電機(jī)及電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)第3章直流電機(jī)原理

1、第3章 直流電機(jī)原理13.13.23.33.43.5直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)和基本工作原理直流電機(jī)的電樞繞組和銘牌參數(shù)直流電機(jī)的感應(yīng)電勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行直流電機(jī)運(yùn)行示例第3章 直流電機(jī)原理23.1直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理3.1.1 直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)3第3章 直流電機(jī)原理直流電機(jī)結(jié)構(gòu)圖端蓋磁軛主磁極勵(lì)磁繞組電樞繞組 電樞鐵心換向器電刷裝置軸端蓋軸承風(fēng)扇換向極繞組換向磁極4第3章 直流電機(jī)原理直流電機(jī)橫向剖面圖主極鐵心勵(lì)磁繞組定子磁軛換向極電樞齒電樞槽極靴換向極繞組電樞導(dǎo)體電樞鐵心底腳5第3章 直流電機(jī)原理直流電機(jī)主要由定子（固定部分）和轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)動(dòng)部分）兩大部分組成。第3章 直流電機(jī)原理61. 定子

2、(stator)產(chǎn)生磁場(chǎng)和作電機(jī)的機(jī)械支撐7主磁極機(jī)座勵(lì)磁繞組絕緣框架電樞鐵心換向極主磁極主磁極鐵心第3章 直流電機(jī)原理主磁極和機(jī)座螺栓機(jī)座第3章 直流電機(jī)原理?yè)Q向極和電刷換向極繞組銅絲辮壓緊彈簧電刷換向極鐵心刷握8第3章 直流電機(jī)原理92. 轉(zhuǎn)子(rotor) (電樞armature)電樞鐵心和繞組換向器轉(zhuǎn)軸和風(fēng)扇第3章 直流電機(jī)原理10電機(jī)裝配圖第3章 直流電機(jī)原理3.1.2 直流電機(jī)工作原理電動(dòng)機(jī)工作原理AUXNiaSiaffTemXUANiaSiaffTem線圈邊中電流不改變方向，則平均 Tem = 0。11abcdabcdN a第3章 直流電機(jī)原理電動(dòng)機(jī)工作原理B1 AB2換向片電刷

3、UiaX SfTemf UXB1B2iaA SffTem電刷和換向片的作用是什么？線圈邊切割磁力線會(huì)產(chǎn)生什么？12Neaiaeaeiaeaabcdabcd第3章 直流電機(jī)原理13有磁場(chǎng)，電源通過(guò)電刷和換向器向電樞繞組通入直流電。根據(jù)電磁力定律，直流電動(dòng)機(jī)電樞繞組產(chǎn)生電磁力矩，驅(qū)動(dòng)機(jī)械負(fù)載。同時(shí)，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，電樞繞組內(nèi)部也產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)反電動(dòng)勢(shì)。輸入的直流電能克服反電動(dòng)勢(shì)，通過(guò)氣隙磁場(chǎng)做功，電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。14直流電源交流電流電磁轉(zhuǎn)矩(拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩)換向機(jī)械負(fù)載旋轉(zhuǎn)克服反電動(dòng)勢(shì)做功第3章 直流電機(jī)原理電動(dòng)機(jī)的電磁關(guān)系外加電源電刷和換向器電樞繞組內(nèi)部氣隙磁場(chǎng)轉(zhuǎn)子eaNeaSB1AXB2EaXAN

