2007本科电机学之直流电机3

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电机学_第5篇_直流电机

推每导极过磁程通从略，仅给出推导思路
一个元件经过一个极面的时间T
对瞬时电势在时间T内积分得：感应电势平均值
乘每支路的元件数得：支路电动势
pn S pZ
Ea

4Ny
60
2a

n 60n
Cen
其中：电势常数

Ce

pZ 60a
气隙磁密与导线中的感应电动势
2019/9/23
第五篇直流电机
2019/9/23
河海大学
1
直流电机
第一节.直流电机的工作原理第二节.直流电机的铭牌数据第三节.直流电机的绕组* 第四节.直流电机的励磁方式及磁场第六节.感应电动势和电磁转矩的计算第七节.直流电机的运行原理第八节.直流电机的换向 *
20.直流电机的工作原理和结构
PN (k w) U N (V )
电发动电机机::输输出出机电械功功率P率NPN
U
UN NIN
I
N
I N ( A)
额定励磁电压：nN (r / min)
额定励磁电流： U fN (V )
励磁方式
I fN ( A)
2019/9/23
河海大学
16
第三节.直流电机的绕组
2019/9/23
河海大学
22
第三节.直流电机的绕组
N
y1
S
123
yk 1
图115单叠绕组元件在电枢上联接的情况
2019/9/23
河海大学
23
第三节.直流电机的绕组
例：直流电动机， p 2, Q K S 16, y1 4, yk 1
N极：磁力线进入纸面 S极：磁力线穿出纸面 → ：电磁转矩方向编号：元件号＝元件上层边所放槽号＝上层边所边换向

电机学第二章直流电机

y
y1
y2
y= -1 图2.19 单叠绕组 (左行)
各种形式直流电机绕组的区别主要表现在合成节矩上，其公式为：
叠绕组：y = y1 - y2 单叠右行：y = + 1 单叠左行：y = - 1 因单叠左行绕组端接部分交叉，故很少采用。波绕组：y = y1 ＋ y2
2.2.2 单叠绕组
一台4极16槽直流电机，换向片数K=16；电枢绕组的元件数S=16；(z=zi=s=k)试画出整距右行单叠绕组展开图。
不同的励磁方式，电机的性能将不同。
励磁方式：
直流电机产生磁场的励磁绕组的接线方式称为励磁方式。实质上就是励磁绕组和电枢绕组如何联接，就决定了它是什么样的励磁方式。
二、励磁方式分类
他励式并励式
自励式串励式
复励式
(1)、他励：直流电机的励 + 磁电流由其它直流电源单独供给。如图所示。
他励直流发电机的电枢电流和负载电流相同，即：
(3)直流电动机的工作原理
（1）、换流b过程
c a
dS
b a
c d
电流正方向：dcba 转矩方向：顺时针电势方向：abcd
电流正方向：abcd 电流正方向转：矩d方cb向a ：顺时针
转矩方向电：势方向：dcba 电势方向：
c
d
b
a
图2.5 直流电动机工作原理
直流电动机工作原理：
1.电源经电刷接通电枢绕组，电枢导体有电流流过。
三.直流电机的特点
直流电机是电机的主要类型之一。直流电机自身有着显著的优点，但与交流电机相比自身又有着缺点。近年来，与电力电子装置结合而具有直流电机性能的电机不断涌现，使直流电机有被取代的趋势。尽管如此，直流电机仍有一定的理论意义和实用价值!

电机学(刘颖慧)课件第3章直流电动机的电力拖动基础[48页]

