第三章 直流電機(jī)的穩(wěn)態(tài)分析

1、第三章第三章 直流電機(jī)的穩(wěn)態(tài)分析直流電機(jī)的穩(wěn)態(tài)分析第一節(jié)第一節(jié) 直流電機(jī)的工作原理和基本結(jié)構(gòu)直流電機(jī)的工作原理和基本結(jié)構(gòu)第二節(jié)第二節(jié) 直流電樞繞組直流電樞繞組第三節(jié)第三節(jié) 空載和負(fù)載時(shí)直流電機(jī)的磁動(dòng)勢和磁場空載和負(fù)載時(shí)直流電機(jī)的磁動(dòng)勢和磁場第四節(jié)第四節(jié) 直流電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢和電磁轉(zhuǎn)矩直流電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢和電磁轉(zhuǎn)矩第五節(jié)第五節(jié) 直流電機(jī)的基本方程直流電機(jī)的基本方程第六節(jié)第六節(jié) 直流發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性直流發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性第七節(jié)第七節(jié) 直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性第八節(jié)第八節(jié) 直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)第九節(jié)第九節(jié) 換向換向dcbadcba第一節(jié)第一節(jié) 直流電

2、機(jī)的工作原理和基本結(jié)構(gòu)直流電機(jī)的工作原理和基本結(jié)構(gòu)一、直流電機(jī)的工作原理一、直流電機(jī)的工作原理 線圈在外力的作用下以轉(zhuǎn)速線圈在外力的作用下以轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn)時(shí)，線圈旋轉(zhuǎn)時(shí)，線圈有效邊交替在磁極下切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)有效邊交替在磁極下切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，并經(jīng)電刷引出后成為直流脈動(dòng)電勢。勢，并經(jīng)電刷引出后成為直流脈動(dòng)電勢。1、直流發(fā)電機(jī)工作原理、直流發(fā)電機(jī)工作原理blve ABe0e1t2tABeabcdAn簡單兩極直流電機(jī)模型B2、直流電動(dòng)機(jī)工作原理、直流電動(dòng)機(jī)工作原理 直流電壓加在電刷上，線圈導(dǎo)體中就有電流流過，導(dǎo)體在磁極下直流電壓加在電刷上，線圈導(dǎo)體中就有電流流過，導(dǎo)體在磁極下受到電磁力的

3、作用，受到電磁力的作用， ， 。由于電刷和換相片的配合作。由于電刷和換相片的配合作用，導(dǎo)體輪流交替處于用，導(dǎo)體輪流交替處于N極和極和S極下時(shí)，導(dǎo)體中電流隨導(dǎo)體所處磁極極極下時(shí)，導(dǎo)體中電流隨導(dǎo)體所處磁極極性的改變而同時(shí)改變方向，從而保持電磁轉(zhuǎn)矩的方向不變，使線圈連性的改變而同時(shí)改變方向，從而保持電磁轉(zhuǎn)矩的方向不變，使線圈連續(xù)旋轉(zhuǎn)。續(xù)旋轉(zhuǎn)。bilf bilDT dcbadcbat1t2tTabcdAni電源簡單兩極直流電機(jī)模型3、脈動(dòng)的減少、脈動(dòng)的減少 由許多個(gè)在磁極下分布的線圈串聯(lián)而成電樞繞組，由許多個(gè)在磁極下分布的線圈串聯(lián)而成電樞繞組，使串聯(lián)感應(yīng)電動(dòng)勢使串聯(lián)感應(yīng)電動(dòng)勢脈動(dòng)脈動(dòng)減小或電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)

4、減小。減小或電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)減小。4e1eABe2e3ete0NSn1423AB4元件兩極直流電機(jī)模型元件兩極直流電機(jī)模型直流電機(jī)感應(yīng)電動(dòng)勢波形直流電機(jī)感應(yīng)電動(dòng)勢波形主磁極電刷裝置換向極換向器電樞繞組機(jī)座電樞鐵心二、直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)二、直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)直直流流電電機(jī)機(jī)靜止部分靜止部分定定子（產(chǎn)生磁勢）子（產(chǎn)生磁勢）旋轉(zhuǎn)部分旋轉(zhuǎn)部分轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子（產(chǎn)生能量）子（產(chǎn)生能量）空氣隙空氣隙換向器換向器電樞繞組電樞繞組電樞鐵心電樞鐵心主磁極主磁極電刷裝置電刷裝置機(jī)座機(jī)座換向極換向極直流電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)直流電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)三、勵(lì)磁方式三、勵(lì)磁方式 并勵(lì)、串勵(lì)、復(fù)勵(lì)（積復(fù)勵(lì)、差復(fù)勵(lì)）并勵(lì)、串勵(lì)、復(fù)勵(lì)（積復(fù)勵(lì)、差復(fù)勵(lì)）2、自

5、勵(lì)式：勵(lì)磁繞組和電樞繞組按一定的關(guān)系相連接。、自勵(lì)式：勵(lì)磁繞組和電樞繞組按一定的關(guān)系相連接。1、他勵(lì)式：勵(lì)磁繞組由其它電源供電，和電樞繞組不相連接。、他勵(lì)式：勵(lì)磁繞組由其它電源供電，和電樞繞組不相連接。他勵(lì)電機(jī)aIaEUfUfIfRfI GaI MaI MI GInaEU 并勵(lì)直流電機(jī)sIInaEU 串勵(lì)直流電機(jī)fIsIInaEU aI復(fù)勵(lì)直流電機(jī)NNIU電功率電功率機(jī)械功率，發(fā)電機(jī)機(jī)械功率，發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)5、額定勵(lì)磁電壓、額定勵(lì)磁電壓UfN：他勵(lì)電機(jī)額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)的勵(lì)磁電壓。：他勵(lì)電機(jī)額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)的勵(lì)磁電壓。V4、額定轉(zhuǎn)速、額定轉(zhuǎn)速nN：額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。：額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)

6、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。r/min3、額定電流、額定電流IN：電機(jī)在額定電壓下運(yùn)行，輸出功率為額定功率時(shí)電：電機(jī)在額定電壓下運(yùn)行，輸出功率為額定功率時(shí)電機(jī)線電流。機(jī)線電流。A2、額定電壓、額定電壓UN：額定狀態(tài)下電樞出線端的電壓。：額定狀態(tài)下電樞出線端的電壓。V1、額定功率、額定功率PN：電機(jī)在名牌規(guī)定的額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)電機(jī)的輸：電機(jī)在名牌規(guī)定的額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)電機(jī)的輸 出功率。出功率。四、直流電機(jī)額定值四、直流電機(jī)額定值電機(jī)制造廠按一定標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)要求，規(guī)定了電機(jī)高效長期穩(wěn)定運(yùn)行電機(jī)制造廠按一定標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)要求，規(guī)定了電機(jī)高效長期穩(wěn)定運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)技術(shù)參數(shù)，稱為電機(jī)的額定值。額定值是使用和選擇電機(jī)的的經(jīng)濟(jì)技術(shù)參數(shù)

7、，稱為電機(jī)的額定值。額定值是使用和選擇電機(jī)的依據(jù)，因此使用前一定要詳細(xì)了解這些銘牌數(shù)據(jù)。依據(jù)，因此使用前一定要詳細(xì)了解這些銘牌數(shù)據(jù)。 第二節(jié)第二節(jié) 直流電樞繞組直流電樞繞組一、直流電樞繞組的構(gòu)成一、直流電樞繞組的構(gòu)成 元件：組成繞組的基本單元，由元件邊和端接線組成。元件：組成繞組的基本單元，由元件邊和端接線組成。 置于槽內(nèi)能切割主磁場而感應(yīng)電動(dòng)勢的元件邊也稱為有效邊。置于槽內(nèi)能切割主磁場而感應(yīng)電動(dòng)勢的元件邊也稱為有效邊。元件一條邊在一個(gè)槽內(nèi)，另一條邊在另一個(gè)槽內(nèi)。元件一條邊在一個(gè)槽內(nèi)，另一條邊在另一個(gè)槽內(nèi)。 疊繞組：單疊、復(fù)疊疊繞組：單疊、復(fù)疊直流電樞繞組：直流電樞繞組： 波繞組：單波、復(fù)波波