4、ST1B1B2eaeaT1Ea電刷和換向片的作用是什么？載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中會(huì)產(chǎn)生什么？15ffff第3章 直流電機(jī)原理直流發(fā)電機(jī)abcdabcd第3章 直流電機(jī)原理16原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，直流發(fā)電機(jī)電樞繞組產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，同時(shí)，根據(jù)電磁力定律，旋轉(zhuǎn)的電樞繞組切割磁場(chǎng)，也產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩與旋轉(zhuǎn)方向相反。1702t3AX0eAXt第3章 直流電機(jī)原理氣隙磁場(chǎng)的分布波形及線圈電動(dòng)勢(shì)波形BN0AX S+e0eB1B2tB1B20第3章 直流電機(jī)原理每極下有3個(gè)串聯(lián)線圈時(shí)的電動(dòng)勢(shì)波形et23在直流發(fā)電機(jī)中，換向器和電刷的共同作用：將線圈中的交流電動(dòng)勢(shì)整流成刷間的直流電動(dòng)勢(shì)；把轉(zhuǎn)動(dòng)的電路與外面不

5、轉(zhuǎn)的電路聯(lián)接。18第3章 直流電機(jī)原理電磁關(guān)系輸出直流電換向感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流原動(dòng)機(jī)做功電磁轉(zhuǎn)矩(阻轉(zhuǎn)矩)機(jī)械能電刷和換向器氣隙磁場(chǎng)電樞繞組內(nèi)部轉(zhuǎn)子19第3章 直流電機(jī)原理203.2 磁路、電樞繞組和銘牌參數(shù)3.2.1 直流電機(jī)電樞繞組第3章 直流電機(jī)原理 3.2 電機(jī)磁路、繞組和銘牌參數(shù)3.2.1 直流電機(jī)電樞繞組1. 繞組的基本概念單疊繞組、單波繞組、復(fù)疊繞組、復(fù)波繞組、蛙繞組（疊繞和波繞混合繞組）。(1) 元件是構(gòu)成電樞繞組的基本單元，其兩端分別與兩后端接上元件邊片換向片相連的單匝或多匝線圈。前端接下元件邊2122疊繞元件波繞元件第3章 直流電機(jī)原理(2) 疊繞組和波繞組元件邊(有效邊)匝

6、數(shù)為1的是單匝元件，匝數(shù)大于1的是多匝元件。由于工藝等原因，電樞不宜開(kāi)太多的槽，在一實(shí)際的槽中，上、下層嵌放多個(gè)(設(shè)為u個(gè))元件邊。將一個(gè)上層邊和一個(gè)下層邊在槽內(nèi)所占的空間稱(chēng)為一個(gè)虛槽。若電樞每槽上、下層只有一個(gè)元件邊，則總元件數(shù)Z等于實(shí)槽數(shù)Q；若每槽的上、下層各有u個(gè)元件邊時(shí)，則有：Z=uQ=Qu，Qu為虛槽數(shù)。23第3章 直流電機(jī)原理2. 單疊繞組連接單疊繞組是以相鄰元件依次串聯(lián)的聯(lián)接規(guī)律連成的，每個(gè)元件的兩個(gè)出線端分別接到相鄰的兩個(gè)換向片上，最后形成一閉合回路。例 以總元件數(shù)為6的電機(jī)為例，說(shuō)明單疊繞組的聯(lián)接。設(shè)S（元件數(shù)）=K（換向片數(shù)）=Z（槽數(shù)）=6，u=1，2p=2。上述數(shù)據(jù)所表

7、示的實(shí)際電機(jī)繞組安放如圖。極距相鄰兩個(gè)主磁極軸線之間的距離稱(chēng)作極距，記作 ，一般用槽數(shù)表示，即有： =Z2p主磁極極對(duì)數(shù)電樞總槽數(shù)實(shí)際極距的計(jì)算方法：pD2電樞外徑第3章 直流電機(jī)原理24y1y2yyk第3章 直流電機(jī)原理25一對(duì)極(一對(duì)電刷)為兩條并聯(lián)支路a=1， 支路電流 ia I a / 2支路上串聯(lián)的導(dǎo)體數(shù)N/2a=3e ee e發(fā)電機(jī)e eeeeeEA12348765BIa第3章 直流電機(jī)原理結(jié)論：整個(gè)電樞繞組通過(guò)換向片連成一個(gè)閉合回路。12348765AIa e eeBeeeE電動(dòng)機(jī)電樞電流 Ia支路電流 ia Ia / 2a并聯(lián)支路對(duì)數(shù)a一個(gè)串聯(lián)支路上的導(dǎo)體數(shù) N / 2aN為電