电机学 Electric machinery
3.1 电力拖动系统的运动方程式和负载转矩特性
❖ 1.运动方程式
+
U
-
J
d
dt
Tem
TL
❖ 转动惯量：
J GD2 mD2 4g 4
M
Tem n
TL
图3.1.1 电动机与工作机构
Department of Electrical Engineering, HUT
电机学 Electric machinery
❖ 2.负载的转矩特性 ❖ a.恒转矩负载
n n
o
TL
o
TL
3.1.2 反抗性恒转矩负载特性
图3. 1. 3 位能性恒转矩负载特性
Department of Electrical Engineering, HUT
电机学 Electric machinery
0
T
图3. 2. 4
电动机不同电压机械特性
Department of Electrical Engineering, HUT
电机学 Electric machinery
❖ 减弱励磁磁通时的人为特性：
❖ 当 U UN R Ra 只减弱励磁磁通
n
UN Ce
Ra Ce
Ia
n
n02 2 n01 1 2 1 N
第3章直流电动机的电力拖动基础
电机学 Electric machinery
❖ 电力拖动的定义：用各种电动机作为原动机拖动生产机械，产生运动，电力拖动也称为电力传动。直流电力拖动是由直流电动机来实现的。
电源
控制设备
电动机
工作机构
Department of Electrical Engineering, HUT

专升本《电机学》直流电机部分汇总

❖ ① 20%； ② 大于20%； ③ 小于20%。
4.试比较他励和并励直流发电机的外特性有何不同。并说明影响曲线形状的因素。
答：并励直流发电机的外特性比他励软。
他励：影响因素有两个
① 随着Ia增加，IaRa增加，使U下降； ② 随着Ia增加，电枢反应附加去磁作用增强，使磁通Φ 减少，电枢电动势Ea减少，最后使U下降。
沈阳工程学院2015专升本《电机学》课程辅导讲义
（直流电机部分）
考纲：五、直流电机 5.1.掌握直流电机的基本工作原理和额定值；掌握直流电机电
。动势和电磁转矩大小和性质
❖ 主要知识点： ❖ （一）直流电机的工作原理 1.直流发电机结论：直流发电机是将内交流转换为外直流的交流发电机
2.直流电动机结论：直流电动机是将外直流转换为内交流的交流电动机
在电动机中:
n Tem 为驱动转矩，驱动转子旋转，与 Tem同方向。
Ea 与
I
反方向，
a
Ea 为反电动势。
电枢电动势的计算公式：
Ea
pN 60a
Φn
Cen
电磁转矩的计算公式：
Tem
pN
2a
Φ
Ia
CT
Φ
Ia
（二）直流发电机和直流电动机的电动势平衡方程
发电机
Ea U Ia Ra Ia I I f （Ea U）
❖ 3. 直流电机的电磁转矩是由（每极气隙磁通量）和（电枢电流）共同作用产生的。
考纲：5.2 掌握直流发电机的外特性和并励发电机的自励条
件
主要知识点：（一）直流发电机的外特性
外特性下降原因：
他励时
I
不变，
f
I
IRa

电机学直流电机的基本方程

第五节直流电机的基本方程直流电机的基本方程式包括电系统的电动势平衡方程式、能量系统的功率平衡方程式和机械系统的转矩平衡方程式。

一、直流发电机的基本方程式直流电机的基本方程式与励磁方式有关。

下面以并励直流发电机为例来分析直流发电机的基本方程式。

1.电动势平衡方程式当原动机拖动直流发电机旋转时，电枢绕组切割气隙磁场感应出电动势a E 。

当电机带上负载时，电枢绕组中将有电流a I 流过，取a I 与a E 的参考正方向相同。

根据基尔霍夫第二定律，则有电动势平衡方程式ff s a a a R I U U R I U E =∆++=2式中，U 为并励发电机的端电压，也为加在励磁回路的电压；a R 为电枢绕组的电阻；s U ∆2为一对电刷下的接触压降；f I 为励磁回路的电流；f R 励磁回路的电阻。

对并励直流发电机，根据基尔霍夫第一定律，有电流方程式 f a I I I +=式中，I 为发电机的输出电流，即负载电流。

2.功率平衡方程式并励直流发电机的功率流程图。

图中，1P 为原动机输入的机械功率，除去机械损耗Ωp 、铁耗Fe p 和附加损耗∆p 后,余下的部分转化为电磁功率e P 。

因此有如下功率平衡方程式e e Fe P p P p p p P +=+++=∆Ω01式中，0p 为空载损耗，它等于机械损耗Ωp 、铁耗Fe p 和附加损耗∆p 之和。

