第03章p 直流電機

1、課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系第三章第三章 直流電機直流電機 2022-6-26課 件實現(xiàn)電能與機械能相互轉換的設備實現(xiàn)電能與機械能相互轉換的設備應用旋轉的方式進行能量轉換的電機叫旋轉電機應用旋轉的方式進行能量轉換的電機叫旋轉電機把電能轉換為機械能的旋轉電機稱為電動機把電能轉換為機械能的旋轉電機稱為電動機把機械能轉換為電能的旋轉電機稱作發(fā)電機把機械能轉換為電能的旋轉電機稱作發(fā)電機課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系課 件船

2、舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系2022-6-26課 件一般幾千噸位以上的船舶，電機的總數(shù)量可一般幾千噸位以上的船舶，電機的總數(shù)量可超過百臺以上，若為電力推動船舶，電機數(shù)超過百臺以上，若為電力推動船舶，電機數(shù)量更多。量更多。船用電機在船舶的整個電器設備中占有很大船用電機在船舶的整個電器設備中占有很大的比例。的比例。根據(jù)電流種類電機分交流電機和直流電機。根據(jù)電流種類電機分交流電機和直流電機。課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系2022-6-26課 件直流電機是實現(xiàn)機械能和直流電能相互轉換直流電機是實現(xiàn)機械能和直流

3、電能相互轉換的一種旋轉電器裝置。的一種旋轉電器裝置。直流電機是可逆的，一臺直流電機既可作為直流電機是可逆的，一臺直流電機既可作為發(fā)電機使用，也可以作為電動機使用。發(fā)電機使用，也可以作為電動機使用。課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系2022-6-26課 件在作為電動機使用時，它將電能轉換為機械能，在作為電動機使用時，它將電能轉換為機械能，并且具有良好調速性能，調速設備簡單，有較并且具有良好調速性能，調速設備簡單，有較大的起動轉矩和制動轉矩等優(yōu)點。大的起動轉矩和制動轉矩等優(yōu)點。在現(xiàn)代船舶上有時被用在要求起動轉矩大，調在現(xiàn)代船舶上有時被用在要求起動轉矩大

4、，調速性能好和有較大的過載能力的起貨機或電動速性能好和有較大的過載能力的起貨機或電動舵機的電力拖動上。舵機的電力拖動上。課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系2022-6-26課 件直流發(fā)電機早期作為主電源在船舶上普遍應用。直流發(fā)電機早期作為主電源在船舶上普遍應用。與交流發(fā)電機比較，存在的主要缺點是：與交流發(fā)電機比較，存在的主要缺點是：電壓不能變換以及結構復雜，電壓不能變換以及結構復雜，造價高和維護工作量大等。造價高和維護工作量大等。在作為發(fā)電機使用時，它把機械能轉換為電能。在作為發(fā)電機使用時，它把機械能轉換為電能。課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-

5、6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系2022-6-26課 件有些船舶主機軸帶發(fā)電機也是直流發(fā)電機，有些船舶主機軸帶發(fā)電機也是直流發(fā)電機，如遠洋捕撈船的拖網機。如遠洋捕撈船的拖網機?，F(xiàn)在大多數(shù)船舶采用交流發(fā)電機替代直流發(fā)現(xiàn)在大多數(shù)船舶采用交流發(fā)電機替代直流發(fā)電機。電機。有些船舶仍用直流發(fā)電機作為變流機組向直有些船舶仍用直流發(fā)電機作為變流機組向直流電力拖動系統(tǒng)提供直流電能。流電力拖動系統(tǒng)提供直流電能。課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系2022-6-26課 件直流電機的工作原理、結構特點、勵磁方直流電機的工作原理、結構特點、勵磁方式和直流發(fā)電機、

6、直流電動機的基本運行式和直流發(fā)電機、直流電動機的基本運行特性等。特性等。本章主要內容本章主要內容課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系 第一節(jié)第一節(jié) 直流電機的工作原理與結構直流電機的工作原理與結構 第二節(jié)第二節(jié) 電樞繞組的感應電勢和電磁轉矩電樞繞組的感應電勢和電磁轉矩 第三節(jié)第三節(jié) 直流發(fā)電機的運行特性直流發(fā)電機的運行特性 第四節(jié)第四節(jié) 直流電動機的運行特性直流電動機的運行特性 第五節(jié)第五節(jié) 無刷直流電動機無刷直流電動機具體有具體有課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系電樞繞組在原動機的拖動下逆時針方向旋轉電