8、繞組：單波、復(fù)波 混合繞組混合繞組電樞元件 虛槽數(shù)虛槽數(shù)QU：一個(gè)上層和一個(gè)下層元件邊在槽：一個(gè)上層和一個(gè)下層元件邊在槽內(nèi)所占的空間為虛槽。內(nèi)所占的空間為虛槽。S= QU 換向片數(shù)換向片數(shù)K：S=KQ ：電樞鐵心槽數(shù)：電樞鐵心槽數(shù) U: 每槽上下層中一層（線圈）所含元件數(shù)每槽上下層中一層（線圈）所含元件數(shù)整個(gè)繞組元件數(shù)整個(gè)繞組元件數(shù)S：S=UQ單層繞組單層繞組雙層繞組：一邊放在一個(gè)槽的上層，另一邊在另一個(gè)槽的下層。雙層繞組：一邊放在一個(gè)槽的上層，另一邊在另一個(gè)槽的下層。槽內(nèi)導(dǎo)體二、直流電樞繞組節(jié)距二、直流電樞繞組節(jié)距單疊繞組單疊繞組 所有相鄰元件依次相串聯(lián)，后一個(gè)元件的首端與前一個(gè)元件所有相鄰

9、元件依次相串聯(lián)，后一個(gè)元件的首端與前一個(gè)元件的尾端相連，同時(shí)每個(gè)元件的兩端依次連接到相鄰的換向片上，的尾端相連，同時(shí)每個(gè)元件的兩端依次連接到相鄰的換向片上，最后形成一個(gè)閉和回路。最后形成一個(gè)閉和回路。 連接規(guī)律：連接規(guī)律：NS1y2yycy二、直流電樞繞組節(jié)距二、直流電樞繞組節(jié)距單波繞組單波繞組 連接規(guī)律：連接規(guī)律：從某一換向片出發(fā)，把相隔約為一對極距的同極性磁極從某一換向片出發(fā)，把相隔約為一對極距的同極性磁極下對應(yīng)位置的所有元件串聯(lián)起來，直到沿電樞和換向器繞過一周后，下對應(yīng)位置的所有元件串聯(lián)起來，直到沿電樞和換向器繞過一周后，恰好回到出發(fā)換向片的相鄰一片上；然后從這一片換向片出發(fā)，繼續(xù)恰好回

10、到出發(fā)換向片的相鄰一片上；然后從這一片換向片出發(fā)，繼續(xù)繞連，直到把全部元件連完，最后回到開始出發(fā)的換向片，構(gòu)成一個(gè)繞連，直到把全部元件連完，最后回到開始出發(fā)的換向片，構(gòu)成一個(gè)閉和回路。閉和回路。21y2ycyyNNSS波繞組 相串聯(lián)的兩個(gè)元件中，第一個(gè)元件的下層邊與第相串聯(lián)的兩個(gè)元件中，第一個(gè)元件的下層邊與第二個(gè)元件的上層邊在電樞表面上所跨的距離。二個(gè)元件的上層邊在電樞表面上所跨的距離。y22）第二節(jié)距：）第二節(jié)距：pQyu21長距繞組：長距繞組：pQyu21短距繞組：短距繞組：pQyu21整距繞組：整距繞組：NS1y2yycypQyu21元件的兩條有效邊在電樞表面所跨過的距離。元件的兩條有效

11、邊在電樞表面所跨過的距離。y11）第一節(jié)距：）第一節(jié)距：10單疊繞組直流電樞繞組節(jié)距直流電樞繞組節(jié)距21yyy波繞組：波繞組：21yyy 疊繞組：疊繞組：相串聯(lián)的兩個(gè)元件的對應(yīng)邊在電樞表面所跨的距離。相串聯(lián)的兩個(gè)元件的對應(yīng)邊在電樞表面所跨的距離。y3）合成節(jié)距：）合成節(jié)距：換向器表面上同一個(gè)元件的兩個(gè)出線端所接的兩個(gè)換換向器表面上同一個(gè)元件的兩個(gè)出線端所接的兩個(gè)換向片之間所跨的距離。向片之間所跨的距離。yc4）換向器節(jié)距：）換向器節(jié)距：yycNS1y2yycy疊繞組21y2ycyyNNSS波繞組三、單疊繞組三、單疊繞組1cyy 合成節(jié)距合成節(jié)距 所有相鄰元件依次相串聯(lián)，后一個(gè)元件的首端與前一個(gè)

12、元件所有相鄰元件依次相串聯(lián)，后一個(gè)元件的首端與前一個(gè)元件的尾端相連，同時(shí)每個(gè)元件的兩端依次連接到相鄰的換向片上，的尾端相連，同時(shí)每個(gè)元件的兩端依次連接到相鄰的換向片上，最后形成一個(gè)閉和回路。最后形成一個(gè)閉和回路。 連接規(guī)律：連接規(guī)律：省省銅銅線線，常常用用。稱稱為為右右行行繞繞組組；一一個(gè)個(gè)虛虛槽槽（換換相相片片），移移動(dòng)動(dòng)每每串串聯(lián)聯(lián)一一個(gè)個(gè)元元件件就就向向右右, 1yNS1y2yycy常常用用。端端線線交交叉叉，費(fèi)費(fèi)銅銅線線，不不左左行行繞繞組組；虛虛槽槽（換換相相片片），稱稱為為移移動(dòng)動(dòng)一一個(gè)個(gè)每每串串聯(lián)聯(lián)一一個(gè)個(gè)元元件件就就向向左左, 1y單疊繞組4）箭頭和）箭頭和n表示電樞旋轉(zhuǎn)方向和

13、轉(zhuǎn)速。表示電樞旋轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)速。3）畫出電刷。電刷中心對著磁極中心，電刷數(shù)等于磁極數(shù)。）畫出電刷。電刷中心對著磁極中心，電刷數(shù)等于磁極數(shù)。2）將磁極均勻設(shè)在繞組表面。）將磁極均勻設(shè)在繞組表面。1）先畫出換向片和虛槽的位置，換相片和虛槽用同一間距，換相片編號）先畫出換向片和虛槽的位置，換相片和虛槽用同一間距，換相片編號1、畫展開圖、畫展開圖1cyy441621pQyu312yyy單疊繞組：單疊繞組：例：例：2p=4，S=K=Qu=16，U=1（每槽只有一個(gè)上下層）的單疊繞組連接。（每槽只有一個(gè)上下層）的單疊繞組連接。A1A2B1B2n+NNSS5）元件和槽標(biāo)號。元件上方標(biāo)元件號，上層元件邊中間標(biāo)虛

14、槽號。）元件和槽標(biāo)號。元件上方標(biāo)元件號，上層元件邊中間標(biāo)虛槽號。編號原則：元件號、元件上層邊所嵌方的虛槽號以及該元件邊所連接的換編號原則：元件號、元件上層邊所嵌方的虛槽號以及該元件邊所連接的換相片號為相同，上層邊距同號的換相片相片號為相同，上層邊距同號的換相片y1/2左右。左右。6）繞組連線。）繞組連線。7）根據(jù)元件感應(yīng)電勢，判斷電刷極性，同極性電刷并聯(lián)）根據(jù)元件感應(yīng)電勢，判斷電刷極性，同極性電刷并聯(lián),引出正負(fù)端接線。引出正負(fù)端接線。 一般要求，正負(fù)電刷間引出電動(dòng)勢最大，被電刷短路的元件電動(dòng)勢一般要求，正負(fù)電刷間引出電動(dòng)勢最大，被電刷短路的元件電動(dòng)勢為零，這樣在元件端接線對稱的情況下，電刷的實(shí)

15、際位置在磁極中心線為零，這樣在元件端接線對稱的情況下，電刷的實(shí)際位置在磁極中心線下，被電刷短接的元件邊在幾何中心線上，習(xí)慣稱為下，被電刷短接的元件邊在幾何中心線上，習(xí)慣稱為“電刷放在幾何中電刷放在幾何中性線位置性線位置”。910162A561A2B1B1234567891011 12131415 1314212、畫瞬間電樞電路圖、畫瞬間電樞電路圖A1A2B1B2n+NNSS 根據(jù)元件中的電動(dòng)勢方根據(jù)元件中的電動(dòng)勢方向以及通過換相片和電刷接向以及通過換相片和電刷接觸的情況畫出瞬間電路圖。觸的情況畫出瞬間電路圖。 N極下的極下的2、3、4串聯(lián)接串聯(lián)接到電刷到電刷A1、B1，10、11、12串聯(lián)接到