其中铁耗Fe p 是由于电枢旋转时交变磁通在电枢铁心内引起的损耗；机械损耗Ωp 是指轴承摩擦损耗、电刷摩擦损耗和转子与空气的摩擦损耗(也称为通风损耗)等；附加损耗∆p 也称为杂散损耗，主要包括结构部件在磁场内旋转而产生的损耗、电枢齿槽的影响使气隙磁通产生脉动而在主极铁心中和电枢铁心中产生的脉动损耗、电枢反应使气隙磁场畸变而在电枢铁心中产生的损耗、由于电流分布不均匀而增加的电刷接触损耗以及换向电流所产生的损耗等，这些损耗难于精确计算，一般进行估算，通常约占额定功率的0.5%～1%。

专升本《电机学》直流电机部分

考纲：3. 掌握直流电机的电磁关系
主要知识点：（一）电枢电动势与电磁转矩

在发电机中:
Ea 为电源电动势，向外输出直流电流 Ia, Ia 与 Ea同方向。
Tem 与 n 反方向，Tem 为制动转矩。
在电动机中:
Tem 为驱动转矩，驱动转子旋转， n 与 Tem同方向。
Ea 与 I a反方向， Ea

例题： 1.直流电机实质上是一台具有（换向）装置的交流电机，直流发电机的换向装置的作用是（将电机内部交流电转换为外部的直流电），直流电动机换向装置的作用是（将电机外部直流电转换为内部的交流电）。 2.直流电动机PN=15kW，UN=110V，nN=1500r/min， ηN=0.85，其额定运行时电网输入的电功率为（ 17.68 ）kw，额定电流IN=（ 160.4 ） A

电刷顺转向偏移发电机电动机交轴和直轴去磁交轴和直轴助磁
电刷逆转向偏移交轴和直轴助磁交轴和直轴去磁
例题：1.直流电机的励磁方式有他励、并励、（串励）和（复励）四种方式。 2. 直流电机电枢反应的定义是（电枢磁动势对励磁磁动势的作用），当电刷在几何中的性线时，电动机产生（交轴）性质的电枢反应，其结果使（气隙磁场发生畸变）和对（主磁场去磁作用），物理中性线逆电枢旋转方向偏移。 3. 直流发电机电刷在几何中性线上，如果磁路不饱各，这时电枢反应是（ ③ ）。 ① 去磁； ② 助磁； ③ 不去磁也不助磁。
（五）直流电动机的反转
Tem方向决定了n 的方向，改变Tem方向即可改变电动机的转向。
根据 Tem CT I a 可得改变转向的方法： 1. 保持 If 方向不变，改变 Ia 方向，即对调电枢绕组接入电源的两出线端； 2. 保持 Ia 方向不变，改变 If 方向，即对. 一台并励直流发电机，正转能自励，反转也能自励（错） 2. 一台并励直流电动机，若改变电源极性，则电机转向也改变。（错） 3. 如果并励直流发电机的转速上升20 % ，则空载时发电机的端电压U0升高（ ② ）。 ① 20%； ② 大于20%； ③ 小于20%。 4.直流电动机的调速方法有电枢串电阻调速、（降压）调速和（弱磁）调速三种。

第3章直流电机《电机学(第2版)》王秀和、孙雨萍(习题解答)

第三章直流电机习题解答3-1 直流电机铭牌上的额定功率是指输出功率还是输入功率？对发电机和电动机有什么不同？答：输出功率；对于电动机指轴上的输出机械功率，对于发电机指线段输出的电功率。

3-2. 一台p 对极的直流电机，采用单叠绕组，其电枢电阻为R ，若用同等数目的同样元件接成单波绕组时，电枢电阻应为多少？答：P 2R .解析：设单叠绕组时支路电阻为R 1 ，考虑到并联支路数2a =2p ，故有：12R R P=,则12R PR = ，单波绕组时，并联支路数2a=2,每条支路有p 个R 1 ,则每条支路电阻为22p R ，并联电阻为2p R 。

3-3.直流电机主磁路包括哪几部分？磁路未饱和时，励磁磁通势主要消耗在哪一部分？答：(N 极)，气隙，电枢齿，电枢磁轭，下一电枢齿，气隙，（S 极），定子磁轭，（N 极）；主要消耗在气隙。