7、樞繞組在原動機的拖動下逆時針方向旋轉 發(fā)電機的電動勢為發(fā)電機的電動勢為電源電電源電動勢動勢。電樞中有電流以后。電樞中有電流以后, , 電流與磁場相作用產生電電流與磁場相作用產生電磁轉矩。磁轉矩。 方向與轉動方向方向與轉動方向相反相反, , 故稱故稱反轉矩反轉矩 。1 直流發(fā)電機的工作原理直流發(fā)電機的工作原理 一、直流電機的工作原理一、直流電機的工作原理 第一節(jié)第一節(jié) 直流電機的工作原理與結構直流電機的工作原理與結構 課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系直流電源直流電源電刷電刷換向器換向器線圈線圈電動機的電磁轉矩是電動機的電磁轉矩是驅動驅動轉矩轉矩.

8、. 在旋轉的過程中在旋轉的過程中, , 電樞線圈也切割磁場而產電樞線圈也切割磁場而產生電動勢生電動勢, , 該電動勢的方該電動勢的方向總是與電流方向相反向總是與電流方向相反, , 故稱為故稱為反電動勢反電動勢. .2 直流電動機的工作原理直流電動機的工作原理 課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系3 直流電機的電樞繞組和電刷的正確位置直流電機的電樞繞組和電刷的正確位置 直流電機的電樞繞組實際采直流電機的電樞繞組實際采用分布式線圈結構，每個線用分布式線圈結構，每個線圈有兩個邊，分別置于相距圈有兩個邊，分別置于相距一個磁極極距位置的槽內，一個磁極極距位置的

9、槽內，即這些線圈沿電樞鐵心圓周即這些線圈沿電樞鐵心圓周均勻分布，并通過相應數(shù)量均勻分布，并通過相應數(shù)量的換向片依次串聯(lián)構成一個的換向片依次串聯(lián)構成一個閉合回路閉合回路 課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系電刷的位置正確與否電刷的位置正確與否, 將影響到正負電刷間的電將影響到正負電刷間的電動勢動勢E, 從而影響到發(fā)電機的從而影響到發(fā)電機的電壓電壓和電動機的和電動機的轉轉速速; 同時電刷的位置也影響到電刷下的同時電刷的位置也影響到電刷下的火花火花。電刷的正確位置電刷的正確位置 確定電刷正確位置的原則是，使正負電刷間能獲確定電刷正確位置的原則是，使正負電刷

10、間能獲得最大電動勢得最大電動勢 課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系電刷放在磁場幾何中性線上電刷放在磁場幾何中性線上 課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系為了保證電刷的正確位置，通常在刷架與為了保證電刷的正確位置，通常在刷架與端蓋或刷架與定子之間設置了正確裝配的端蓋或刷架與定子之間設置了正確裝配的“標記標記”。在運行管理中應經常注意檢查，若發(fā)現(xiàn)刷在運行管理中應經常注意檢查，若發(fā)現(xiàn)刷架松動或移位，應按架松動或移位，應按“標記標記”加以加以校正和校正和固定固定。課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工

11、程學院船電系輪機工程學院船電系二、直流電機的結構二、直流電機的結構 課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系換向器的結構換向器的結構課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系三、直流電機的額定值三、直流電機的額定值 1.1.額定容量（額定容量（kWkW）: :是指額定狀態(tài)下是指額定

12、狀態(tài)下, 發(fā)電機輸出的電功率發(fā)電機輸出的電功率Pn=UnIn, 或或電動機軸上輸出的機械功率電動機軸上輸出的機械功率Pn=UnIn n。2.2.額定電壓額定電壓（V） ：端電壓端電壓Un。3.3.額定電流額定電流（A） ：發(fā)電機輸出的發(fā)電機輸出的或或電動機輸入的額定電動機輸入的額定電流電流In。課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系4.4.額定轉速額定轉速nN ：額定狀態(tài)下的轉速額定狀態(tài)下的轉速;此外此外, 還有絕緣等級和溫升、工作制和使用條件等還有絕緣等級和溫升、工作制和使用條件等 。5. 勵磁方式及額定勵磁電流勵磁方式及額定勵磁電流If(A);課