16、電刷串聯(lián)接到電刷A2、B2， 電電動(dòng)勢由尾端指向首端，動(dòng)勢由尾端指向首端，A1、A2為正極，為正極，B 1、B2為負(fù)極。為負(fù)極。S極下的極下的6、7、8串聯(lián)串聯(lián)14、15、16串聯(lián)，元件電動(dòng)勢由首端串聯(lián)，元件電動(dòng)勢由首端指向尾端，電刷指向尾端，電刷A1、A2為為正極，正極，B1、B2為負(fù)極。將為負(fù)極。將 A1、A2并聯(lián)，并聯(lián)，B1、B2并聯(lián)，并聯(lián)，元件元件1、5、9、13被短接。被短接。瞬間電樞電路圖瞬間電樞電路圖繞組展開圖單疊繞組的有以下特點(diǎn)：單疊繞組的有以下特點(diǎn)：1)同一主磁極下的元件串聯(lián)組成一個(gè)支路，則并聯(lián)支路對數(shù)同一主磁極下的元件串聯(lián)組成一個(gè)支路，則并聯(lián)支路對數(shù)a總等總等于極對數(shù)于極對

17、數(shù)p。2)電刷組數(shù)等于主磁極數(shù)，電刷位于主磁極的軸線上、短路電勢電刷組數(shù)等于主磁極數(shù)，電刷位于主磁極的軸線上、短路電勢為零的元件。為零的元件。3)電樞電動(dòng)勢等于支路電動(dòng)勢。電樞電動(dòng)勢等于支路電動(dòng)勢。4)電樞電流等于各并聯(lián)支路電流之和。電樞電流等于各并聯(lián)支路電流之和。papa或或22910162A561A2B1B123456789101112131415 131421四、單波繞組四、單波繞組 從某一換向片出發(fā)，把相從某一換向片出發(fā)，把相隔約為一對極距的同極性磁極隔約為一對極距的同極性磁極下對應(yīng)位置的所有元件串聯(lián)起下對應(yīng)位置的所有元件串聯(lián)起來，直到沿電樞和換向器繞過來，直到沿電樞和換向器繞過一周后

18、，恰好回到出發(fā)換向片一周后，恰好回到出發(fā)換向片的相鄰一片上；然后從這一片的相鄰一片上；然后從這一片換向片出發(fā)，繼續(xù)繞連，直到換向片出發(fā)，繼續(xù)繞連，直到把全部元件連完，最后回到開把全部元件連完，最后回到開始出發(fā)的換向片，構(gòu)成一個(gè)閉始出發(fā)的換向片，構(gòu)成一個(gè)閉和回路。和回路。 連接規(guī)律：連接規(guī)律：21y2ycyyNNSS波繞組pkyykpycc11或或稱為右行繞組稱為右行繞組繞接一周后前進(jìn)一片，繞接一周后前進(jìn)一片，稱為左行繞組稱為左行繞組繞接一周后后退一片，繞接一周后后退一片，,11kpykpycc21y2ycyyNNSS波繞組 電機(jī)為電機(jī)為P對極，元件繞行一周，有對極，元件繞行一周，有P個(gè)元件串聯(lián)

19、，串聯(lián)一個(gè)個(gè)元件串聯(lián)，串聯(lián)一個(gè)元件，換向片前進(jìn)元件，換向片前進(jìn)yc片，繞行一周連結(jié)片，繞行一周連結(jié)P個(gè)元件應(yīng)跨過個(gè)元件應(yīng)跨過Pyc個(gè)換向個(gè)換向片。單波繞組繞行一周，回到出發(fā)時(shí)換向片的相鄰一片，總共片。單波繞組繞行一周，回到出發(fā)時(shí)換向片的相鄰一片，總共跨過跨過K1片。即片。即721151pkyyc34341521pQyu繞組展開圖例：例：2p=4，S=K=Qu=15，U=1的單波繞組連接。的單波繞組連接。nB2B1A1A2+S6）繞組連線。）繞組連線。5）元件和槽標(biāo)號。）元件和槽標(biāo)號。4）箭頭和）箭頭和n表示電樞旋轉(zhuǎn)表示電樞旋轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)速。方向和轉(zhuǎn)速。3）畫出電刷。）畫出電刷。2）將磁極設(shè)在繞組

20、表面。）將磁極設(shè)在繞組表面。1）先畫出換向片和虛槽的位置）先畫出換向片和虛槽的位置1、畫展開圖、畫展開圖SNSN畫瞬間電樞電路圖畫瞬間電樞電路圖 根據(jù)元件中的電動(dòng)勢方向以及通過換相片和電刷接觸的情況根據(jù)元件中的電動(dòng)勢方向以及通過換相片和電刷接觸的情況畫出瞬間電路圖。畫出瞬間電路圖。 所有所有S極下的極下的15 、7 、14、6、13元件串聯(lián)、電動(dòng)勢由首端指向元件串聯(lián)、電動(dòng)勢由首端指向尾端，電刷尾端，電刷A1為正極，為正極，B2為負(fù)極。為負(fù)極。N極下的極下的4、11、3、12、2元件元件串聯(lián)電動(dòng)勢由尾端指向首端，電刷串聯(lián)電動(dòng)勢由尾端指向首端，電刷A1為正極，為正極，B1為負(fù)極。為負(fù)極。 A1、A

21、2并聯(lián)，并聯(lián)，B1、B2并聯(lián)，元件并聯(lián)，元件1、8、9、5、12被短接。被短接。繞組展開圖nB2B1A1A2+SSNSN151895412SN2A1A2B1B123456789101112131415 122aa或或單波繞組單波繞組一般電刷組數(shù)等于磁極對數(shù)。一般電刷組數(shù)等于磁極對數(shù)。瞬間電樞電路圖瞬間電樞電路圖例：例：2p=4，S=K=Qu=15，U=1的單波繞組連接。的單波繞組連接。五、各種繞組的應(yīng)用范圍五、各種繞組的應(yīng)用范圍3）混合繞組：一套單波繞組和一套單疊繞組按一定的規(guī)律嵌放并連）混合繞組：一套單波繞組和一套單疊繞組按一定的規(guī)律嵌放并連 接到同一個(gè)換向器上。接到同一個(gè)換向器上。2）雙波

22、繞組：由兩個(gè)單波繞組通過電刷并聯(lián)起來構(gòu)成，每個(gè)單波繞）雙波繞組：由兩個(gè)單波繞組通過電刷并聯(lián)起來構(gòu)成，每個(gè)單波繞 組的元件互相間隔地嵌入槽內(nèi)。組的元件互相間隔地嵌入槽內(nèi)。1）雙疊繞組：由兩個(gè)單疊繞組通過電刷并聯(lián)起來構(gòu)成，每個(gè)單疊繞）雙疊繞組：由兩個(gè)單疊繞組通過電刷并聯(lián)起來構(gòu)成，每個(gè)單疊繞 組的元件互相間隔地嵌入槽內(nèi)。組的元件互相間隔地嵌入槽內(nèi)。雙繞組支路數(shù)是單繞組的一倍。雙繞組支路數(shù)是單繞組的一倍。第二節(jié)距、合成節(jié)距和換向節(jié)距與單繞組有差別。第二節(jié)距、合成節(jié)距和換向節(jié)距與單繞組有差別。 5）混合繞組：轉(zhuǎn)速較高、換向困難的大型直流電機(jī)。）混合繞組：轉(zhuǎn)速較高、換向困難的大型直流電機(jī)。 4）復(fù)疊繞組；

23、支路多，大容量或低壓、大電流的電機(jī)。）復(fù)疊繞組；支路多，大容量或低壓、大電流的電機(jī)。 3）單疊繞組：支路數(shù)較多，用于中等容量、正常電壓和轉(zhuǎn)速的電機(jī)。）單疊繞組：支路數(shù)較多，用于中等容量、正常電壓和轉(zhuǎn)速的電機(jī)。2）復(fù)波繞組：多極數(shù)、低速的中、大型電機(jī)。）復(fù)波繞組：多極數(shù)、低速的中、大型電機(jī)。1）單波繞組：小容量電機(jī)和電壓較高或轉(zhuǎn)速較低的電機(jī)。）單波繞組：小容量電機(jī)和電壓較高或轉(zhuǎn)速較低的電機(jī)。根據(jù)額定電流的大小和額定電壓的高低選擇繞組型式根據(jù)額定電流的大小和額定電壓的高低選擇繞組型式第三節(jié)第三節(jié) 空載和負(fù)載時(shí)直流電機(jī)的磁動(dòng)勢和磁場空載和負(fù)載時(shí)直流電機(jī)的磁動(dòng)勢和磁場空載主磁極磁通分：空載主磁極磁通分