8、樞的全部導(dǎo)體數(shù)2627MMIfIa他勵(lì)并勵(lì)串勵(lì)復(fù)勵(lì)第3章 直流電機(jī)原理3.2.2 直流電機(jī)的勵(lì)磁方式1. 直流電動(dòng)機(jī)按勵(lì)磁方式分類(lèi)IIfIaUaUfUUIIaMUIIfIfIaM28IUfUaIfIaG第3章 直流電機(jī)原理2. 直流發(fā)電機(jī)按勵(lì)磁方式分類(lèi) 分為他勵(lì)和自勵(lì)。IIaGUIfIaGIfIUIaGUIfI他勵(lì)串勵(lì)（自勵(lì)）并勵(lì)（自勵(lì)）復(fù)勵(lì)（自勵(lì)）直流電動(dòng)機(jī)型號(hào)Z395產(chǎn)品編號(hào)7001結(jié)構(gòu)類(lèi)型勵(lì)磁方式他勵(lì)功率30kW勵(lì)磁電壓220V電壓220V工作方式連續(xù)電流160.5A絕緣等級(jí)定子B轉(zhuǎn)子B轉(zhuǎn)速750r/min重量685kg標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)JB110468出廠日期年 月29第3章 直流電機(jī)原理3.2

9、.3 直流電機(jī)額定值1. 銘牌30第3章 直流電機(jī)原理2.額定值額定電壓 UN(V)發(fā)電機(jī)的 UN ：指輸出電壓的額定值。電動(dòng)機(jī)的 UN ：指輸入電壓的額定值。額定電流 IN(A)發(fā)電機(jī)的 IN ：指輸出電流的額定值。電動(dòng)機(jī)的 IN ：指輸入電流的額定值。額定功率 PN (kW)發(fā)電機(jī)的 PN ：指輸出電功率的額定值。電動(dòng)機(jī)的 PN ：指輸出機(jī)械功率的額定值。額定轉(zhuǎn)速 nN(r/min)PN U N I NPN U N I NN31第3章 直流電機(jī)原理額定勵(lì)磁電壓 UfN(V)額定勵(lì)磁電流 IfN(A) 額定狀態(tài) ：指 U、I、P、n 均為額定值的狀態(tài)。 滿載狀態(tài) ：指 I = IN 的狀態(tài)。

10、例31一臺(tái)Z2型直流發(fā)電機(jī)，UN=230V，nN=1450r/min，PN=145kW，N90，求該發(fā)電機(jī)的額定電流和額定輸入功率例32一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)，UN=110V，nN=1000r/m，PN=22kW，N84，求該電動(dòng)機(jī)的額定電流和額定輸入功率第3章 直流電機(jī)原理32Z2系列是普通中小型直流電機(jī)。 ZZJ系列是一種冶金起重輔助傳動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)適用于軋鋼機(jī)、起重機(jī)、升降機(jī)、電鏟等。 其他系列的直流電機(jī)型號(hào)、技術(shù)數(shù)據(jù)可從產(chǎn)品目錄或相關(guān)的手冊(cè)中查到。2.直流電機(jī)的型號(hào)和系列國(guó)產(chǎn)直流電機(jī)的系列產(chǎn)品代號(hào)采用大寫(xiě)漢語(yǔ)拼音字母表示，型號(hào)采用漢語(yǔ)拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字組合表示，例如：“Z2-72”表示直流電動(dòng)

