须小于临界电阻。
3
电机学
他励发电机的运行特性 ▲空载特性 No Load Characteristic
当n=nN,I=0时:U0=f(If)
Ea=CenNΦ=U+IaRa=U0 U0∝Φ,Φ=f(If) 空载特性实质上就是电 机的磁化曲线。 剩磁电压U0r≈(2~4)%UN
§2.5 直流电动机的基本特性

§2.5 直流电动机的基本特性 2.5.1 基本方程
一、直流电机的可逆性:(图2-30)
1)直流发电机 (原动机以T1拖动电枢以n旋转) Ea和Ia同方向; Ea > U TM与n反方向,TM是制动作用的转矩。 (2)直流电动机
Ea和Ia反方向;(故电动机的电势又叫反电势) Ea < U TM与n同方向,TM是拖动作用的转矩。
+
- +
-
图2-30
直流电机的可逆性
Ia
7.串励电动机机械特性 从电压方程
U Ea I a ( Ra Rs ) Ce n I a ( Ra Rs ) (Ce Kf n Ra Rs )I a
以及
Tem C M I a
CM K f U ( Ra Rs ) Tem
5.串励电动机转速特性( n f ( I a ))
I Ia I f
K f I f K f Ia
n
根据转速公式,可得
Ra Ra UN UN n Ia ' ' Ce Ce Ce I a Ce
Ia
特点:重载时, n很小;轻载时,飞车。
结论:串励电动机不允许在小于15~20%的额定负 载下起动。
火花;电源会发生瞬时跌落。适用于容量 很小的电动机。
ia
n
n
ia
直流电机的运行特性

0
N
A
为了经济、合理地利用材料, 一般直流电机额定运行时,额定磁 通 N 设定在图中 A点,即在磁化特 性曲线饱和与未饱和的转折点,又称 为膝点。
0
I fN
If0 If F f 0 IN
2 直流电机负载时的负载磁场 直流电机带上负载后,电枢绕 组中有电流,电枢电流产生的磁动 势称为电枢磁动势。电枢磁动势的 出现使电机的磁场发生变化。
I Ia
U
G
I Ia
If
Uf
2、并励: 电机的励磁绕组与电枢 绕组并联。且满足
3、串励: 励磁绕组与电枢绕组串联。 满足
Ia = I+ I f
Ia = I f = I
I
U
Ea
I
U
If
If
Ia
Ea Ia
4、复励:
并励和串励两种励磁方式的结合。电机有两个励磁绕 组,一个与电枢绕组串联,一个与电枢绕组并联。
T1 Tem T0
功率平衡方程
励磁铜损 耗
铁损,包括 磁滞和涡 流损耗 机械损耗
电枢的 铜损耗
附加损耗
3、他励直流电发电机的运行特性
3个主要物理量: 电枢端电压U 励磁电流If 负载电流I=Ia
运行特性即:3个量,保持其中1个不变,其余2 个物理量之间的关系。
(1) 空载特性
3 改善换向的主要方法:
装置换向磁极 安装换向磁极是目前改 善换向的有效方法。其 基 本 原理 是利 用 换向 磁 极产生的磁动势方向与 电枢反应磁动势的方向 相反,大小略大于电枢 反 应 磁动 势 。 这 就使 换 向磁动势可以抵消电枢 反应磁动势,剩余的换 向磁动势产生的磁通会 在换向元中产生感应动 势,其方向正好与电抗 电势相反,迭加的结果 可抵消。从而消除火花, 改善换向。
并励直流发电机外特性拐弯现象的直观解释