24、： 主極漏磁通主極漏磁通 主磁通主磁通 :通過氣隙交聯(lián)電樞繞組的磁通，通過氣隙交聯(lián)電樞繞組的磁通， 也叫也叫氣隙磁通。氣隙磁通。f0空載：電樞電流等于零或很小，可忽略不計(jì)的情況?？蛰d時(shí)直流空載：電樞電流等于零或很小，可忽略不計(jì)的情況?？蛰d時(shí)直流 電機(jī)內(nèi)磁場由勵(lì)磁繞組單獨(dú)激勵(lì)。電機(jī)內(nèi)磁場由勵(lì)磁繞組單獨(dú)激勵(lì)。一、空載時(shí)直流電機(jī)的氣隙磁場一、空載時(shí)直流電機(jī)的氣隙磁場幾何中性線NSpb發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)f 0 空載時(shí)直流電機(jī)氣隙磁場空載時(shí)直流電機(jī)氣隙磁場000bb 發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)NS 為了分析簡單，將電樞繞組展開成直線平面圖。取為了分析簡單，將電樞繞組展開成直線平面圖。取N極極中心軸線與電樞表面的交點(diǎn)為電樞表

25、面坐標(biāo)起點(diǎn)。中心軸線與電樞表面的交點(diǎn)為電樞表面坐標(biāo)起點(diǎn)。 在主極極靴下氣隙較小，極靴下沿圓周各點(diǎn)主磁場較強(qiáng)；在主極極靴下氣隙較小，極靴下沿圓周各點(diǎn)主磁場較強(qiáng)；在極靴以外的極間氣隙大，主磁場減小，極間幾何中心線處在極靴以外的極間氣隙大，主磁場減小，極間幾何中心線處徑向磁場為零。徑向磁場為零?？蛰d時(shí)直流電機(jī)氣隙磁場空載時(shí)直流電機(jī)氣隙磁場幾何中性線NSpb發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)f 0 空載時(shí)直流電機(jī)氣隙磁場空載時(shí)直流電機(jī)氣隙磁場二、負(fù)載時(shí)的電樞磁動(dòng)勢二、負(fù)載時(shí)的電樞磁動(dòng)勢若把磁極所在軸線稱為直軸，與磁極正交的若把磁極所在軸線稱為直軸，與磁極正交的軸線稱為交軸，當(dāng)把軸線稱為交軸，當(dāng)把電刷放在幾何中性線上電刷放在

26、幾何中性線上（省去換向片）時(shí)，電樞磁動(dòng)勢是一個(gè)與主（省去換向片）時(shí)，電樞磁動(dòng)勢是一個(gè)與主極軸線正交的交軸電樞磁動(dòng)勢。極軸線正交的交軸電樞磁動(dòng)勢。電機(jī)帶負(fù)載，電樞流過負(fù)載電流，產(chǎn)生電樞電機(jī)帶負(fù)載，電樞流過負(fù)載電流，產(chǎn)生電樞磁動(dòng)勢。磁動(dòng)勢。假設(shè)電樞表面光滑，繞組為整距，元件均勻假設(shè)電樞表面光滑，繞組為整距，元件均勻分布在電樞表面。直流電機(jī)電樞支路電流從分布在電樞表面。直流電機(jī)電樞支路電流從電刷流入或流出，因此電刷是電樞表面電流電刷流入或流出，因此電刷是電樞表面電流分布的分界線，右圖中電刷軸線上半周為電分布的分界線，右圖中電刷軸線上半周為電流流出，則下半周為電流流入，電樞電流建流流出，則下半周為電流

27、流入，電樞電流建立沿電刷軸線的電樞磁動(dòng)勢。立沿電刷軸線的電樞磁動(dòng)勢。直軸幾何中心線交軸aF負(fù)載時(shí)直流電機(jī)電樞磁動(dòng)勢負(fù)載時(shí)直流電機(jī)電樞磁動(dòng)勢DiZAaa取取 ，A稱為電負(fù)荷。稱為電負(fù)荷。1、交軸電樞磁動(dòng)勢、交軸電樞磁動(dòng)勢 電樞繞組總元件數(shù)電樞繞組總元件數(shù)S，總導(dǎo)體數(shù)，總導(dǎo)體數(shù)Za=2S。ia為導(dǎo)體電流，為導(dǎo)體電流，D為電樞外徑。電樞表面單位為電樞外徑。電樞表面單位長度的安培導(dǎo)體數(shù)（磁動(dòng)勢）為長度的安培導(dǎo)體數(shù)（磁動(dòng)勢）為 。DiZaa直軸幾何中心線交軸aF負(fù)載時(shí)直流電機(jī)電樞磁動(dòng)勢負(fù)載時(shí)直流電機(jī)電樞磁動(dòng)勢電刷放在幾何中心線上，電樞磁動(dòng)勢只有交軸磁動(dòng)勢。電刷放在幾何中心線上，電樞磁動(dòng)勢只有交軸磁動(dòng)勢。

28、2 AFaq 電樞氣隙磁壓降沿電樞表電樞氣隙磁壓降沿電樞表面呈三角形分布，在幾何中心面呈三角形分布，在幾何中心線處得交軸電樞氣隙磁壓降最線處得交軸電樞氣隙磁壓降最大值：大值： 極極安安AxxAxfa22122x 假設(shè)磁路不飽和，忽略鐵心磁位降假設(shè)磁路不飽和，忽略鐵心磁位降,一個(gè)回路過兩次氣隙，則一個(gè)回路過兩次氣隙，則x點(diǎn)氣隙磁壓降：點(diǎn)氣隙磁壓降：0 xx22 xfa2A0 xbaxAxDiZaa22 將電樞從幾何中心線處展開，取一直軸和電樞表面的交點(diǎn)為將電樞從幾何中心線處展開，取一直軸和電樞表面的交點(diǎn)為原點(diǎn)，取過原點(diǎn)，取過+x和和-x的閉合回路，根據(jù)安培環(huán)路定律，閉和回路電的閉合回路，根據(jù)安培

29、環(huán)路定律，閉和回路電樞磁動(dòng)勢為樞磁動(dòng)勢為 。負(fù)載時(shí)直流電機(jī)電樞磁動(dòng)勢負(fù)載時(shí)直流電機(jī)電樞磁動(dòng)勢2、直軸電樞磁動(dòng)勢、直軸電樞磁動(dòng)勢bAFad直軸分量：直軸分量：bAbAFaq222交軸分量：交軸分量： 將電刷從幾何中心線移過將電刷從幾何中心線移過角，電樞磁動(dòng)勢方向?qū)⑼瑫r(shí)離開交軸角，電樞磁動(dòng)勢方向?qū)⑼瑫r(shí)離開交軸（幾何中心線）（幾何中心線）角，這時(shí)電樞磁動(dòng)勢分解為交軸和直軸兩個(gè)分量。角，這時(shí)電樞磁動(dòng)勢分解為交軸和直軸兩個(gè)分量。直直軸軸交軸交軸baF=直直軸軸交軸交軸baqFb直直軸軸交軸交軸badFb 取電刷軸線跟交軸的對稱線，則交軸兩側(cè)弧長為取電刷軸線跟交軸的對稱線，則交軸兩側(cè)弧長為2b范圍內(nèi)電流產(chǎn)

30、范圍內(nèi)電流產(chǎn)生直軸電樞磁動(dòng)勢，生直軸電樞磁動(dòng)勢，直軸兩側(cè)弧長為直軸兩側(cè)弧長為-2-2b范圍內(nèi)電流產(chǎn)生交軸電樞范圍內(nèi)電流產(chǎn)生交軸電樞磁動(dòng)勢。磁動(dòng)勢。負(fù)載時(shí)直流電機(jī)電樞磁動(dòng)勢負(fù)載時(shí)直流電機(jī)電樞磁動(dòng)勢三、電樞反應(yīng)三、電樞反應(yīng)1、交軸電樞反應(yīng)、交軸電樞反應(yīng)電樞反應(yīng)：負(fù)載時(shí)電樞磁動(dòng)勢對主極磁場的反應(yīng)。電樞反應(yīng)：負(fù)載時(shí)電樞磁動(dòng)勢對主極磁場的反應(yīng)。氣隙磁場為合成磁場：氣隙磁場為合成磁場：abbb0 xxfxbaa0 電刷在幾何中性線上時(shí)，電樞電刷在幾何中性線上時(shí)，電樞磁動(dòng)勢為交軸磁動(dòng)勢，電樞磁場沿磁動(dòng)勢為交軸磁動(dòng)勢，電樞磁場沿電樞表面的分布為：電樞表面的分布為： 為距原點(diǎn)為距原點(diǎn)x處的氣隙長度處的氣隙長度和