11、機(jī)、第二次改進(jìn)設(shè)計(jì)型，“7”表示機(jī)座號(hào)，7后面的2表示長(zhǎng)鐵心（2號(hào)表示長(zhǎng)鐵心，1號(hào)表示短鐵心）。33第3章 直流電機(jī)原理3.2.4 直流電機(jī)的磁場(chǎng)1. 空載磁場(chǎng)直流電機(jī)空載是指電機(jī)對(duì)外無(wú)功率輸出、不帶負(fù)載空轉(zhuǎn)的一種狀態(tài)。直流電機(jī)空載時(shí)，勵(lì)磁繞組內(nèi)有勵(lì)磁電流，電動(dòng)機(jī)電樞電流很小可忽略，而發(fā)電機(jī)電樞電流為零，這時(shí)電機(jī)的磁場(chǎng)由勵(lì)磁電流單獨(dú)建立。第3章 直流電機(jī)原理34氣隙電樞齒轉(zhuǎn)子鐵心軛定子鐵心軛主磁通主磁極鐵心漏磁通主磁通漏磁通主磁通產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩主磁通和漏磁通2F0 Hklk 2Hl 2Ht t c c m m jl jl H l 2H l HBB 0第3章 直流電機(jī)原理35BBavB

12、Bm0產(chǎn)生主磁通時(shí)整個(gè)閉合磁路所需的磁動(dòng)勢(shì)為n12F0 2Hl F0 Hl F0 0F0磁感應(yīng)強(qiáng)度B 的分布F0 NI00 A36電機(jī)主磁通與勵(lì)磁電流的關(guān)系可以計(jì)算或?qū)嶒?yàn)測(cè)定 R m CI0第3章 直流電機(jī)原理磁感應(yīng)強(qiáng)度B 的分布空載時(shí)氣隙磁通與空載磁動(dòng)勢(shì)或者空載勵(lì)磁電流的關(guān)系稱(chēng)為直流電機(jī)的空載磁化特性。fNIfNFNI0fIa0N 為了經(jīng)濟(jì)、合理地利用材料，為了經(jīng)濟(jì)、合理地利用材料，一般直流電機(jī)額定運(yùn)行時(shí)，額定一般直流電機(jī)額定運(yùn)行時(shí)，額定磁通磁通 設(shè)定在圖中設(shè)定在圖中a a點(diǎn)點(diǎn)，即在磁，即在磁化特性曲線開(kāi)始進(jìn)入飽和區(qū)的膝化特性曲線開(kāi)始進(jìn)入飽和區(qū)的膝點(diǎn)。點(diǎn)。N幾何中性線第3章 直流電機(jī)原理2.

13、 負(fù)載時(shí)的電樞磁動(dòng)勢(shì)直軸d交軸qFa22OxxFa(x)Ba(x)直流電機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)，電樞電流Ia不為零，氣隙中由電樞電流Ia產(chǎn)生電樞磁動(dòng)勢(shì)Fa。37第3章 直流電機(jī)原理3. 電樞反應(yīng)當(dāng)電機(jī)帶負(fù)載后，電樞繞組流過(guò)電流，出現(xiàn)電樞磁動(dòng)勢(shì)。 電樞磁動(dòng)勢(shì)對(duì)主磁極產(chǎn)生的磁場(chǎng)有影響，故對(duì)電機(jī)的運(yùn)行性能也會(huì)產(chǎn)生一定的影響。把電樞磁動(dòng)勢(shì)對(duì)勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的影響稱(chēng)為電樞反應(yīng)(the armature reaction)。當(dāng)電刷位于幾何中性線時(shí)，電樞反應(yīng)使氣隙磁場(chǎng)發(fā)生畸變并使物理中性線偏移, 當(dāng)磁路飽和時(shí)有祛磁作用。直流電機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)主磁極的一端磁通增加，另一端磁通減少，使氣隙磁場(chǎng)的分布發(fā)生扭曲，氣隙磁密過(guò)零的地方

