任務(wù)32直流電動機的運行特性

1、任務(wù)任務(wù)3.2 直流電動機的運行特性直流電動機的運行特性一、直流電動機的電樞電動勢、功率和轉(zhuǎn)矩一、直流電動機的電樞電動勢、功率和轉(zhuǎn)矩 1.電樞電動勢電樞電動勢 電樞感應(yīng)電動勢為 式中，CE電動勢常數(shù)，僅與電動機的結(jié)構(gòu)有關(guān)；氣隙每極磁通(Wb)；n直流電動機的轉(zhuǎn)速(rmin)；Ea電動機的電樞感應(yīng)電動勢(V)。 對他勵、并勵直流電動機來說，電壓平衡方程為 式中，Ra電樞回路的總電阻，其中包括電刷和換向器之間的接觸電阻。 2.功率及效率功率及效率(1)直流電動機的功率功率平衡方程為 式中，PemP0P2；P2為直流電動機輸出的機械功率；P0為直流電動機的空載損耗，即P0PFePmecPad， 其中

2、，PFe為鐵損耗；Pmec為機械損耗；Pad為附加損耗。 對他勵、并勵直流電動機，P1P2P0PacuPfcu式中，P1為電源給電動機提供的總功率，即輸入功率P1P1aP1fUI，IIaIf為電源給電動機提供的輸入電流； Pfcu為勵磁回路內(nèi)部消耗的功率，即勵磁回路的銅損耗。 (2)直流電動機的效率3.電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩式中，CT轉(zhuǎn)矩常數(shù)，僅與電動機的結(jié)構(gòu)有關(guān)；氣隙每極磁通(Wb)；Ia電樞電流(A)；Tem電磁轉(zhuǎn)矩(Nm)。轉(zhuǎn)子電動勢常數(shù)CE和轉(zhuǎn)矩常數(shù)CT存在以下關(guān)系 CT=9.55CE二、直流電動機的機械特性二、直流電動機的機械特性 直流電動機的機械特性是指直流電動機的轉(zhuǎn)速n與電磁轉(zhuǎn)矩Tem

3、之間的關(guān)系，nf(Tem)。1.他勵直流電動機的機械特性他勵直流電動機的機械特性 (1)固有機械特性固有機械特性表達式為 固有機械特性曲線如圖3-17所示。 (2)人為機械特性轉(zhuǎn)子回路串電阻人為機械特性。轉(zhuǎn)子串入不同電阻Rpa值時的人為機械特性曲線如圖3-18所示。 改變轉(zhuǎn)子電壓人為機械特性。改變轉(zhuǎn)子電壓的人為機械特性方程為 改變轉(zhuǎn)子電壓人為機械特性曲線如圖3-19所示。 減弱磁通人為機械特性。減弱磁通的人為機械特性方程為 減弱磁通的人為機械特性曲線如圖3-19所示。 (1)固有機械特性 固有機械特性方程為 串勵電動機在磁路不飽和時的機械特性為一條雙曲線，如圖3-24中的曲線1所示，說明負(fù)載轉(zhuǎn)

4、矩增大時，轉(zhuǎn)速下降很快，特性很軟。 2.串勵直流電動機的機械特性串勵直流電動機的機械特性(2)人為機械特性 串勵直流電動機同樣可以采用轉(zhuǎn)子串電阻、改變電源電壓和改變磁通的方法來獲得各種人為特性，如圖3-24中的曲線2、3所示是電樞回路串入不同電阻后的人為機械特性。 應(yīng)注意：應(yīng)注意：串勵電動機絕不允許空載啟動和空載運行，因為空載或輕載時，轉(zhuǎn)速很高，往往超過機械強度的允許限度，將損壞電動機。通常要求所帶負(fù)載TL不得小于1/4額定轉(zhuǎn)矩TN，且電動機與生產(chǎn)機械之間不得用皮帶或鏈條連接，以免打滑或斷裂，造成空載運行，轉(zhuǎn)速過高而發(fā)生“飛車”的危險，這在生產(chǎn)中應(yīng)特別注意。 三、直流電動機的換向三、直流電動機

5、的換向 直流電動機的換向是指直流電動機的轉(zhuǎn)子繞組元件從一條支路經(jīng)過電刷進入另一條支路，該元件電流從一個方向變換為另一方向。換向是靠換向器和電刷的配合將直流電動機外部直流電流(或電動勢)變成內(nèi)部的交流電流(或電動勢)。1.換向過程換向過程 換向過程如圖3-25所示。2.換向火花換向火花(1)換向火花的產(chǎn)生 主磁極幾何中性線處的氣隙磁場不再為零時，直流電動機換向時，電刷與換向片之間易產(chǎn)生火花。 換向時產(chǎn)生電磁火花的主要原因是線圈換向元件在換向過程中產(chǎn)生了換向電動勢。(2)電火花等級與危害電火花等級及電火花程度對換向器和電刷的影響見表3.5。 3.改善換向的方法改善換向的方法 (1)安裝換向極 安裝換向極是目前改善換向最有效的方法之一，如圖3-26所示。 (2)調(diào)整電刷的位置 移動電刷的規(guī)定：電刷應(yīng)逆著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向移動。如電刷移動方向不正確，會使電火花更大，使直流電動機運行狀況更加惡化。(3)增加換向回路的電阻 電刷與換向器之間的接觸電阻是換向回路中最重要的電阻，