31、電樞磁場。極靴下氣隙小，基本和電樞磁場。極靴下氣隙小，基本均勻，氣隙電樞磁場隨磁壓降的增均勻，氣隙電樞磁場隨磁壓降的增大而增大。極間氣隙較大，磁阻大，大而增大。極間氣隙較大，磁阻大，電樞磁場削弱很大。結(jié)果交軸電樞電樞磁場削弱很大。結(jié)果交軸電樞磁場曲線呈馬鞍形分布。磁場曲線呈馬鞍形分布。 xbxa,0 x0 xba0b發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)NS xaqF xba xb負(fù)載時(shí)直流電機(jī)交軸電樞反應(yīng)負(fù)載時(shí)直流電機(jī)交軸電樞反應(yīng)1）每個(gè)主極面下的磁場一半被削弱，另一半被加強(qiáng)。）每個(gè)主極面下的磁場一半被削弱，另一半被加強(qiáng)。交軸電樞反應(yīng)使氣隙合成磁場有如下特點(diǎn)：交軸電樞反應(yīng)使氣隙合成磁場有如下特點(diǎn)：幾何中心線NS發(fā)電機(jī)

32、電動(dòng)機(jī)物 理中性線電動(dòng)機(jī)，物理中性線逆電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向移過電動(dòng)機(jī)，物理中性線逆電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向移過角。角。發(fā)電機(jī)，物理中性線順電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向移過發(fā)電機(jī)，物理中性線順電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向移過角。角。2）幾何中性線處徑向磁場不為零。）幾何中性線處徑向磁場不為零。 實(shí)際的徑向磁場為零的點(diǎn)偏移了實(shí)際的徑向磁場為零的點(diǎn)偏移了一個(gè)角一個(gè)角，把通過圓心和電樞表面徑，把通過圓心和電樞表面徑向磁場等于零的所連接的直線稱為物向磁場等于零的所連接的直線稱為物理中性線。理中性線。 對于被加強(qiáng)的一半，磁飽對于被加強(qiáng)的一半，磁飽和使磁密增加量不多，對于被和使磁密增加量不多，對于被減弱的一半，沒有磁飽和效應(yīng)，減弱的一半，沒有磁飽和效應(yīng)，氣隙

33、磁場減小量與磁路不飽和氣隙磁場減小量與磁路不飽和時(shí)一致。時(shí)一致。 結(jié)果結(jié)果交軸電樞反應(yīng)有去磁交軸電樞反應(yīng)有去磁效應(yīng)。效應(yīng)。3）磁路線性時(shí)，每極總的氣隙磁通不變。）磁路線性時(shí)，每極總的氣隙磁通不變。0 x0 xba0b發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)NS xaqF xba xb負(fù)載時(shí)直流電機(jī)交軸電樞反應(yīng)負(fù)載時(shí)直流電機(jī)交軸電樞反應(yīng)磁路飽和時(shí)，每極總的氣隙磁通減小。磁路飽和時(shí)，每極總的氣隙磁通減小。2、直軸電樞反應(yīng)、直軸電樞反應(yīng)由于直軸電樞磁動(dòng)勢的軸線與主極軸線重合，由于直軸電樞磁動(dòng)勢的軸線與主極軸線重合，電刷離開幾何中性電刷離開幾何中性線時(shí)，同時(shí)出現(xiàn)交軸反應(yīng)和直軸反應(yīng)。線時(shí)，同時(shí)出現(xiàn)交軸反應(yīng)和直軸反應(yīng)。對于發(fā)電機(jī)狀態(tài)

34、對于發(fā)電機(jī)狀態(tài):當(dāng)電刷逆著轉(zhuǎn)子電樞旋轉(zhuǎn)的方向從當(dāng)電刷逆著轉(zhuǎn)子電樞旋轉(zhuǎn)的方向從幾何中心線移過一個(gè)角度幾何中心線移過一個(gè)角度時(shí)，電時(shí)，電樞磁動(dòng)勢的直軸分量樞磁動(dòng)勢的直軸分量Fad的方向與主的方向與主極磁動(dòng)勢相同，使主極下磁通增大，極磁動(dòng)勢相同，使主極下磁通增大，起增磁作用。起增磁作用。當(dāng)電刷順著電樞旋轉(zhuǎn)的方向從幾何當(dāng)電刷順著電樞旋轉(zhuǎn)的方向從幾何中心線移過一個(gè)角度中心線移過一個(gè)角度時(shí)，時(shí)， Fad與主與主極磁動(dòng)勢反向，起去磁作用。極磁動(dòng)勢反向，起去磁作用。電動(dòng)機(jī)效果與發(fā)電機(jī)相反。電動(dòng)機(jī)效果與發(fā)電機(jī)相反。aFbbNS發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)aqFadFadFfFadF電刷不在幾何中心線時(shí)的直軸電樞反應(yīng)直軸反應(yīng)表現(xiàn)

35、為：直軸反應(yīng)表現(xiàn)為：aFbbNS發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)aqFadFadFfFadF電刷不在幾何中心線時(shí)的直軸電樞反應(yīng)第四節(jié)第四節(jié) 直流電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢和電磁轉(zhuǎn)矩直流電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢和電磁轉(zhuǎn)矩lvbev切割速度，切割速度，l導(dǎo)體有效長度，導(dǎo)體有效長度， b導(dǎo)體所在處氣隙磁密。導(dǎo)體所在處氣隙磁密。 每根元件導(dǎo)體中的感應(yīng)電動(dòng)勢為：每根元件導(dǎo)體中的感應(yīng)電動(dòng)勢為：一、電樞繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢一、電樞繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，電樞導(dǎo)體切割氣隙磁場，電樞繞組就感應(yīng)電動(dòng)勢。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，電樞導(dǎo)體切割氣隙磁場，電樞繞組就感應(yīng)電動(dòng)勢。vvbNS電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)avBeT直流電機(jī)氣隙磁場直流電機(jī)氣隙磁場eT aZaavaxbaZB212

36、1avaaBaZlvE2602npv ，極距，極距，2p電樞周長。電樞周長。 aBZxbavaaZa221平均磁密在電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)電機(jī)性能價(jià)格比給出。平均磁密在電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)電機(jī)性能價(jià)格比給出。平均磁密約等于平均磁密約等于 個(gè)導(dǎo)體處磁密的平均值個(gè)導(dǎo)體處磁密的平均值aZa2 aZaZaaaxblvlvbE2121電樞繞組電動(dòng)勢：電樞繞組電動(dòng)勢： a2aZa2電樞繞組總導(dǎo)體數(shù)電樞繞組總導(dǎo)體數(shù)Za，支路數(shù)，支路數(shù) ，疊繞組串聯(lián)支路導(dǎo)體數(shù)，疊繞組串聯(lián)支路導(dǎo)體數(shù) 。lBaZpnBaZnplEavaavaa26022602ffIk260nfafffeeaIGIkCnCE260feafkCG260不考慮磁飽

37、和：不考慮磁飽和：napZa60總電樞電動(dòng)勢：總電樞電動(dòng)勢：nCellBav 每極氣隙有效面積，每極氣隙有效面積， 每極總磁通量，每極總磁通量，apZCae60電動(dòng)勢常數(shù)。電動(dòng)勢常數(shù)。運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢系數(shù)運(yùn)動(dòng)電動(dòng)勢系數(shù)vvbNS電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)avBeT直流電機(jī)氣隙磁場直流電機(jī)氣隙磁場eT二、直流電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩二、直流電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩2DlibTac則該處導(dǎo)體受到的電磁轉(zhuǎn)矩為：則該處導(dǎo)體受到的電磁轉(zhuǎn)矩為：電樞表面一處氣隙磁密為電樞表面一處氣隙磁密為 ，導(dǎo)體電流為導(dǎo)體電流為 ，baibilf 載流導(dǎo)體受到的電磁力為：載流導(dǎo)體受到的電磁力為：電刷在幾何中性線上，元件為整距。每極下電流方向相同，取一個(gè)電刷在幾何

38、中性線上，元件為整距。每極下電流方向相同，取一個(gè)極下載流導(dǎo)體進(jìn)行電磁轉(zhuǎn)矩計(jì)算。極下載流導(dǎo)體進(jìn)行電磁轉(zhuǎn)矩計(jì)算。vvbNS電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)avBeT直流電機(jī)氣隙磁場直流電機(jī)氣隙磁場eT2222DliBpZBpZDliTavaavaaap pZapZapaaxbDliDlibT212122一個(gè)極下載流導(dǎo)體上的電磁轉(zhuǎn)矩：一個(gè)極下載流導(dǎo)體上的電磁轉(zhuǎn)矩：一個(gè)極下載流導(dǎo)體數(shù)為一個(gè)極下載流導(dǎo)體數(shù)為Za/2p， pBZxbavapZa221aIiaa2lBavpDpD22lBIaZppaIlBZTavaaavaae22afafaffTaTeIIGIIkCICTffIk不計(jì)磁飽和：不計(jì)磁飽和：22DliBZTpTav