14、偏離了幾何中性線，呈現(xiàn)不均勻分布，出現(xiàn)了電樞反應(yīng)。3822OxNSB0B第3章 直流電機(jī)原理 將通過(guò)圓心和電樞圓周上徑向磁密為零的點(diǎn)連接成的直線物理中性線。NBaS39幾何中性線物理中性線電樞磁場(chǎng)磁通電樞磁場(chǎng)磁通密度分布曲線密度分布曲線主磁場(chǎng)的主磁場(chǎng)的磁通密度磁通密度分布曲線分布曲線兩條曲線逐點(diǎn)疊加后兩條曲線逐點(diǎn)疊加后得到負(fù)載時(shí)氣隙磁場(chǎng)得到負(fù)載時(shí)氣隙磁場(chǎng)的磁通密度分布曲線的磁通密度分布曲線第3章 直流電機(jī)原理3.3 直流電機(jī)的感應(yīng)電勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩3.3.1 直流電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)1. 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生B電樞旋轉(zhuǎn) n磁 場(chǎng) exex Ea2. 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小(1) 每根導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)ex = B

15、xlv Bx 導(dǎo)體所在處的氣隙磁密。l 導(dǎo)體的有效長(zhǎng)度。v 導(dǎo)體切割磁場(chǎng)的線速度。402R 2pv= n = n第3章 直流電機(jī)原理60 60(2) 電樞電動(dòng)勢(shì)的大小設(shè)電樞總導(dǎo)體數(shù)為 N，N則每條支路的導(dǎo)體為 2a ，故Bav平均氣隙磁密B41E = Ce n Ce 電動(dòng)勢(shì)常數(shù)。第3章 直流電機(jī)原理單位：Wb(V)單位：r/min3. 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向和性質(zhì)方向：由和n 共同決定。性質(zhì)：發(fā)電機(jī)為電源電動(dòng)勢(shì)；電動(dòng)機(jī)為反電動(dòng)勢(shì)。42電樞電流 ia磁 場(chǎng) f Tem2. 電磁轉(zhuǎn)矩的大小設(shè)電刷在幾何中性線處，元件為整距。(1) 同一極下每根導(dǎo)體受到的平均電磁力為fav = Bavlia ia 導(dǎo)體中的

16、電流 。每根導(dǎo)體受到的平均電磁轉(zhuǎn)矩為43第3章 直流電機(jī)原理3.3.2 直流電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩1. 電磁轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生Bav liaIa pN2a2a第3章 直流電機(jī)原理44電樞直徑為：則2pD= 電樞電流與支路電流的關(guān)系為：IaD2lTem = NTav = Np =N l= Ia CT 轉(zhuǎn)矩常數(shù)。單位：WbTem = CT Ia (Nm)單位：ACT = Ce e=9.55C45第3章 直流電機(jī)原理3. 電磁轉(zhuǎn)矩的方向和性質(zhì)方向：由和Ia 共同決定。性質(zhì)：發(fā)電機(jī)為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，Tem 與 n 方向相反。電動(dòng)機(jī)為拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩，Tem 與 n 方向相同。4. 電動(dòng)勢(shì)常數(shù)和轉(zhuǎn)矩常數(shù)的關(guān)系，CT =pN2apN6

17、0a因?yàn)?Ce =則問(wèn)題602如何使他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)？第3章 直流電機(jī)原理46TemIfIaEaMG-+Ufn3.4.1 基本方程式(以他勵(lì)電機(jī)為例)U 1. 電壓方程電樞回路電壓U=Ea+IaRa勵(lì)磁回路電壓U f I f R fTL=T0+ T22. 轉(zhuǎn)矩方程電磁轉(zhuǎn)矩Tem CT I a轉(zhuǎn)矩平衡方程Tem=T2+T0輸出轉(zhuǎn)矩空載轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)T2+T0=TL3.4直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行原理+-第3章 直流電機(jī)原理47(1)輸入功率電壓平衡方程U = Ea+ IaRa等式兩邊同時(shí)乘以電源電流I(他勵(lì)電機(jī)的IIa)U=Ea+IaRaIaaaaaaRIIEUI2CuaemPPP1Pem E

