直流电机的基本方程word资料10页

一、直流电机的基本方程式：

(电系统的电势平衡方程式，机械系统的转矩平衡方程式，能量系统的功率平衡方程式。)

1、电动势平衡方程式：

A、不计磁路饱和效应，并励电动机电枢回路和励磁回路的电势方程式：

B、并励发电机电势方程式：

发电机的大于。

2、转矩平衡方程式：

3、功率方程式：

A、直流电机中的损耗、效率：

损耗有三类:

消耗于导体电阻中。

消耗于摩擦损耗、通风和机械损耗。

消耗于铁心中的损耗。

铁耗：由于电枢旋转时主磁通在电枢铁心内交变而引起的。

铜耗：

电枢回路铜耗

励磁回路铜耗

电刷接触铜耗，为一对电刷总接触电压降。机械损耗：包

括轴承摩擦损耗、电刷摩擦损耗、定转子和空气的摩擦损耗。附加损耗：电枢齿、槽存在，使气隙磁通产生脉动，电枢反应使磁场畸变引起的铁耗。换向电流引起的损耗。

按额定容量的1%计算，无补偿绕组按额定容量的0.5%计算，有补偿绕组在以上损耗中，，随负载变化而变化，称为可变损耗;，，为不变损耗。

电机的效率：

当不变损耗=可变损耗时，取得最大，是的二次曲线。

B、并励电动机的功率方程式：

C、并励发电机的功率方程式：

一、直流电动机的工作特性：

直流电动机的运行特性有：工作特性，起动，调速。工作特性是选用直流电动机的一个重要依据。当端电压为额电压，电枢回路无外串电阻，励磁电流为额定励磁电流时，电机转速，电磁转矩，和效率与输出功率之间的关系。

即：，实际运行中，可测，且随增大而增大，所以，工作特性可表示为：

1、并励直流电动机的工作特性：

A、转速特性：

其中，为理想空载转速。转速特性为一斜率为的直线。

当电机磁路饱和时，随着的增大，增大，电枢反应的去磁作用使增大，直线上翘。为保证电机稳定运行,采取措施使特性略为下降。

B、转矩特性：

，不计去磁，特性为一过原点的直线。当考虑电枢反应时，实际曲线偏离直线，仍接近于一条直线。

C、效率特性：

，是的二次曲线。当不变损耗＝可变损耗时，取得最大。

2、串励直流电动机的工作特性：

基本方程式：

不计饱和时：

A、转速特性：

分析：

a、转速随着的增大而迅速减小。（因为）。

b、空载时，很小，及很小，电机必须产生反电势与

电源电压相平衡，因此,很高。理论上，时，，。故串励电动机不允许空载或轻负载运行。

B、转矩特性：

当增大，很快减小，使升很快。即，随着增大，将以高于的一次方比例增大。在同样大小的起动电流下，串励电动机的大于并励电动机的。

C、效率特性：与并励电动机类似。

并励电动机与串励电动机工作特性比较：

A、串励电机的随增大而迅速下降。

B、串励电动机不允许空载或轻负载运行。

C、在同样大小的起动电流下，串励电动机的大于并励电动机的。

3、复励直流电动机的工作特性：

它介于并励和串励电动机特性之间。当并励绕组磁动势起主要作用，特性接近于并励电动机特性。当串励绕组磁动势起主要作用，特性接近于串励电动机特性。在空载时无飞速现象。

一、直流发电机的工作特性：

可测物理量有：发电机端电压，电枢电流，励磁电流，转速等。

有四种特性曲线：

空载特性

负载特性

外特性

调节特性

(一)、他励发电机特性：

1、他励发电机空载特性：

当电机时，调节使发电机空载端电压，然后使逐渐回到零，测空载端电压与关系即为空载特性曲线。

分析：

A、空载特性表明电机磁路的性质。即当一定时，电机绕组感应电势与其对应磁动势的关系。

B、改变励磁电流的方向，可测出反方向的空载特性曲线。

C、改变电机转速，可得不同的空载特性曲线。

D、并励、复励直流发电机的空载特性都以他励形式测取。

空载特性曲线：

2、负载特性：

当，时，端电压曲线。

与空载特性比较：当上升时，两曲线都上升。当一定时，两特性的电压不同。

3、外特性：

当，时，端电压曲线。当负载电流及电枢电流增大时，曲线略为下垂。

4、调节特性：

当，时，端电压曲线。当电枢电流增大时，曲线往上翘。

(二)、并励直流发电机空载电压的建立：

并励和复励直流发电机均为自励发电机，首先应在空载时建立电压，然后再带负载。

自励电压建立的三个条件：

必须有剩磁；

励磁绕组与电枢并联的极性正确；

励磁回路中电阻小于临界电阻。

电机有剩磁，极性正确气隙磁场得到加强电枢绕组电势增加

励磁电流增加电枢端电压建立起来如何稳定呢？

空载电压建立能否稳定？

励磁绕组端电压与励磁电流：在磁路上满足空载特性，在电路上满足伏安特性。当时，达稳定点A。即两曲线的交点。

(三)、并励、复励直流发电机负载运行：

当，建立自励电压后，保持，接入负载，逐渐减小，测

取与的曲线。下垂原因：

电枢反应；

电枢绕组压降；

并励直流电机随的减小，电枢感应电势大大减小；

串励电机随负载变化，使不稳定，可安自动装置。

一、他励直流电动机的起动

起动--从静止到一个稳定态的过程。先有磁场，再接入电枢电压。电机刚起动时，n=0，E=0，电枢电流

很大。使绕组发热和受很大的电磁冲击力。所以希望小于一定值。但电磁转矩与成正比，希望大些。--成为一对矛盾。

对起动的基本要求：

1、足够大的起动转矩Tst ;

2、起动电流限制在允许范围内;

3、起动时间短;

4、起动设备简单、经济、可靠。

常用的起动方法：

1、直接起动;--适用于小容量电机。

2、电枢串电阻器起动;--损耗大。

3、降压起动;--须有专用电源。损耗小，起动平稳。

电阻分级起动过程分析：

选择最大转矩，电阻切换转矩

二、他励直流电动机的制动

电机有两种运转状态：电动运转与同向。制动运转与反向。

制动的目的使系统停车或限速。