39、aape電機(jī)總轉(zhuǎn)矩：電機(jī)總轉(zhuǎn)矩：aTIC aaIaZp2aZpCaT2直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩常數(shù)直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩常數(shù)第五節(jié)第五節(jié) 直流電機(jī)的基本方程直流電機(jī)的基本方程aII fffIRUaaaaaaaRIURIRIUURIUE2aaasaaRIEURIEU2 2）電動(dòng)機(jī)：輸入電流作為電樞電流正方向）電動(dòng)機(jī)：輸入電流作為電樞電流正方向電樞回路：電樞回路：勵(lì)磁回路：勵(lì)磁回路：1、他勵(lì)直流電機(jī)、他勵(lì)直流電機(jī) 一、電壓方程一、電壓方程1）發(fā)電機(jī)：輸出電流作為電樞電流正方向）發(fā)電機(jī)：輸出電流作為電樞電流正方向aIaEU發(fā)電機(jī)fUfIfRaRaIaEUfUfIfR電動(dòng)機(jī)aR他勵(lì)直流電機(jī)電路圖他勵(lì)直流電機(jī)電路圖aaasa

40、aRIEURIEU2faIII電動(dòng)機(jī)：電動(dòng)機(jī)：aaaaaRIUURIUE2faIII發(fā)電機(jī)：發(fā)電機(jī)：電樞回路：電樞回路：UUf勵(lì)磁回路：勵(lì)磁回路：2、并勵(lì)直流電機(jī)（勵(lì)磁繞組并接于電樞繞組兩端）、并勵(lì)直流電機(jī)（勵(lì)磁繞組并接于電樞繞組兩端）fI GaI MaI MI GInaEU 并勵(lì)直流電機(jī)并勵(lì)直流電機(jī)IIIsa3、串勵(lì)直流電機(jī)：、串勵(lì)直流電機(jī)：IIIIsfa4、復(fù)勵(lì)直流電機(jī)：、復(fù)勵(lì)直流電機(jī)：ssaaaRIRIEU電動(dòng)機(jī)：電動(dòng)機(jī)：ssaaaRIRIEU電動(dòng)機(jī)：電動(dòng)機(jī)：sIaInaEU 串勵(lì)直流電機(jī)串勵(lì)直流電機(jī)IfIsIInaEU aI復(fù)勵(lì)直流電機(jī)二、轉(zhuǎn)矩方程轉(zhuǎn)矩方程02TTTe 電能變?yōu)闄C(jī)械，負(fù)

41、載轉(zhuǎn)矩為阻力矩，電磁轉(zhuǎn)矩是驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。電能變?yōu)闄C(jī)械，負(fù)載轉(zhuǎn)矩為阻力矩，電磁轉(zhuǎn)矩是驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)機(jī)：電動(dòng)機(jī)：01TTTe 機(jī)械能變?yōu)殡娔埽瓌?dòng)機(jī)提供驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，電磁轉(zhuǎn)矩是制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。機(jī)械能變?yōu)殡娔?，原?dòng)機(jī)提供驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，電磁轉(zhuǎn)矩是制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。發(fā)電機(jī)：發(fā)電機(jī)：aaaaaaaaeIapZIapZInapZIEP22606060eTaaIE ：原動(dòng)機(jī)為克服電磁轉(zhuǎn)矩而輸入電機(jī)的機(jī)械功率，：原動(dòng)機(jī)為克服電磁轉(zhuǎn)矩而輸入電機(jī)的機(jī)械功率， ：電樞發(fā)出的電功率。：電樞發(fā)出的電功率。 發(fā)電機(jī)：發(fā)電機(jī)：aaIEeT ：電樞中感應(yīng)電動(dòng)勢所吸收的電功率，：電樞中感應(yīng)電動(dòng)勢所吸收的電功率， ：電磁轉(zhuǎn)矩對機(jī)械負(fù)載所作的機(jī)械功率。：電磁

42、轉(zhuǎn)矩對機(jī)械負(fù)載所作的機(jī)械功率。電動(dòng)機(jī)：電動(dòng)機(jī)：1、電磁功率、電磁功率三、電磁功率和功率方程三、電磁功率和功率方程eT電磁功率兩種表達(dá)式的意義：電磁功率兩種表達(dá)式的意義：UUffaIIIaaaRIEUaaeaacuaffffcufIEPIRPRIIUPUIP電樞總銅耗，電樞總銅耗，勵(lì)磁銅耗，勵(lì)磁銅耗，總電功率，總電功率，221雜散損耗雜散損耗鐵耗鐵耗機(jī)械損耗機(jī)械損耗PPPPFe021PPPPPPPFecuacuf 結(jié)果：結(jié)果：0202PPPTTTee有：有：02TTTe 根據(jù)轉(zhuǎn)矩方程：根據(jù)轉(zhuǎn)矩方程：ecuacufPPPP1功率式：功率式：aaaaffaaaaffafIEIRIUIEIRIUIIU

43、UI2 輸入功率：輸入功率： 1）并勵(lì)電動(dòng)機(jī)：）并勵(lì)電動(dòng)機(jī)：2、功率方程、功率方程2）并勵(lì)發(fā)電機(jī)）并勵(lì)發(fā)電機(jī)eePPPTTT 01012PPPPcuacufe201PPPPPPPPPcuacufFee結(jié)果：結(jié)果：P2發(fā)電機(jī)端點(diǎn)輸出功率。發(fā)電機(jī)端點(diǎn)輸出功率。P1原動(dòng)機(jī)輸入發(fā)電機(jī)的機(jī)械功率。原動(dòng)機(jī)輸入發(fā)電機(jī)的機(jī)械功率。并勵(lì)電動(dòng)機(jī)P2機(jī)械功率 P pFePCufPCuaP eeTPUIP 1并勵(lì)發(fā)電機(jī)并勵(lì)發(fā)電機(jī)P1機(jī)械功率機(jī)械功率 P pFePCufPCuaPaaeIEP UIP 2 fafeaIGnCE0aaIUE, 空載運(yùn)行；空載運(yùn)行；UEa若：若：有電流從正極性電刷流向電網(wǎng)，發(fā)電機(jī)運(yùn)行；有電流

44、從正極性電刷流向電網(wǎng)，發(fā)電機(jī)運(yùn)行；接在電網(wǎng)上一臺(tái)直流電機(jī)：接在電網(wǎng)上一臺(tái)直流電機(jī)：四、直流電機(jī)的可逆性四、直流電機(jī)的可逆性fI GaI MaI MI GInaEU 直流電機(jī)在電網(wǎng)上的可逆運(yùn)行直流電機(jī)在電網(wǎng)上的可逆運(yùn)行UEa若：若：有電流從電網(wǎng)流向正極性電刷，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行；有電流從電網(wǎng)流向正極性電刷，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行；第六節(jié)第六節(jié) 直流發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性直流發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性feeaIfnCnCEU000 fIf0nCe空載特性和磁化曲線空載特性和磁化曲線 只差比例常數(shù)只差比例常數(shù) 。fIfU 0n=nN=常值，常值，I=0時(shí)，電樞的空載端電壓與勵(lì)磁電流之間的關(guān)系時(shí)，電樞的空載端電壓與勵(lì)磁電流之間的關(guān)系 。

45、1、空載特性：、空載特性：一、他勵(lì)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性一、他勵(lì)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性運(yùn)行特性：空載特性、外特性、調(diào)整特性、效率特性。運(yùn)行特性：空載特性、外特性、調(diào)整特性、效率特性。使使調(diào)調(diào)NfaNUUIEUnn3111000.,)()(,0000000000UUIIUUIIfUIUIffUIUIfffff空載特性的實(shí)驗(yàn)法測取：空載特性的實(shí)驗(yàn)法測?。嚎蛰d實(shí)驗(yàn)接線空載實(shí)驗(yàn)接線fIaEGAVfU空載特性曲線fI00UNUA找出磁滯洄線的平均曲線即為直流電機(jī)的空載曲線。找出磁滯洄線的平均曲線即為直流電機(jī)的空載曲線。 直流電機(jī)磁化后，切斷勵(lì)磁電流，磁直流電機(jī)磁化后，切斷勵(lì)磁電流，磁路中仍有剩磁。電樞旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)由

