第4,5節(jié) 直流電機公式和運行原理

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2.4電樞繞組電動勢與電磁轉(zhuǎn)矩電動勢Ea.:正負電刷間的感應(yīng)電動勢回憶：直流電機的電樞繞組繞線方式？極對數(shù)p=電刷對數(shù)=并聯(lián)支路對數(shù)a

bδ

bδ0

Bav

x

iaf

n

每條支路的瞬時感應(yīng)電動勢相等

..............

2.4直流電機電樞繞組的感應(yīng)電動勢單根導(dǎo)體的電動勢：提問：直流電機感應(yīng)電動勢如何產(chǎn)生？bδ

eavBavlv有效導(dǎo)體數(shù)：N

右手定則0

bδ

Bav

x

..............iaT

2s

n

N每一支路串連導(dǎo)體數(shù)：N

2a

S是線圈的個數(shù)

電樞感應(yīng)電動勢為

Ea

ei1

2a

i

N2a

eav

電樞繞組的電動勢(續(xù))電樞線速度：v2pn/60(m/s)CeNp60a

每根導(dǎo)體的平均感應(yīng)電動勢：

eavBavlv

電動勢常數(shù)

l

lv

l

l

2pn60

2p60Np

n

電樞繞組感應(yīng)電動勢：N

Ea

ei1

2a

i

N2a

eav

N2p2a60

n

n

60a

EaCen結(jié)論：對于已制造的電機，它的電樞電動勢正比于每極磁通和轉(zhuǎn)速。

elBv

Ce

Np60a

電樞電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩的方向在發(fā)電機中電磁轉(zhuǎn)矩和電機轉(zhuǎn)速方向相反，是制動性轉(zhuǎn)矩電流與感應(yīng)電動勢方向一致

N+An

eifei

B--

S

N

ie

f+n

在電動機中電磁轉(zhuǎn)矩和電機轉(zhuǎn)速方向一致，是拖動性轉(zhuǎn)矩e

if

S--

電流與感應(yīng)電動勢方向相反

2.4直流電機電樞繞組的電磁轉(zhuǎn)矩提問：電磁力？fbliablIa2abδ

左手定則D2bδBav

電磁轉(zhuǎn)矩：tavBavl

tf

IaD2a2T

0x

..............iaTn

總電磁轉(zhuǎn)矩：

ti1

N

i

NtavNBavl

IaD2a2

電樞繞組的電磁轉(zhuǎn)矩將D2p/及Bavl代入總電磁轉(zhuǎn)矩表達式得：TpN2aIaCtIaCtpN2a

[N]

且有

轉(zhuǎn)矩常數(shù)

結(jié)論：對于已制造的電機，它的電樞電磁轉(zhuǎn)矩正比于每極磁通和電樞電流。

電機學(xué)最重要的兩個公式

EaCenTemCTIaCT9.55Ce

Ce

Np60apN2a

CT

第五節(jié)直流電動機的運行原理+-直流電機的運行原理：用運動方程式表征其內(nèi)部的電磁過程和機電過程。1,基本平衡方程：

+

-

包括電機電氣系統(tǒng)的電壓平衡方程式和機械系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩平衡方程式。2,工作特性：

考慮電樞電阻上壓降后的電動機空載運行定義：當輸入功率全部消耗在電樞繞組發(fā)熱上，即電動機沒有拖動負載，空轉(zhuǎn)的狀況。

第五節(jié)直流電動機的運行原理+-基本方程式包括：1.電壓平衡方程式

+

-

UEaIaRa電樞電動勢：反電動勢：電磁轉(zhuǎn)矩

EaCen

TemCTIa

2.轉(zhuǎn)矩平衡方程式TT2輸出轉(zhuǎn)矩；

em

T2T0勵磁電

流

I

T0空載轉(zhuǎn)矩(U=Ea);

f

U

f

Rf

第五節(jié)直流電動機的運行原理+-電壓平衡方程式UEaIaRa電樞電動勢EaCen電磁轉(zhuǎn)矩TemCTIaem

+

-

轉(zhuǎn)矩平衡方程式T

T2T0

EaIaPem功率平衡方程式P1PempCuaPcu電樞銅損耗

空載轉(zhuǎn)矩T0

PemP2p

0

P0空載損耗(U=Ea)

功率平衡方程式：U=Ea+Iara+2△UbUIa=(Ea+Iara+2△Ub)Ia

UIa=EaIa+Ia2ra+2△UbIaP1=Pem+pcua+pb電磁功率

Pem=EaIa=CenIa=Tem

Pem=P2+pFe+pm+pad=P2+p0+padP1=P2+pFe+pm+pad+pcua+pbpFe:鐵損耗,鐵心中的渦流和磁滯損耗pm:機械損耗、機械摩擦和風(fēng)阻pad:附加損耗、雜散損耗、齒槽效應(yīng)和磁通脈動

他勵直流電動機功率流程圖pFe:鐵損耗,鐵心中的渦流和磁滯損耗pm:機械損耗、機械摩擦和風(fēng)阻pad:附加損耗、雜散損耗、齒槽效應(yīng)和磁通脈動

例某他勵直流電動機，PN=6kW,UN=220V,nN=1000r/min,pcua=500W,p0=395W。試求額定運行時，電動機的：①額定輸出轉(zhuǎn)矩T2N;②T0空載轉(zhuǎn)矩；③TemN額定電磁轉(zhuǎn)矩；④電磁功率Pem;⑤額定效率ηN;

⑥電樞回路總電阻Ra;

作業(yè)：P49:8P50:23、24

二、直流電動機的工作特性直流電機的工作特性：在額定電壓和勵磁電流工作狀態(tài)時，電動機的轉(zhuǎn)速、電磁轉(zhuǎn)矩和效率與輸出功率(電樞電流)的關(guān)系。

n、Tem、f(P2)UUIa可直接量，近似正比于P2

IfIfNRad0

N

轉(zhuǎn)速特性轉(zhuǎn)矩特性

nf(Ia)

Tf(Ia)

三類曲線

效率特性

f(Ia)

(一)他(并)勵電動機的工作特性1.轉(zhuǎn)速特性：nf(Ia)nUCeRaCe