13、件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系電樞通入電流后，產電樞通入電流后，產生電磁轉矩，使電機生電磁轉矩，使電機在磁場中轉動起來。在磁場中轉動起來。FFU+NS電刷電刷換向片換向片IIEE一、電樞繞組的感應電勢一、電樞繞組的感應電勢第二節(jié)第二節(jié) 電樞繞組的感應電勢和電磁轉矩電樞繞組的感應電勢和電磁轉矩 通電線圈在磁場中轉通電線圈在磁場中轉動，又會在線圈中產動，又會在線圈中產生感應電動勢（用生感應電動勢（用E E表示）。表示）。課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系 主主磁場磁密分布曲線及電樞繞組電勢磁場磁密分布曲線及

14、電樞繞組電勢NSAxBBAx課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系CE:與電機結構有關的常數(shù)稱為與電機結構有關的常數(shù)稱為電勢常數(shù)電勢常數(shù)nCEe課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系二、電樞繞組的電磁轉矩二、電樞繞組的電磁轉矩根據(jù)電磁力定律，無論是直流發(fā)電機還是直流根據(jù)電磁力定律，無論是直流發(fā)電機還是直流電動機，當電樞繞組中流過電流時，導體便受電動機，當電樞繞組中流過電流時，導體便受到電磁力的作用。到電磁力的作用。電磁力對于電樞軸心又形成轉矩，該轉矩即為電磁力對于電樞軸心又形成轉矩，該轉矩即為電樞繞組的電磁轉矩

15、。電樞繞組的電磁轉矩。電磁力的方向根據(jù)左手定則確定。電磁力的方向根據(jù)左手定則確定。課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系 電磁轉矩是由電磁力產生的，而電磁力與氣隙中的電磁轉矩是由電磁力產生的，而電磁力與氣隙中的 磁密和電樞繞組電流成正比，所以電磁轉矩磁密和電樞繞組電流成正比，所以電磁轉矩T正比正比 于電樞電流于電樞電流Ia及每極磁通及每極磁通，其計算公式為，其計算公式為: aTICTCT:與電機結構有關的常數(shù)與電機結構有關的常數(shù), 稱為稱為轉矩常數(shù)轉矩常數(shù)課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系三、直流電機的電磁

16、功率三、直流電機的電磁功率 電磁轉矩所對應的功率稱為電磁功率電磁轉矩所對應的功率稱為電磁功率PmPm根據(jù)功率的計算公式和電磁感應的公式可根據(jù)功率的計算公式和電磁感應的公式可以推導出電磁功率表達式以推導出電磁功率表達式 課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系可以由電磁轉矩可以由電磁轉矩T T和角速度和角速度相乘而得。相乘而得。也可以由感應電勢也可以由感應電勢EaEa和電樞電流和電樞電流IaIa的的乘積來求得。乘積來求得。電磁功率電磁功率PmPm課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系aaaTMIEICTP電磁功率的

17、表達式為電磁功率的表達式為: :電磁功率是機械能與電能的轉換環(huán)節(jié)。電磁功率是機械能與電能的轉換環(huán)節(jié)。nCnCCeTT602aeaaaTMnICIEICPeTCC602eTCC55. 9課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系直流電機的損耗有以下幾種：直流電機的損耗有以下幾種：機械損耗機械損耗P PM M鐵芯損耗鐵芯損耗P PFeFe勵磁和電樞繞組的銅損耗勵磁和電樞繞組的銅損耗P PCuCu附加損耗附加損耗( (雜散損耗雜散損耗) )P P等等. .附加損耗附加損耗P P（0.50.51 1） P P2 2 (P(P2 2為輸出功率為輸出功率) )。在能量

18、轉換的過程中必然有損耗在能量轉換的過程中必然有損耗課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系圖圖3-11 3-11 直流發(fā)電機的功率流程圖直流發(fā)電機的功率流程圖pppeFm11TPTIEPaaMUIP 2cup課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系圖圖3 312 12 直流電動機的功率流程圖直流電動機的功率流程圖cuppppeFmUIP 1TIEPaaM22TP課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系PPP21當直流發(fā)電機帶負載時，原動機在轉軸上當直流發(fā)電機帶負載時，原動機在