46、剩磁路中仍有剩磁。電樞旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)由剩磁通感應(yīng)的剩磁感應(yīng)電動(dòng)勢通感應(yīng)的剩磁感應(yīng)電動(dòng)勢 。rU0NrUU%4202）計(jì)磁路飽和，特性曲線為下降略有增加的曲線。）計(jì)磁路飽和，特性曲線為下降略有增加的曲線。 1）電刷在幾何中性線，不計(jì)磁路飽和，）電刷在幾何中性線，不計(jì)磁路飽和， ，為一比水平線略低的直線。，為一比水平線略低的直線。 UIaaaeaaaRInCRIEU電壓方程：電壓方程：2、外特性：、外特性：他勵(lì)發(fā)電機(jī)外特性實(shí)驗(yàn)接線fI GaI GIaEGAVQLRAfUn=nN=常值，常值，If=IfN=常值時(shí)，電樞的負(fù)載端電壓與負(fù)載電流之間的關(guān)系常值時(shí)，電樞的負(fù)載端電壓與負(fù)載電流之間的關(guān)系 。 I

47、fU 他勵(lì)發(fā)電機(jī)特性oNIIU0UNU 3）額定電壓調(diào)整率：）額定電壓調(diào)整率：時(shí)端電壓變化率。時(shí)端電壓變化率。0IIIInnNfNfN,NaakIREI3020 在額定勵(lì)磁下短路時(shí)，由于在額定勵(lì)磁下短路時(shí)，由于電樞電阻較小，短路電流很大。電樞電阻較小，短路電流很大。他勵(lì)發(fā)電機(jī)特性oNIIU0UNU%10%5%1000UUUUNNN 負(fù)載變化時(shí)端電壓變化不大，他勵(lì)電機(jī)基本可看作是一恒壓直流電源。負(fù)載變化時(shí)端電壓變化不大，他勵(lì)電機(jī)基本可看作是一恒壓直流電源。3、調(diào)整特性：、調(diào)整特性：aaeaaaRInCRIEUfNNNNInnUUII時(shí)的時(shí)的,額定勵(lì)磁電流額定勵(lì)磁電流IfN： IfIfn=nN，保

48、持，保持U=UN，負(fù)載電流變化時(shí)，勵(lì)磁電流的調(diào)節(jié)規(guī)律，負(fù)載電流變化時(shí)，勵(lì)磁電流的調(diào)節(jié)規(guī)律 。并勵(lì)發(fā)電機(jī)調(diào)整特性曲線并勵(lì)發(fā)電機(jī)調(diào)整特性曲線0fIfNINII 原因：原因：負(fù)載電流增加時(shí)，電樞反應(yīng)負(fù)載電流增加時(shí)，電樞反應(yīng)使氣隙磁通減小，感應(yīng)電動(dòng)勢減小，使氣隙磁通減小，感應(yīng)電動(dòng)勢減小，同時(shí)電樞電阻壓降增加，為保證端電同時(shí)電樞電阻壓降增加，為保證端電壓不變，必須增加勵(lì)磁電流。壓不變，必須增加勵(lì)磁電流。aasffaFeasffaFeUIIUIURIPPPIUIURIPPPPP2211221可變損耗等于不變損耗時(shí)有最大值。可變損耗等于不變損耗時(shí)有最大值。%90%70N %96%91N 大型直流發(fā)電機(jī)：大型

49、直流發(fā)電機(jī)：小型直流發(fā)電機(jī)：小型直流發(fā)電機(jī)：石墨電刷石墨電刷2Us=2V；金屬石墨電刷；金屬石墨電刷2Us=0.6V。4、效率特性：、效率特性：n=nN=常值，常值，U=UN=常值，效率與輸出功率關(guān)系。常值，效率與輸出功率關(guān)系。二、并勵(lì)發(fā)電機(jī)的自勵(lì)和外特性二、并勵(lì)發(fā)電機(jī)的自勵(lì)和外特性 fafrIEIE 勵(lì)磁與剩磁同向并勵(lì)電樞旋轉(zhuǎn)回授勵(lì)磁繞組有剩磁0并勵(lì)發(fā)電機(jī)電樞端電壓的建立過程：并勵(lì)發(fā)電機(jī)電樞端電壓的建立過程：1、并勵(lì)發(fā)電機(jī)的自勵(lì)、并勵(lì)發(fā)電機(jī)的自勵(lì)fIGaIGIaEGAAVQLR并勵(lì)發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)接線AA空載運(yùn)行點(diǎn)：空載運(yùn)行點(diǎn)：由自勵(lì)時(shí)發(fā)電機(jī)的空載特性由自勵(lì)時(shí)發(fā)電機(jī)的空載特性 和勵(lì)和勵(lì)磁回路的伏安

50、特性磁回路的伏安特性 的交點(diǎn)來確定。的交點(diǎn)來確定。00faIfEffafRIEU00并勵(lì)發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)時(shí)的空載電壓ffaRIE00 rE00aEA 00faIfE 0fI0臨界電阻線勵(lì)磁電阻線fffafaeaIRIGEnCE00不計(jì)飽和不計(jì)飽和臨界勵(lì)磁電阻與轉(zhuǎn)速有關(guān)。臨界勵(lì)磁電阻與轉(zhuǎn)速有關(guān)。crfRR 與空載特性曲線相切的電阻與空載特性曲線相切的電阻線電阻稱為臨界電阻線電阻線電阻稱為臨界電阻線電阻Rcr： 勵(lì)磁回路伏安特性曲線又叫勵(lì)磁電阻線，其斜率較大時(shí)空載電勵(lì)磁回路伏安特性曲線又叫勵(lì)磁電阻線，其斜率較大時(shí)空載電壓較低或建立不起來。壓較低或建立不起來。并勵(lì)發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)時(shí)的空載電壓ffaRIE00 r

51、E00aEA 00faIfE 0fI0臨界電阻線勵(lì)磁電阻線 3）勵(lì)磁回路總電阻必須小于臨界電阻。）勵(lì)磁回路總電阻必須小于臨界電阻。 2）勵(lì)磁磁動(dòng)勢與剩磁兩者方向必須相同；）勵(lì)磁磁動(dòng)勢與剩磁兩者方向必須相同； 1）氣隙中必須有剩磁；）氣隙中必須有剩磁；并勵(lì)發(fā)電機(jī)的自勵(lì)條件：并勵(lì)發(fā)電機(jī)的自勵(lì)條件：并勵(lì)發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)時(shí)的空載電壓ffaRIE00 rE00aEA 00faIfE 0fI0臨界電阻線勵(lì)磁電阻線2、并勵(lì)發(fā)電機(jī)的外特性、并勵(lì)發(fā)電機(jī)的外特性 IfU n=nN=常值，常值，Rf=常值時(shí)，電樞的負(fù)載端電壓與負(fù)載電流之間的關(guān)系。常值時(shí)，電樞的負(fù)載端電壓與負(fù)載電流之間的關(guān)系。 并勵(lì)發(fā)電機(jī)外特性0U0UNU

52、NII他勵(lì)并勵(lì)fI GaI GIaEGAAVQLR并勵(lì)發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)接線AAfffIRUUaaeRInCUUIUIfa%20NU 1）負(fù)載增大時(shí)，端電壓下降較快；）負(fù)載增大時(shí)，端電壓下降較快；并勵(lì)發(fā)電機(jī)外特性的三個(gè)特點(diǎn)：并勵(lì)發(fā)電機(jī)外特性的三個(gè)特點(diǎn)：并勵(lì)發(fā)電機(jī)外特性0U0UNUNII他勵(lì)并勵(lì)并勵(lì)發(fā)電機(jī)外特性的三個(gè)特點(diǎn)：并勵(lì)發(fā)電機(jī)外特性的三個(gè)特點(diǎn)：2）外特性有拐彎現(xiàn)象；）外特性有拐彎現(xiàn)象；fffIRUUaaeRInCULRUI 一般拐點(diǎn)電流值一般拐點(diǎn)電流值23INUIUUIRUIRfILILff 不飽和勵(lì)磁曲線000FfI流流為為一一較較小小值值。到到負(fù)負(fù)載載短短路路時(shí)時(shí)，負(fù)負(fù)載載電電時(shí)時(shí)，負(fù)負(fù)載載電