18、a Ia Ce nI a n nNpTemNpTem60a60aCT3. 功率方程(2)電磁功率Tem 9.55T2 9.55T0 9.55 100%48第3章 直流電機(jī)原理(3)輸出功率P2根據(jù)轉(zhuǎn)矩平衡方程Tem T2 T0T2 Tem T0等式兩邊同時(shí)乘以P2 Pem p0空載損耗PemnPem2 2p0 p0 nP P np0 pFe pm pad鐵損耗機(jī)械損耗(4)總損耗1 2P P p pFe pCu pm pad附加損耗(5)效率P2P1I a 49第3章 直流電機(jī)原理(6)功率流程圖P1pCuPemp0P2當(dāng)忽略空載損耗不計(jì)，Tem=TL，電動(dòng)機(jī)的電樞電流由負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL和磁通決定

19、電樞電流U EaRaI a Tem TLCT CT n0n0 nN當(dāng)Ia 時(shí)，n 下降不多(硬特性)。第3章 直流電機(jī)原理3.4.2 直流電動(dòng)機(jī)的工作特性研究條件：U=UN, If=IfN電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n 、電磁轉(zhuǎn)矩T 、效率與輸出功率P2 或（Ia）的關(guān)系叫工作特性。1. 他(并勵(lì))電動(dòng)機(jī)(1)轉(zhuǎn)速特性：n = f(Ia）nIa500IaN數(shù)學(xué)表達(dá)式U = Ea + IaRa 且Ea = Cen nN轉(zhuǎn)速變化率 n 100%nN他、并勵(lì)電機(jī)n=（28）%51第3章 直流電機(jī)原理勵(lì)磁電路斷電的后果當(dāng) If = 0， = r 很小，n 不能突變 Ea 很小 Ia 若 Tem TL 若TemTLTe

20、m = CTr Ia 仍有一定數(shù)值。n (飛車(chē))n n = 0 ( 悶車(chē))(2)轉(zhuǎn)矩特性：Tem=f(Ia）Tem CT N IaO研究條件：U=UN， If=IfN TemIa 若不計(jì)磁路飽和，則 TemIa ； 若計(jì)及磁路飽和，則Tem 隨著 Ia 的增加略有下降。 100%P1 p第3章 直流電機(jī)原理(3)效率特性：=f(P2）P2P1 100%P1 100%P1研究條件：U=UN， If=IfNIa0pCua(f)可變損耗 ；p0不變損耗；當(dāng)它們相等時(shí)效率最大5201pppPCufCuapCu=p0maxUN220CeN 第3章 直流電機(jī)原理53【例33】 已知某并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，PN

21、= 22 kW, UN =220 V, IN = 115 A, nN = 1500 r/min, 電樞電阻Ra = 0.18 ，勵(lì)磁電阻 Rf628 。試求：(1) CeN、CTN ；(2) 電磁轉(zhuǎn)矩 Tem；(3) 額定輸出轉(zhuǎn)矩 T2；(4) 空載轉(zhuǎn)矩T0 ；(5) 理想空載轉(zhuǎn)速 n0 與實(shí)際空載轉(zhuǎn)速 n0 。解：(1)Rf 628Ia I N 115 114.7AnN 1500U N Ra I a 220 0.18 114.70.133Vmin rTem CTN I a 1.27 114.7 Nm 145.7 NmCTN 9.55CeN 1.27NmAVmin/r第3章 直流電機(jī)原理54I