19、轉軸上輸入的機械功輸入的機械功率率P P1 1應與輸出的電功率應與輸出的電功率P P2 2和和電機內部各種電機內部各種損耗損耗 相相平衡平衡. .即即：P課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系按勵磁繞組與電樞繞組的連接關系，直流電機按勵磁繞組與電樞繞組的連接關系，直流電機可分為可分為4 4種種 ：他勵（或稱它勵）、并勵、串勵、復勵。他勵（或稱它勵）、并勵、串勵、復勵。一、直流電機的勵磁方式一、直流電機的勵磁方式 第三節(jié)第三節(jié) 直流發(fā)電機的運行特性直流發(fā)電機的運行特性直流發(fā)電機的勵磁方式直流發(fā)電機的勵磁方式課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機

20、工程學院船電系輪機工程學院船電系他勵電動機：他勵電動機：勵磁線圈與轉子電樞的電源分開。勵磁線圈與轉子電樞的電源分開。并勵電動機：并勵電動機：勵磁線圈與轉子電樞并聯(lián)到同一電源上。勵磁線圈與轉子電樞并聯(lián)到同一電源上。串勵電動機：串勵電動機：勵磁線圈與轉子電樞串聯(lián)接到同一電源上。勵磁線圈與轉子電樞串聯(lián)接到同一電源上。復勵電動機：復勵電動機：勵磁線圈與轉子電樞的聯(lián)接有串有并，接在勵磁線圈與轉子電樞的聯(lián)接有串有并，接在 同一電源上。同一電源上。課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系M他勵他勵UfIfIaUM并勵并勵UIfM串勵串勵UM復勵復勵U課 件船舶電氣設備

21、與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系直流發(fā)電機的勵磁方式直流發(fā)電機的勵磁方式直流發(fā)電機的勵磁方式分他勵和自勵，直流發(fā)電機的勵磁方式分他勵和自勵，自勵包括并勵、串勵和復勵。自勵包括并勵、串勵和復勵。課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系（1 1）他勵發(fā)電機：勵磁繞組電路與電樞電路）他勵發(fā)電機：勵磁繞組電路與電樞電路無關，勵磁電流取自其它的直流電源。其勵無關，勵磁電流取自其

22、它的直流電源。其勵磁功率約為直流電機額定功率的磁功率約為直流電機額定功率的 1 13 3 。課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系（2 2）并勵發(fā)電機：勵磁繞組電路與電樞電路并）并勵發(fā)電機：勵磁繞組電路與電樞電路并聯(lián)。并勵繞組導線細、匝數(shù)多、電阻大，勵磁聯(lián)。并勵繞組導線細、匝數(shù)多、電阻大，勵磁電流小。電流小。勵磁功率約為直流電機額定功率的勵磁功率約為直流電機額定功率的 2 21010 。課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系（3 3）串勵發(fā)電機：勵磁繞組與電樞繞組）串勵發(fā)電機：勵磁繞組與電樞繞組串聯(lián)，電樞電流即

23、為勵磁電流。因此串串聯(lián)，電樞電流即為勵磁電流。因此串勵繞組匝數(shù)少、導線粗、電阻極小。勵繞組匝數(shù)少、導線粗、電阻極小。課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系（4 4）復勵發(fā)電機：主磁極上有兩個勵磁繞組，）復勵發(fā)電機：主磁極上有兩個勵磁繞組，其中一個和電樞回路并連（稱并勵繞組），另其中一個和電樞回路并連（稱并勵繞組），另一個和電樞回路串連（稱串勵繞組）。一個和電樞回路串連（稱串勵繞組）。當串勵繞組產生的磁勢和并勵繞組產生的磁勢當串勵繞組產生的磁勢和并勵繞組產生的磁勢方向方向相同相同時，稱為積復勵；時，稱為積復勵；當串勵繞組產生的磁勢和并勵繞組產生的磁勢當串