3-4. 在直流发电机中，电刷顺电枢旋转方向移动一角度后，电枢反应的性质怎样？当电刷逆电枢旋转方向移动一角度，电枢反应的性质又是怎样？如果是电动机，在这两种情况下，电枢反应的性质怎样？答：当电刷偏离几何中性线时，除产生交轴电枢磁动势外，还会产生直轴磁动势。

对于发电机，当电刷顺电枢旋转方向移动一角度后，产生的交轴磁动势F aq 对主磁场的影响与电刷位于中性线时的电枢反应磁动势相同，产生的直轴电动势F ad 有去磁作用。

当电刷逆电枢旋转方向移动一角度后，产生的交轴磁动势F aq 对主磁场的影响与电刷位于中性线时的电枢反应磁动势相同，产生的直轴电动势F ad 有助磁作用。

如果是电动机，两种情况下的影响与发电机恰好相反。

3-5. 直流电机电枢绕组元件内的电动势和电流是交流还是直流？为什么在稳态电压方程中不考虑元件本身的电感电动势？答：交流；因为在元件短距时，元件的两个边的电动势在一段时间内方向相反，使得元件的平均电动势稍有降低。

但直流电机中不允许元件短距太大，所以这个影响极小，故一般不考虑。

电机学直流电机课件

有减小。
4 他励直流电动机的起动与调速
4.1 直流电动机的起动
起动要求：
足够的起动转矩一定范围的起动电流起动时间符合生产要求、起动设备简单、经济、可靠。
（1）直接起动
In
Ea U IRa
Ist
n
Ea Cen
缺点：最初起动时，起动
电流很大，容易损坏电枢绕组、导致换向困难，产
I
生强烈环火。 t
4.2 直流电动机的调速
n
U
Ia Ra Ce
U Ce
Ra CeCt 2
T
n0
T
调速的基本要求与方法：
（1）要求：调速幅度宽广、调速连续平滑、损耗小、经济指标高等。
（2）方法：①调节励磁电流以改变每极磁通；
②调节外施电源电压 U ；
③电枢回路中引入可调电阻量 R 。
（1）仅调节电枢回路总电阻调速
3 电磁转矩的产生（直流电动机模型）
以单线圈简化模型为例，进行分析。显然，在电刷间接入直流电源后，在线圈中就有直流电流流过。
电磁力定律： f Bli 满足左手定则
直流电机换向器将外部的直流电变成了内部交替
变化的电流。
图中电刷相对于磁极的位置保证了，无论线圈边处在N极下，还是S极下，线圈电流均产生逆时针方向的电磁力矩，从而使转子获得了一个固定方向的电磁转矩。
电枢绕组和励磁绕组分别施加直流电源。气隙中主磁通与电枢电流相互作用产生电磁转矩:
T CtIa
电磁力矩为原动力矩，在电磁力矩的作用下，驱动轴上的机械负载旋转。
电枢绕组感应电势为
Ea Cen
2 直流电动机的平衡方程式
I U
If Ia
Ea

电机学第3章第1学期直流电机PPT课件

结构较复杂
直流电机
成本较高可靠性稍差
使它的应用受到限制
5
3.1 直流电机的工作原理及结构
1. 直流电动机的工作原理
电刷
＋ U －
N
S 换向片
N
＋
U
－
S
线圈边切割磁感线会产生什么？
6
直流电机模型
磁极
产生旋转
支柱
半环形金属环
7
直流电机模型
转轴
换向片
电刷
8
直流电机模型
转向电流方向换向片
线圈磁极
③ 换向器 ④ 转轴与风扇
(a) 转子主体直流电机的转子
19
(b) 电枢铁心冲片
20
21
电枢铁心
作用：1、主磁路的一部分； 2、电枢绕组的支撑部件。
构成：一般用厚0.5㎜且冲有齿、槽的DR530 或DR510的硅钢片叠压夹紧而成。
电枢绕组
作用：直流电机的电路部分。
构成：用绝缘的圆形或矩形截面的导线绕成，上下层以及线圈与电枢铁心间要妥善地绝缘，并用
电枢绕组的连接规律是通过绕组的节距来表征的。
（1）第一节距y1
一个元件的两条有效边在电枢表面上所跨的虚槽数，称为第一节距，用y1表示。
常采用短距绕组，可节省用铜。
y1
y1
Zi 2p
=整数
y1
整距绕组短距绕组长距绕组
+ Ia
If +
+ I Ia If
他 Ua
M
Uf
U
M
并
励－
－
－
励
+I
串U
励－
Ia
M