o l- p r a a trsiso h n n r t r fVotAm e e Ch r c e it fS u tDC Ge e a o s - c
Ch n Xi o u e ̄ a h a
Ab ta t Bae n t efau e fs u tDC g n rtr h sp p rcat y etb ih st e sr c s d o h e t rso h n e eao ,ti a e rfi sa ls e h l
常值 、, 常值时 , 厂 , 的关 系曲线 , 曲线 R= U= () 该 如图 1 所示。显然 , 该曲线在 b 点出现了拐弯。
由于 R = , 常值 , : 辟 oU 故改变横 坐标 , , c, 比例 , 载特 性 E: (,可 演 变成 E= u , 空 ,f ) ) 而形 状保持不变 , 如图 2 所示。
中图分类号  ̄ M 3 . 文献标 识码 : 文章编号 :0 87 8 (0 2 0 - 0 _3 T 31 2 A 10 -2 1 2 1 ) 1 0 10 0
An n uii e Ex a a i n fTu n ng Phe o e n I t tv pl n to o r i n m no
摘 要 利用并励直流发 电机 的并励特 点 , 变空载特 性 的横 坐标 ,为 U 巧妙 地建立起 电枢 , ,
电势 与端 电压之间 的关 系一层 , 系, £关 进而建 立确定端 电流 的 E U比较式 。通 过 E U的 比较 , 出 给 了并励直流发 电机外特性拐弯现象 的一个直观解释 。 关键词 并励直流发 电机 ; 外特性 ; 拐弯现象 ; 空载特性
tr i a u r n .Th o g h o a io fE a d U ,ti a e rs n salit i o x l n — e n c re t m l r u h t ec mp rsn o n hsp p rp e e t l n u t n e pa a i t n o u i gp e o n n o ota e e c aa trsiso h n e e ao . i n tr n h n me o fv l・mp r h rce t fs u tDC g n r tr o n i c Ke r s S u t DC e e ao ; ota ee c a a trsis t r i g p e o n n; o- y wo d h n g n rtr v l・mp r h r ceitc ; u n n h n me o n - ・ la h rce itc o d c aa trsis
并励直流电动机的工作特性和机械特性

并励直流电动机的工作特性和机械特性一、实验目的掌握用实验方法测取并励直流电动机的工作特性和机械特性。
二、预习要点什么是直流电动机的工作特性和机械特性?三、实验项目测定并励直流电动机的工作特性和机械特性:保持U=U N 和I f =I fN 不变,测取n 、T 2、η=f (I a )、n=f (T 2)。
四、实验方法 1、实验设备2、屏上挂件排列顺序 D31、D42、D51、D31、D443、测定并励直流电动机的工作特性和机械特性(1)按图1接线。
校正直流测功机 MG 按他励发电机连接,在此作为直流电动机M 的负载,用于测量电动机的转矩和输出功率。
R f1选用D44的900Ω电阻两只相串联。
R f2 选用D42的900Ω电阻两只相串联。
R 1用D44的90Ω电阻两只相串联。
R 2选用D42的900Ω串联900Ω再加900Ω串联900Ω共3600Ω阻值。
图1 并励直流电动机接线图DJ15DJ23(2)将并励直流电动机M 的磁场调节电阻R f1调至最小值,电枢串联起动电阻R 1调至最大值,接通控制屏下边右方的电枢电源开关使其起动,其旋转方向应符合转速表正向旋转的要求。
(3)M 起动正常后,将其电枢串联电阻R 1调至零,调节电枢电源的电压为220V ,调节校正直流测功机的励磁电流I f2为校正值100 mA (如果是DJ25则取I f2=50mA ),再调节其负载电阻R 2和电动机的磁场调节电阻R f1,使电动机达到额定值:U =U N ,I =I N ,n =n N 。
此时M 的励磁电流I f 即为额定励磁电流I fN 。
(4)保持U =U N ,I f =I fN ,I f2为校正值不变的条件下,逐次减小电动机负载(增大R 2)。
测取电动机电枢输入电流I a ,转速n 和校正电机的负载电流I F (按不同的I F 值,查对应于I f2=100mA 时的校正曲线T 2=f(I F ),可查出电动机输出对应转矩T 2值)。
直流发电机的工作特性实验报告范文

直流发电机的工作特性实验报告范文篇一:直流发电机实验报告一、实验目的1、掌握用实验方法测定直流发电机的各种运行特性,并根据所测得的运行特性评定该被试电机的有关性能。
2、通过实验观察并励发电机的自励过程和自励条件。
二、预习要点1、什么是发电机的运行特性?在求取直流发电机的特性曲线时,哪些物理量应保持不变,哪些物理量应测取。
2、做空载特性实验时,励磁电流为什么必须保持单方向调节?3、并励发电机的自励条件有哪些?当发电机不能自励时应如何处理?4、如何确定复励发电机是积复励还是差复励?三、实验项目1、他励发电机实验(1)测空载特性保持n=nN使IL=0,测取U0=f(If)。
(2)测外特性保持n=nN使If=IfN ,测取U=f(IL)。
(3)测调节特性保持n=nN使U=UN,测取If=f(IL)。
2、并励发电机实验(1)观察自励过程(2)测外特性保持n=nN使Rf2=常数,测取U=f(IL)。
3、复励发电机实验积复励发电机外特性保持n=nN使Rf2=常数,测取U=f(IL)。
四、实验设备及挂件排列顺序1、实验设备2、屏上挂件排列顺序D31、D44、D31、D42、D51 五、实验方法1、他励直流发电机励磁电源图2-3直流他励发电机接线图按图2-3接线。
图中直流发电机G选用DJ13,其额定值PN=100W,UN=200V,IN=0.5A,nN=1600r/min。
校正直流测功机MG 作为G的原动机(按他励电动机接线)。
MG与G由联轴器直接连接。
开关S选用D51组件。
Rf1选用D44的1800Ω变阻器,Rf2 选用D42的900Ω变阻器,并采用分压器接法。
R1选用D44的180Ω变阻器。
R2为发电机的负载电阻选用D42,采用串并联接法(900Ω与900Ω电阻串联加上900Ω与900Ω并联),阻值为2250Ω。
当负载电流大于0.4 A时用并联部分,而将串联部分阻值调到最小并用导线短接。
直流电流表和电压表选用D31,并根据需要选择合适的量程。
并励直流发电机的特性