24、勵繞組產生的磁勢和并勵繞組產生的磁勢方向方向相反相反時，稱為差復勵。時，稱為差復勵。課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系復勵發(fā)電機還分長復勵和短復勵復勵發(fā)電機還分長復勵和短復勵短復勵：電樞繞組與并勵繞組短復勵：電樞繞組與并勵繞組并勵后再并勵后再與與串串勵勵繞組串聯(lián)）。繞組串聯(lián)）。長復勵：電樞繞組與串勵繞組長復勵：電樞繞組與串勵繞組串勵后再串勵后再與與并并勵勵繞組并勵；繞組并勵；課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系當發(fā)電機空載當發(fā)電機空載(I=0)(I=0)及及保持額定轉速不變時保持額定轉速不變時, , 電樞

25、電動勢電樞電動勢( (或空載電或空載電壓壓U U0 0) )與勵磁電流與勵磁電流I If f之間之間的關系的關系E=f(IE=f(If f) )。EEr0If二、直流發(fā)電機的空載特性二、直流發(fā)電機的空載特性課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系EEr0If二、直流發(fā)電機的空載特性二、直流發(fā)電機的空載特性因為因為E=KE=Ke en n, , 而而與與I If f之間為磁化曲線關系之間為磁化曲線關系, , 所以空載特性曲線與磁所以空載特性曲線與磁化曲線相似?；€相似。剩磁電壓剩磁電壓E Er r：勵：勵磁電流磁電流等于零時的開路電壓等于零時的開路電壓,

26、 , 約為約為額定電壓的額定電壓的2 25 5。課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系自勵發(fā)電機靠剩磁建立電自勵發(fā)電機靠剩磁建立電壓。非線性的空載特性曲壓。非線性的空載特性曲線線(E=f(I(E=f(If f)與線性的場與線性的場阻線阻線( (R Rf f=E=E/I/If f) )的交點即為的交點即為自勵的穩(wěn)定電壓。自勵的穩(wěn)定電壓。EE = IfRfE = f（If）Er0If三、自勵發(fā)電機建壓條件三、自勵發(fā)電機建壓條件課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系EE = IfRfE = f（If）Er0If電路暫

27、態(tài)過程的電路暫態(tài)過程的電壓平衡方程電壓平衡方程EI RLdIdtffff三、自勵發(fā)電機建壓條件三、自勵發(fā)電機建壓條件課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系在穩(wěn)定交點之前在穩(wěn)定交點之前, dIf/dt0, 勵磁電流勵磁電流If一直增加一直增加 。在穩(wěn)定交點處在穩(wěn)定交點處, E-IfRf=0和和dIf/dt=0, If和和E都不再變化都不再變化 。3.勵磁電路的電阻要適當。勵磁電路的電阻要適當。自勵發(fā)電機的自勵起壓條件自勵發(fā)電機的自勵起壓條件:1.發(fā)電機要有剩磁；發(fā)電機要有剩磁；2.勵磁電流磁場與剩磁場方向相同；勵磁電流磁場與剩磁場方向相同；課 件船舶電氣

28、設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系在保持并勵總電阻和額定轉速不變的條件下在保持并勵總電阻和額定轉速不變的條件下, 直流發(fā)電機電樞電路的電壓平衡方程為直流發(fā)電機電樞電路的電壓平衡方程為UEI Raa四、直流發(fā)電機的外特性四、直流發(fā)電機的外特性發(fā)電機的有載端電壓與負載電流之間的關系發(fā)電機的有載端電壓與負載電流之間的關系U=f(I)。課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系（1 1）他勵發(fā)電機）他勵發(fā)電機電樞電流電樞電流Ia等于負載電流等于負載電流I，只有電樞電阻引起，只有電樞電阻引起端電壓的微小變化。端電壓的微小變化。電樞電流

29、電樞電流 Ia= I課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系（2 2）并勵發(fā)電機）并勵發(fā)電機電樞電流電樞電流 Ia= I + If電樞電阻引起端電壓的下降將進一步引起并勵電電樞電阻引起端電壓的下降將進一步引起并勵電流及感應電動勢的減小流及感應電動勢的減小, 電動勢的減小電動勢的減小, 又使電壓又使電壓進一步下降。進一步下降。課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系(3) (3) 復勵發(fā)電機復勵發(fā)電機電樞電流電樞電流 Ia= I + If課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系