53、電流流減減小小；載載當(dāng)當(dāng)電電壓壓下下減減速速度度快快于于負(fù)負(fù)LRarkfREIIU000,并勵(lì)發(fā)電機(jī)允許短路并勵(lì)發(fā)電機(jī)允許短路3）穩(wěn)態(tài)短路時(shí)短路電流不大。）穩(wěn)態(tài)短路時(shí)短路電流不大。并勵(lì)發(fā)電機(jī)外特性0U0UNUNII他勵(lì)并勵(lì)三、復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性三、復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性串勵(lì)磁動(dòng)勢與并勵(lì)磁動(dòng)勢方向相反。串勵(lì)磁動(dòng)勢與并勵(lì)磁動(dòng)勢方向相反。主要用于直流電焊機(jī)。主要用于直流電焊機(jī)。2、差復(fù)勵(lì)：、差復(fù)勵(lì)：ssaaeRIRInCU串勵(lì)磁動(dòng)勢與并勵(lì)磁動(dòng)勢方向相同。串勵(lì)磁動(dòng)勢與并勵(lì)磁動(dòng)勢方向相同。1、積復(fù)勵(lì)：、積復(fù)勵(lì)：復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)分：復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)分：復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)接線圖fIsIInaELR aIAAVQ串勵(lì)并勵(lì)串勵(lì)磁動(dòng)

54、勢的補(bǔ)償作用不足，外特性仍微有下降。串勵(lì)磁動(dòng)勢的補(bǔ)償作用不足，外特性仍微有下降。串勵(lì)磁動(dòng)勢的補(bǔ)償作用過多，外特性上翹。串勵(lì)磁動(dòng)勢的補(bǔ)償作用過多，外特性上翹。 串勵(lì)繞組的作用在額定運(yùn)行時(shí)恰好補(bǔ)償電樞反應(yīng)的去磁串勵(lì)繞組的作用在額定運(yùn)行時(shí)恰好補(bǔ)償電樞反應(yīng)的去磁作作 用和電樞電阻壓降用和電樞電阻壓降3）欠復(fù)勵(lì)：）欠復(fù)勵(lì)：2）過復(fù)勵(lì)：）過復(fù)勵(lì)：1)平復(fù)勵(lì)：平復(fù)勵(lì)：復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)外特性oUNUNII過復(fù)勵(lì)欠復(fù)勵(lì)平復(fù)勵(lì)差復(fù)勵(lì)并勵(lì)復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)分：復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)分：第七節(jié)第七節(jié) 直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性aaeaaaRInCRIEUaeTaTeRnCUCICTeeeTaeTnTCCRCUn02eTaCCR機(jī)

55、械特性斜率機(jī)械特性斜率eCUn0理想空載轉(zhuǎn)速：理想空載轉(zhuǎn)速： Tfn 電動(dòng)機(jī)加上一定的電壓電動(dòng)機(jī)加上一定的電壓U和一定的勵(lì)磁電和一定的勵(lì)磁電流流 If 時(shí)，轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)速n與電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩與電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩T的關(guān)。的關(guān)。1、機(jī)械特性（轉(zhuǎn)矩、機(jī)械特性（轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速特性）：轉(zhuǎn)速特性）：一、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性一、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性機(jī)械特性、工作特性機(jī)械特性、工作特性他勵(lì)電動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)接線fI MaIaEMAAVQfU固有的機(jī)械特性：固有的機(jī)械特性： UN、IfN，電樞回路沒有串聯(lián)任何電阻的機(jī)械特性。，電樞回路沒有串聯(lián)任何電阻的機(jī)械特性。#不考慮磁飽和時(shí)，特性曲線為直線。不考慮磁飽和時(shí)，特性曲線為直線

56、。#考慮磁飽和時(shí)，特性曲線上翹，影響考慮磁飽和時(shí)，特性曲線上翹，影響電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。他勵(lì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性NneTn0nNT0n0TeeeTaeTnTCCRCUn022、工作特性：、工作特性：22PfITnIfPTnaeae,或或 電動(dòng)機(jī)加額定電壓電動(dòng)機(jī)加額定電壓UN，帶負(fù)載后，帶負(fù)載后Ia、n、P2都達(dá)到額定值時(shí)的勵(lì)磁電流。都達(dá)到額定值時(shí)的勵(lì)磁電流。額定勵(lì)磁電流額定勵(lì)磁電流IfN： UN、IfN、電機(jī)帶有機(jī)械負(fù)載，電動(dòng)機(jī)、電機(jī)帶有機(jī)械負(fù)載，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速n、電磁轉(zhuǎn)矩、電磁轉(zhuǎn)矩Te、效率、效率以及輸出功以及輸出功率率P2與電樞電流與電樞電流Ia的關(guān)系。的關(guān)系。他勵(lì)電動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)

57、接線他勵(lì)電動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)接線fI MaIaEMAAVQfUeaaeaaeeaaCRInCRICUCRIUn0aaaRIEUnCEea1）轉(zhuǎn)速特性）轉(zhuǎn)速特性 aIfn %1000NNnnnn If=IfN時(shí)他勵(lì)電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整率：時(shí)他勵(lì)電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整率：nIa計(jì)磁飽和，計(jì)磁飽和，nIa不不變變不計(jì)磁飽和，不計(jì)磁飽和，nOaI0aIaNINn0n他勵(lì)電機(jī)的工作特性他勵(lì)電機(jī)的工作特性 aIfn n 很小。很小。，若若rIf 0aTeICTeeTaeTCCRCUn2電機(jī)輕載時(shí)轉(zhuǎn)速迅速上升成電機(jī)輕載時(shí)轉(zhuǎn)速迅速上升成飛車飛車，重載時(shí)，重載時(shí)Ia增大到增大到Ist，電機(jī)燒毀。，電機(jī)燒毀。他勵(lì)電機(jī)在運(yùn)行中勵(lì)磁繞組絕對不能

58、斷開。他勵(lì)電機(jī)在運(yùn)行中勵(lì)磁繞組絕對不能斷開。eaTI計(jì)及磁飽和，計(jì)及磁飽和，aTeICT不計(jì)磁飽和，不計(jì)磁飽和，Te與與Ia成直線關(guān)系。成直線關(guān)系。aeIfT 2）轉(zhuǎn)矩特性）轉(zhuǎn)矩特性aIfT 20aI0T他勵(lì)電機(jī)的工作特性2PTe,輸出轉(zhuǎn)矩特性輸出轉(zhuǎn)矩特性02TTTe輸出功率特性輸出功率特性22TPaIfP 2aeIfT OaIaNIasFeaffasFeaffIUPPPRIIUPIUPPPRIIUPPP22112222%94%85N 大容量電機(jī)：大容量電機(jī)：%85%75N 小容量電機(jī)：小容量電機(jī)：aIf3）效率特性）效率特性aIfaeIfT OaIaNI二、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性二、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)

59、的運(yùn)行特性saIIIsaaesaaaRRInCRRIEUIRRnkCRRInIkCUsasesaassesaesTseRRUTkCkCn1機(jī)械特性：機(jī)械特性：22sasesTsTaTeRRnkCUkCIkCICT電磁轉(zhuǎn)矩：電磁轉(zhuǎn)矩：電機(jī)不過載，磁化曲線為線形，電機(jī)不過載，磁化曲線為線形， 。ssIk1、機(jī)械特性：、機(jī)械特性：U=UN時(shí)時(shí)n=f（Te）sIInaEU 串勵(lì)電機(jī)實(shí)驗(yàn)接線圖AV串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性0neT 當(dāng)當(dāng)Te=0時(shí)，時(shí)， ，串勵(lì)直流電動(dòng)，串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)不允許空載運(yùn)行，也不允許以平皮帶機(jī)不允許空載運(yùn)行，也不允許以平皮帶傳動(dòng)方式帶動(dòng)負(fù)載。傳動(dòng)方式帶動(dòng)負(fù)載。0nsaesTseRR

60、UTkCkCn1機(jī)械特性：機(jī)械特性：2、工作特性、工作特性saaesaaaRRInCRRIEUsesaasessesaaesaakCRRIkCUIkCRRIUCRRIUn1IIIIkasss,不計(jì)磁飽和不計(jì)磁飽和1）轉(zhuǎn)速特性：）轉(zhuǎn)速特性：U=UN，n=f（Ia）或）或n=f（P2）aTeICTaTeICT 常常值值，負(fù)載電流大到磁路飽和：負(fù)載電流大到磁路飽和：22aTasTessICIkCTIk,磁路不飽和：磁路不飽和：2）轉(zhuǎn)矩特性：）轉(zhuǎn)矩特性： U=UN，Te=f（Ia）或）或Te =f（P2）%10041NNnnnn 轉(zhuǎn)速調(diào)整率：轉(zhuǎn)速調(diào)整率：計(jì)磁飽和：計(jì)磁飽和： 曲線將稍有提高。曲線將稍有