22、a第3章 直流電機(jī)原理2. 串勵(lì)電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)是I=If=Ia，主磁通隨負(fù)載電流Ia的變化而變化。UIUfIfUa MU U a U f(1) 轉(zhuǎn)速特性n=f(Ia)I an R Ra R f電機(jī)空載或輕載運(yùn)行，Tem0If=Ia0(很小)UCern n0 56 nN串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)絕對(duì)不允許空載或輕載運(yùn)行55UCeRCen n 56第3章 直流電機(jī)原理他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的與Ia無(wú)關(guān)，而串勵(lì)電動(dòng)機(jī)If=Ia，與Ia符合磁化曲線關(guān)系。輕載時(shí)Ia較小, Ia， kIan0雙曲線U RCe kI a Ce k轉(zhuǎn)速與電樞電流是非線性關(guān)系重載時(shí)Ia= If 較大， 近似不變I aU RCe Ce 直線Ia轉(zhuǎn)速與電樞電

23、流是線性關(guān)系當(dāng)Ia 時(shí)，n 下降較多(軟特性)。第3章 直流電機(jī)原理(2)轉(zhuǎn)矩特性Tem=f(Ia) 根據(jù)Tem=CTIaTIa0輕載時(shí)=kIa Tem CT kIa2重載時(shí)=常數(shù) Tem CT Ia直線拋物線串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)適用于負(fù)載轉(zhuǎn)矩在較大范圍內(nèi)變化和要求有較大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩及過(guò)載能力的生產(chǎn)機(jī)械上。46 可以看出，并勵(lì)或者他勵(lì)直流電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和電流的一次方成正比；而串勵(lì)直流電機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和電流的二次方成正比，因此同樣大的起動(dòng)電流，串勵(lì)電機(jī)能產(chǎn)生較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩由于串勵(lì)調(diào)速特性很軟，轉(zhuǎn)矩增加后轉(zhuǎn)速下降很大，總的功率增加不多，因此串勵(lì)直流電機(jī)不會(huì)因?yàn)樨?fù)載增大而很快過(guò)載，不像并(他)勵(lì)直流電機(jī)隨著轉(zhuǎn)矩增

24、加，功率很快過(guò)載，因此可以用在負(fù)載轉(zhuǎn)矩大幅度變化的場(chǎng)所。IU-第3章 直流電機(jī)原理IIaMIf串勵(lì)勵(lì)磁繞組匝數(shù)少，導(dǎo)線粗，電阻小并勵(lì)勵(lì)磁繞組，匝數(shù)多，導(dǎo)線細(xì)，電阻大3. 復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)兩個(gè)勵(lì)磁繞組磁通勢(shì)方向相同稱(chēng)為積復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)兩個(gè)勵(lì)磁繞組磁通勢(shì)方向相反稱(chēng)為差復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)0并勵(lì)復(fù)勵(lì)串勵(lì)an復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和過(guò)載能力大，可以在空載和輕載狀態(tài)下運(yùn)行。58第3章 直流電機(jī)原理下圖為某鋼廠熱軋機(jī)主軋輥的直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。軋機(jī)的上、下工作輥由兩臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)分別驅(qū)動(dòng)。根據(jù)工藝要求，軋機(jī)工作時(shí)，應(yīng)使兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速一致，以保證鋼材質(zhì)量。為使兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一致，需采用轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制，通過(guò)調(diào)節(jié)電樞電壓使兩臺(tái)電機(jī)轉(zhuǎn)速同步。3.5直流電機(jī)應(yīng)用舉例圖中來(lái)自上位控制調(diào)節(jié)器的速度指令信號(hào)同時(shí)送給兩個(gè)直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制器，直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制器根據(jù)轉(zhuǎn)速偏差改變晶閘管整流裝置（VT）的觸發(fā)脈沖角度，以調(diào)節(jié)直流電動(dòng)機(jī)的電樞電壓，達(dá)到控制轉(zhuǎn)速的目的。為了使電樞電流平，主回路中串入了平波電抗器L。隨著微電子學(xué)、電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和現(xiàn)代控制理論的不斷發(fā)展