重大电机学第三章直流电机

由图可知，电刷在几何中性线时的电枢反应的特点：
2)、对主磁场起去磁作用
1)、使气隙磁场发生畸变
空载时电机的物理中性线与几何中性线重合。负载后由于电枢反应的影响，每一个磁极下，一半磁场被增强，一半被削弱，物理中性线偏离几何中性线角，磁通密度的曲线与空载时不同。
两个串联元件放在同极磁极下，空间位置相距约两个极距；沿圆周向一个方向绕一周后，其末尾所边的换向片落在与起始的换向片相邻的位置。
单波绕组的并联支路图
一、直流电机的空载磁场空载和负载时直流电机的磁动势和磁场直流电机工作中，主磁极产生主磁极磁动势，电枢电流产生电枢磁动势。电枢磁动势对主极磁动势的影响称为电枢反应。右图为一台四极直流电机空载时的磁场示意图。当励磁绕组的串联匝数为，流过电流为，每极的励磁磁动势为：
01
04
02
03
定状态下运行时，电机的输出功率，以 "W" 为量纲单位。若大于 1kW 或 1MW 时,则用 kW 或 MW 表示。
对于直流发电机，PN是指输出的电功率，它等于额定电压和额定电流的乘积。PN＝UNIN
对于直流电机，PN是指输出的机械功率，所以公式中还应有效率ηN存在。PN＝UNINηN
波绕组：指把相隔约为一对极距的同极性磁场下的相应元件串联起来，象波浪式的前进。
合成节距：连接同一换向片上的两个元件对应边之间的距离。
第一节距：一个元件的两个有效边在电枢表面跨过的距离。
第二节距：连至同一换向片上的两个元件中第一个元件的下层边与第二个元件的上层边间的距离。
额定值是制造厂对各种电气设备（本章指直流电机）在指定工作条件下运行时所规定的一些量值。在额定状态下运行时，可以保证各电气设备长期可靠地工作。并具有优良的性能。额定值也是制造厂和用户进行产品设计或试验的依据。额定值通常标在各电气的铭牌上，故又叫铭牌值。