30、復勵發(fā)電機主磁極上的串勵繞組的勵磁電流復勵發(fā)電機主磁極上的串勵繞組的勵磁電流可以是負載電流可以是負載電流( (短復勵短復勵) )或電樞電流或電樞電流( (長復長復勵勵), ), 復勵發(fā)電機又分為復勵發(fā)電機又分為積復勵發(fā)電機積復勵發(fā)電機和和差差復勵發(fā)電機復勵發(fā)電機。課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系串勵與并勵磁場串勵與并勵磁場方向一致方向一致的復的復勵發(fā)電機稱為勵發(fā)電機稱為積復勵發(fā)電機積復勵發(fā)電機。 串勵與并勵磁場串勵與并勵磁場方向相反方向相反的復的復勵發(fā)電機稱為勵發(fā)電機稱為差復勵發(fā)電機差復勵發(fā)電機。根據(jù)串勵繞組對端電壓的補償根據(jù)串勵繞組對端電壓的補

31、償程度又分為程度又分為平復勵、欠復勵和平復勵、欠復勵和過復勵發(fā)電機。過復勵發(fā)電機。課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系直流發(fā)電機從空載到滿載直流發(fā)電機從空載到滿載端電壓變化的程度用電壓端電壓變化的程度用電壓變化率表示變化率表示, 即即%100%0nnUUUU五、電壓變化率五、電壓變化率他勵發(fā)電機他勵發(fā)電機U U(5(510)10)；并勵并勵U U(1030)(1030)；平復勵平復勵U U= 0= 0；欠復勵欠復勵U U 0 0；過復勵過復勵U U 0 T T0 0 n n 飛車。飛車。課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪

32、機工程學院船電系2 2）反轉）反轉電動機的轉動方電動機的轉動方向由電磁力矩的向由電磁力矩的方向確定。方向確定。FFU+NS電刷電刷換向片換向片IIEE課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系（1 1）改變勵磁電流的方向。）改變勵磁電流的方向。改變直流電機轉向的方法：改變直流電機轉向的方法：（2 2）或或改變電樞電流的方向。改變電樞電流的方向。課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系注意：注意：改變轉動方向時，勵磁電流和電樞電流兩者的方改變轉動方向時，勵磁電流和電樞電流兩者的方向不能同時變。向不能同時變。M他勵他勵U

33、fIfIaUM并勵并勵UIfM串勵串勵UM復勵復勵U課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系直流電機的電樞反應和直流電機的換向直流電機的電樞反應和直流電機的換向 當電機有負載后，便有電流流過電樞繞組，產當電機有負載后，便有電流流過電樞繞組，產生電樞磁場，此時電機的氣隙磁場由主磁場和生電樞磁場，此時電機的氣隙磁場由主磁場和電樞兩個磁場共同決定。電樞兩個磁場共同決定。電樞磁場對主磁極磁場的影響稱為電樞反應電樞磁場對主磁極磁場的影響稱為電樞反應課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系 (a) (b) (c)電電刷位置與電

34、樞反應刷位置與電樞反應課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系當電刷位于幾何中性線上時，由于電樞磁場的當電刷位于幾何中性線上時，由于電樞磁場的方向總是與主磁極磁場相正交，因此電樞反應方向總是與主磁極磁場相正交，因此電樞反應的結果將導致主磁極磁場發(fā)生的結果將導致主磁極磁場發(fā)生畸變畸變。這對直流電機的換向以及運行特性都會帶來不這對直流電機的換向以及運行特性都會帶來不利的影響。利的影響。課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系直流電機的換向直流電機的換向 直流電機運行時，電樞繞組從定子主磁極的一直流電機運行時，電樞繞組從

35、定子主磁極的一個極面下方進入另一個極面下方時，通過換向個極面下方進入另一個極面下方時，通過換向片與電刷的連接，繞組中的電流將改變方向，片與電刷的連接，繞組中的電流將改變方向，這一過程稱為這一過程稱為直流電機的換向直流電機的換向。 課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系在定子主磁極之間換向極用于改善換向，在定子主磁極之間換向極用于改善換向，換向換向極繞組與電樞繞組串聯(lián)極繞組與電樞繞組串聯(lián)。課 件船舶電氣設備與系統(tǒng) 2022-6-26輪機工程學院船電系輪機工程學院船電系它不僅用來抵消或削弱電樞磁場，而且使處于它不僅用來抵消或削弱電樞磁場，而且使處于換向的繞組切割換向極磁場以產生可抵消電流換向的繞組切割換向極磁場以產生可抵