并励直流发电机的特性
一、建压进程及建压条件自励:励磁绕阻并接于电枢绕组两头,由发电机自身的端电压供应励磁,而发电机的端电压又有必要在有了励磁电流后才调发作,所以并励发电机由初始的U=0到正常作业时U为必定值,有一个自己树立电压的进程(自励进程).电机的主磁极通常总有剩磁存在。
原动机拖动转子旋转,电枢绕组切开剩磁场,发作一个不大的剩磁感应电势。
这一电势加到励磁绕组将发作一个不大的励磁电流。
该励磁电流发作的磁势假定与剩磁同方向,将彼此加强,会树立起安稳电压。
该励磁电流发作的磁势假定和剩磁反方向,将彼此削弱,将无法树立安稳电压。
可见励磁绕组的接线对树立电压很首要。
安稳点:由动态方程可知,当u0(if)-Rfif=0时,励磁电流和电压将抵达安稳值。
建压临界电阻:场阻线与空载特性相切时对应的励磁回路电阻。
建压条件:a.电机中要有剩磁;b.励磁绕组与电枢绕组并接精确;c.励磁回路总电阻应小于建压时临界电阻。
二、开路特性U0=f(If)并励发电机的励磁电流很小,只占额外电流的(1~3)%。
这么纤细的电流在电枢绕组中致使的电压降和电枢反响的影响很小,可以疏忽不计。
所以并励发电机的开路电压也便是电枢中的感应电势。
U0=Ea-IfRa-2ΔUs≈Ea并励发电机的开路特性曲线与他励时一样,通常实验时接成他励办法即可。
三、外特性U=f(I)
U=Ea-Ra(I+If)-2ΔUs=(CeΦn-RaIf-2ΔUs)-RaI有三个要素致使端电压随负载电流添加而降低:电阻Ra上的压降;电枢反响的去磁作用;以上2要素致使励磁电流的进一步削减。
然后致使端电压再降低。
通常ΔU=(十~30)%。
2.5并励直流发电机、直流电动机ppt课件

从电的观点来看,由于电动机的电枢电动势是个反电动 势,它与Ia反向,所以EaIa表示电枢所吸收的电功率。因此 和发电机一样,电动机的电磁功率:
Pem=Temω =EaIa
电磁功率并不能全部用来输出,它必须补偿机械损耗pΩ 、 铁耗pFe和附加损耗ps,最后剩下的部分才是对外输出的机械 功率P2
Pem=(PΩ +PFe+Ps)+P2=PO+P2
定义:在n=nN、Rf=RfN=常数(注意:不是If=常数)时,U=f(I) 的关系曲线。
将电机拖到额定转速,使电 机自励建立电压,然后调节励磁 电流和负载电流,使电机达到额 定 运 行 状 态 , 即 U=UN 、 I=IN, 此 时 励 磁 回 路 的 总 电 阻 即 为 RfN 。 保 持 RfN 不 变 , 求 取 不 同 负 载 时 的端电压,就可得到图中曲线1 所示的外特性曲线,图中曲线2 表示接成他励时的外特性。
5
比较两条曲线,可以看出并励发电机的外特性有两个特点
1)并励发电机的电压调整率较他励时大,这时因为他励发电机 的励磁电流If=IfN=常数,它不受端电压变化的影响;而并励发 电机的励磁电流却随电枢端电压的降低而减小,这就使电枢电 动势进一步下降。因此并励发电机的外特性比他励时要下降得 快一些。并励发电机的电压调整一般在20%左右。
Td=Tem-TO=TZ
12
(3)、并励直流电动机功率平衡方程式
直流电动机工作时,从电网吸取电功率P1,除去电枢回路 的铜损耗pcua,电刷接触损耗pcub及励磁回路铜耗pcuf,其余部 分便是转变为机械功率的电磁功率Pem,所以直流电动机的电 磁功率Pem也就是电枢所发出的全部机械功率Temω 。
由方程式可得
并励直流发电机额定输出功率