直流电机的工作原理

直流电机的工作原理
直流电机是一种常见的电动机，它通过直流电源提供电能，将电能转换为机械能，驱动机械装置运转。

直流电机的工作原理主要包括磁场产生、电流通路和力矩产生三个方面。

首先，直流电机的工作原理与磁场产生密切相关。

在直流电机中，通常会有一个磁场产生装置，它可以是永磁体或者电磁铁。

当电流通过磁场产生装置时，会在装置周围产生磁场，形成磁极。

这个磁场是直流电机工作的基础，因为它与电流之间会产生相互作用，从而产生力矩，驱动电机运转。

其次，直流电机的工作原理还与电流通路有关。

在直流电机中，电流通路是通过电刷和换向器来实现的。

电刷是连接电源和电机的导电装置，它与换向器配合工作，使得电流可以按照一定的规律在电机的绕组中流动。

这样，电流在磁场中产生作用，产生力矩，从而驱动电机转动。

最后，直流电机的工作原理还涉及到力矩的产生。

在直流电机中，当电流通过绕组时，会在绕组中产生磁场，这个磁场与磁场产生装置的磁场相互作用，产生力矩。

这个力矩会驱动电机转动，实现能量转换。

综上所述，直流电机的工作原理是通过磁场产生、电流通路和力矩产生三个方面相互作用，实现电能到机械能的转换。

通过对这些原理的深入理解，可以更好地掌握直流电机的工作特点，为实际应用提供理论支持。

电机学PPT课件-直流电动机

3
机电一体化设计
结合机械、电子、信息等多学科知识，进行直流电动机的优化设计，实现高效、紧凑、可靠的设计目标。
THANKS
感谢观看
电动车与新能源汽车
随着电动车和新能源汽车的普及，直流电动机作为动力源将得到更广泛的应用。
智能家居与家电
直流电动机在智能家居和家电领域的应用将不断拓展，如智能吸尘器、电动窗帘等。
直流电动机的创新研究
1 2
新材料与新工艺
研究新型材料和制造工艺，提高直流电动机的性能和可靠性。
控制策略优化
研究先进的控制算法和策略，提高直流电动机的响应速度和稳定性。
电机学ppt课件-直流电动机
目录
• 直流电动机简介 • 直流电动机的特性 • 直流电动机的控制 • 直流电动机的常见故障与维护 • 直流电动机的发展趋势与展望
01
CATALOGUE
直流电动机简介
直流电动机的基本结构
定子
固定部分，包括主磁极和换向器。
转子
旋转部分，由导电的电枢绕组和铁芯组成。
换向器
大。
转矩与磁通关系
02
在一定范围内，转矩与磁通成正比。但当磁通增加到一定程度
时，转矩增加趋缓。
转矩与转速关系
03
在一定转速范围内，转矩与转速成反比。转速越高，转矩越小
。
直流电动机的机械特性
机械特性方程
直流电动机的机械特性方程表示了电动机的转速、转矩和电源电压之间的关系。
固有机械特性
固有机械特性是指在一定励磁电流和电枢电压下的机械特性。
当电机发生缺相故障时，自动切断电源，防止电机因缺相而损坏。
04
CATALOGUE

电机学第三章直流电机 1

注意几点：
可以产生连续电磁转矩；
电刷间电流为直流电；
线圈内电流为交流电。
第3章直流电机
3.脉动的减小
N A B1 e
eB B
1
2
B2 X
S
电枢上有2个槽、1个线圈
0
eAX
电刷间电动势脉动较大
wt
第3章直流电机
N A B1 Y B2 X B e
eB B
1
2
eAX eBY
S
0
wt
电枢上有4个槽、2个线圈
第3章直流电机
有换向器和电刷
• 换向片：半圆形 • k1换向片连接线圈a端 • k2换向片连接线圈d端
• 换向片和线圈一起旋转
• 电刷空间位置不动 • 电刷A总是连接N极下导体，正 • 电刷B总是连接S极下导体，负电动势满足右手定则
结果：输出直流电！！！
第3章直流电机加换向器后电动势波形 • 脉动的直流电 N A B1 e
解决途径：无刷化—无刷直流电机
第3章直流电机
三、励磁方式
直流电机励磁方式，即励磁绕组与电枢绕组的连接方式，对电机的运行特性有大的影响 • 如何形成主极磁场永磁式励磁方式电磁式自励式他励式并励式串励式积复励复励式差复励
第3章直流电机
• 永磁式 - 用永磁体 - 粘接到机壳上 - 小功率中最常用的
第3章直流电机
四、直流电机的额定值
• 额定值 —为使电机安全可靠地工作，且保持优良的运行性能，制造厂家对电气设备在指定工作条件下运行时规定的一些量值 • 额定值通常标在铭牌上，又叫铭牌值
第3章直流电机
四、直流电机的额定值
• 额定功率PN：输出功率; kW • 额定电压UN：额定状态下出线端电压；V • 额定电流IN：额定状态下出线端电流；A

