直流電機(jī)的基本方程式

1、.直流電機(jī)的基本方程式一直流發(fā)電機(jī)的基本方程式以并勵(lì)機(jī)為例：（一）.電壓平衡方程直流發(fā)電機(jī)發(fā)出的電勢(shì)Ea產(chǎn)生電流Ia，Ia在電樞回路總電阻Ra（包括電樞繞組電阻及兩個(gè)電刷的接觸電阻）上產(chǎn)生壓降IaRa，則輸出電壓UEaIaRa，可見發(fā)電機(jī)EaU。電路如圖：（二）.轉(zhuǎn)矩平衡方程式直流發(fā)電機(jī)是把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，因此由原?dòng)機(jī)輸入的機(jī)械轉(zhuǎn)矩T1是驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩；電磁轉(zhuǎn)矩T是制動(dòng)轉(zhuǎn)矩；即使電機(jī)空轉(zhuǎn)也存在的、對(duì)應(yīng)電機(jī)機(jī)械摩擦、鐵損耗等的空載轉(zhuǎn)矩T0一定是阻轉(zhuǎn)矩，當(dāng)驅(qū)動(dòng)制動(dòng)時(shí)，電機(jī)恒速旋轉(zhuǎn)。因此發(fā)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)矩平衡方程為：T1=T+ T0（三）功率平衡方程式其功率流程圖如圖：從原動(dòng)機(jī)輸入機(jī)械功率P1，扣除

2、了機(jī)械方面的損耗，就是機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)殡姷牟糠址Q為電磁功率PM，再扣除了電方面的損耗，就是輸出的電功率P2UI，對(duì)并勵(lì)發(fā)電機(jī)IIaIf。額定時(shí)的P2就是PN=UNIN。其中： 是機(jī)械方面的損耗，它也是電機(jī)空載運(yùn)行時(shí)就存在的損耗，故稱空載損耗，它包括了機(jī)械摩擦損耗、鐵耗、附加損耗（0.010.05PN），即:；是電方面的損耗稱為銅耗，它包括了電樞回路銅耗Ra和勵(lì)磁回路銅耗UI，即由功率流程圖可列功率平衡方程：機(jī)械方面：；電方面：；把機(jī)械方面的功率平衡方程兩邊除以，就得到了轉(zhuǎn)矩平衡方程。其中：T1；T0；T。可見電磁功率T這是用機(jī)械量表示的電磁功率。把電壓平衡方程UEaIaRa的兩邊乘以Ia：UIa= E

3、aIaRaIaIIf，則：UIa = U(I+If)= EaIaRa，UI= EaIaRa UIfEaIa其中：UI就是P2；對(duì)比電方面的功率平衡方程可知：EaIa就是電磁功率PM。PMEaIa這是用電量表示的電磁功率。那么，EaIa是否等于T呢？據(jù)，則：T=由此可得結(jié)論：1）從機(jī)械方面的功率平衡方程除以可得到轉(zhuǎn)矩平衡方程；從電方面的功率平衡方程除以Ia可得到電勢(shì)平衡方程。2）由于電磁功率是從機(jī)轉(zhuǎn)變到電的那部分功率，因此它必然既可以用機(jī)械量T表示，也可以用電量表示。三直流電動(dòng)機(jī)的基本方程式同樣以并勵(lì)機(jī)為例：（一）.電壓平衡方程電網(wǎng)電壓U產(chǎn)生電流I，因?yàn)椴?lì)，IIaIf，Ia在磁場(chǎng)中受電磁力作用

4、使電機(jī)旋轉(zhuǎn)，電樞導(dǎo)體切割磁力線感生反電勢(shì)Ea，Ia在電樞回路總電阻Ra（包括電樞繞組電阻及兩個(gè)電刷的接觸電阻）上產(chǎn)生壓降IaRa，因此：EaUIaRa，電路如圖：（二）.轉(zhuǎn)矩平衡方程式電動(dòng)機(jī)是把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，因此所有電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩T都是驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩；輸出的機(jī)械轉(zhuǎn)矩T2一定是制動(dòng)轉(zhuǎn)矩；即使電機(jī)空轉(zhuǎn)也存在的、對(duì)應(yīng)電機(jī)機(jī)械摩擦、鐵損耗等的空載轉(zhuǎn)矩T0一定是阻轉(zhuǎn)矩。因此電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)矩平衡方程一定為：T = T2+ T0。（三）功率平衡方程式電動(dòng)機(jī)是把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，其功率流程圖如圖：從直流電網(wǎng)輸入電功率P1UI，扣除了電方面的損耗，就是電轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)的部分，稱為電磁功率PM，再扣除了機(jī)械方面的

5、損耗，就是輸出的機(jī)械功率P2，額定時(shí)的P2就是PN。其中：是機(jī)械方面的損耗，是電機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)就存在的損耗，故稱空載損耗，與直流發(fā)電機(jī)一樣；電方面的損耗稱為銅耗，也與直流發(fā)電機(jī)一樣，。可見直流電動(dòng)機(jī)功率流程圖的功率傳遞方向剛好與發(fā)電機(jī)相反。同樣由功率流程圖可列電方面和機(jī)械方面的功率平衡方程：電方面：；機(jī)械方面：； 把機(jī)械方面的功率平衡方程兩邊除以，就得到了轉(zhuǎn)矩平衡方程。其中：T2；T0；T與發(fā)電機(jī)一樣。據(jù)電方面的功率平衡方程：UI=EaIaRaUIf移項(xiàng)：U(IIf)= UIa= EaIaRa方程兩邊除以Ia，就得到了電勢(shì)平衡方程：UEaIaRa?？梢婋妱?dòng)機(jī)U Ea。四直流電機(jī)的可逆性 從直流電機(jī)工作原理和結(jié)構(gòu)已知：一臺(tái)直流電機(jī)可作發(fā)電機(jī)運(yùn)行、也可作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，只是能量的傳遞方向不同，稱為電機(jī)的可逆性原理。在討論感應(yīng)電勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩時(shí)也講過(guò)：發(fā)電機(jī)Ea U；Ea與Ia同向；T與n反向 電動(dòng)機(jī)Ea U，電流Ia與Ea同向，T與n反向。若把原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速下降，據(jù)Ea可知， Ea，U不變故Ia，當(dāng)Ia0發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行。若繼續(xù)把原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，則EaU，EaUIaR