并励直流发电机额定输出功率并励直流发电机是一种常见的发电机结构,它由两个独立的磁场组成,一个是励磁绕组的磁场,另一个是电枢绕组的磁场。
这种结构的发电机具有结构简单、工作稳定、输出功率可调节等特点,因此被广泛应用于电力系统中。
并励直流发电机的额定输出功率是指其正常运转时可以连续输出的功率,通常用单位瓦特(W)来描述。
发电机的输出功率与其结构设计、励磁电流等因素有关,而额定输出功率通常是按照设计和制造标准确定的,这样可以保证发电机的稳定性和安全性。
在实际应用中,发电机的额定输出功率是一个重要的参数,它直接影响系统的稳定性和效率。
为了确保发电机能够稳定运行,在制造发电机时需要根据工作条件、预测负荷、过载能力等因素进行综合考虑,确定额定输出功率,并设置相应的保护装置。
如何增加并励直流发电机的额定输出功率?1.增加励磁电流:励磁电流的大小直接影响到发电机的输出功率,因此可以通过增加励磁电流来提高发电机的额定输出功率。
不过需要注意的是,励磁电流过大会增加电枢电流的大小,从而使电机过热,因此需要根据实际情况进行综合考虑。
2.改善散热条件:发电机的额定输出功率与其散热条件有关,因此可以通过设置散热器、冷却风扇等设备,提高发电机的散热条件。
这样可以有效降低发电机的温度,保证其正常运行。
3.减少发电机的电阻损耗:发电机的额定输出功率也与其电阻损耗有关,因此可以通过优化发电机的结构设计,减少电阻损耗,提高其效率和输出功率。
总之,提高并励直流发电机的额定输出功率需要综合考虑发电机的结构、运行情况、工作条件等因素,并采取相应的措施进行优化。
这样可以提高发电机的效率和稳定性,保证系统的正常运行。
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并励直流发电机的特性
一、建压过程及建压条件
自励:励磁绕阻并接于电枢绕组两端,由发电机本身的端电压供应励磁,而发电机的端电压又必需在有了励磁电流后才能产生,所以并励发电机由初始的U=0到正常运行时U为肯定值,有一个自己建立电压的过程(自励过程).
电机的主磁极通常总有剩磁存在。
原动机拖动转子旋转,电枢绕组切割剩磁场,产生一个不大的剩磁感应电势。
这一电势加到励磁绕组将产生一个不大的励磁电流。
该励磁电流产生的磁势假如与剩磁同方向,将相互加强,会建立起稳定电压。
该励磁电流产生的磁势假如和剩磁反方向,将相互减弱,将无法建立稳定电压。
可见励磁绕组的接线对建立电压很重要。
稳定点:由动态方程可知,当
u0(if)-Rfif = 0时,励磁电流和电压将达到稳定值。
建压临界电阻:场阻线与空载特性相切时对应的励磁回路电阻。
建压条件:a.电机中要有剩磁;b.励磁绕组与电枢绕组并接正确;c.励磁回路总电阻应小于建压时临界电阻。
二、开路特性U0=f(If)
并励发电机的励磁电流很小,只占额定电流的(1~3)%。
这样微小的电流在电枢绕组中引起的电压降和电枢反应的影响很小,可以忽视不计。
所以并励发电机的开路电压也就是电枢中的感应电势。
U0 = Ea-IfRa-2ΔUs≈ Ea
并励发电机的开路特性曲线与他励时相同,一般试验时接成他励方式即可。
三、外特性U=f(I)
U=Ea-Ra(I+If)-2ΔUs =(CeΦn-RaIf-2ΔUs)-RaI
有三个缘由引起端电压随负载电流增加而下降:
电阻Ra上的压降;
电枢反应的去磁作用;
以上2因素引起励磁电流的进一步削减。
从而导致端电压再下降。
一般ΔU=(10~30)%。