电机学直流电机

励磁回路 U I f rf r j I f R f
电流方程 I a I I f
2.4.1基本方程
2、功率平衡方程电磁功率：电枢绕组感应电动势E与电枢电流Ia的乘积
PemEIa Pem6p0NaaΦnIa 2pπNaaΦIa3π0nTemΩ PemUIUIf Ia2Ra P2pCuf pCua P2pCu
2.3.2直流电机的空载磁场
➢磁通：空载是电机中的磁场是对称分布的,分为两部分
✓主磁通：经气隙、电枢、相邻主极下的气隙、主极铁芯、定子磁轭闭合,
主磁通同时交链与励磁绕组和电枢绕组；在电枢绕组中产生感应电动势,实现机电能量交换；
用0表示，
✓漏磁通：经主极间的空气或定子磁轭闭合，不穿过气隙；不参与机电能量交换；
2.2.1电枢绕组基本特点
➢ 基本概念
✓ 绕组元件：两端分别与两片换向片连接的单匝或多匝线圈, ✓ 元件边：放在槽中切割磁力线、感应电动势的有效边， ✓ 上下元件边：放在某一槽上下层， ✓ 端接：元件槽外的部分前端接、后端接，
2.2.1电枢绕组基本特点
➢ 基本概念
✓ 槽内每层元件边数：u ✓ 槽数Z与虚槽数Zi：Zi=uZ ✓ 元件数S、换向片数K与虚槽数Zi：S=K=Zi
P 1 P e m p C u a p C u f P e m p C u P e m P 2 p m e c + p F e p a d P 2 p 0
P 1 P 2 p C u a p C u f p m e c + p F e p a d P 2 p C u p 0 P 2 p
CT
30 π
CE
2.4直流发电机的基本特性
2.4.1基本方程
If

07年电机学复习

Pem
U
0 δ1 δ2
并网运行的发电机，励磁电流增加曲线如何变化？如果输出有功不变，无功功率如何变化？稳定性有无变化？
如图，绿色曲线是励磁电流增加後的有功功率曲线，输出有功不变，减小，发出的感性无功增加（向电网吸收容性无功增加），稳定性变好。
Pem
If
mUE0/Xs
0 δ1 δ2 正常励磁 Q
δ
2.凸极同步发电机
Pem
3
总电磁功率
1 基本电磁功率（励磁功率）
0 3
2
δ
附加电磁功率（磁阻功率）
Pem
E0U 1 sin 2 2 1 m sin mU ( ) Xd Xq Xd 2
1
Pem Pem
2
功角的时空概念

在时间上：端电压（U与E相位基本相同）和励磁磁势之间的相位差在空间上：合成磁场轴线与转子磁场轴线之间夹角。稳定运行时， Ff和F之间无相对运动，固定。功角为正值时，为发电机运行。
（2）短路比及短路比大小与运行性能、电机成本的关系
Ks KC X *d
Kc小，Xd大，短路电流小，当负载变化时，(I变化时)， IXd阻抗压降变化大。发电机电压变化率大。稳定性差。但气隙小、造价低。 Kc大，Xd小，气隙大，电机尺寸大。励磁磁势大，
F f W f I f I f , 励磁绕组导体截面增大 W f ，励磁绕组匝数增加，
直流电机的电磁转矩
T CT I a
PN 60 P N CT 9.55Ce 2a 2a60
一台制造好的电机，它的电磁转矩正比于每极磁通和电枢电流，与磁密分布无关。
直流发电机的运行特性

直流电机和三相电机都是什么,工作原理分析,直流电机和交流电机的区别是什么？

直流电机和三相电机都是什么，工作原理分析，直流电机和交流电机的区别是什么？什么是直流电机？直流电机（direct current machine）是指能将直流电能转换成机械能（直流电动机）或将机械能转换成直流电能（直流发电机）的旋转电机。

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。

直流电机工作原理：电动势产生：当电枢被原动机以恒速驱动，按逆时针方向转动时，用右手定则可以判定，线圈ab和cd边切割磁力线产生的感应电动势的方向，则在负载与线圈构成的回路中产生电流Ia，其方向与电动势方向相同。

电流由电刷A流出，由电刷B 流回。

换向：当电枢转到右图所示位置时，线圈中感应电动势的方向发生了改变，但由于换向器随同一起旋转，使得电刷A总是接触N极下的导线，而电刷B总是接触S极下的导线，故电流仍由A流出B流回，方向不变。

什么是三相电机？三相电机，是指当电机的三相定子绕组（各相差120度电角度），通入三相交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路）。

载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。

电动机也称（俗称马达），在电路中用字母M（旧标准用D）表示。

它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源，电机系全封闭、外扇冷式、鼠笼型结构。

三相电机工作原理：当电动机的三相定子绕组（各相差120度电角度），通入三相交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。