專升本《電機(jī)學(xué)》直流電機(jī)部分

1、沈陽工程學(xué)院沈陽工程學(xué)院2013專升本專升本電機(jī)學(xué)電機(jī)學(xué)課程輔導(dǎo)講義課程輔導(dǎo)講義（直流電機(jī)部分）（直流電機(jī)部分）王東瑞編王東瑞編考綱：五、直流電機(jī)1. 掌握直流電機(jī)的基本工作原理和額定值；v主要知識點(diǎn)：v（一）直流電機(jī)的工作原理1.直流發(fā)電機(jī)結(jié)論：直流發(fā)電機(jī)是將內(nèi)交流轉(zhuǎn)換為外直流的交流發(fā)電機(jī)2.直流電動機(jī)結(jié)論：直流電動機(jī)是將外直流轉(zhuǎn)換為內(nèi)交流的交流電動機(jī)（二）額定值NP1額定功率額定功率 （W、kW）發(fā)電機(jī)：指電刷端輸出的電功率；發(fā)電機(jī)：指電刷端輸出的電功率；電動機(jī)：指軸上輸出的機(jī)械功率。電動機(jī)：指軸上輸出的機(jī)械功率。指電機(jī)額定運(yùn)行時(shí)的輸出功率指電機(jī)額定運(yùn)行時(shí)的輸出功率3. 額定電流額定電流指

2、電機(jī)額定運(yùn)行時(shí)電樞出線中的電流。指電機(jī)額定運(yùn)行時(shí)電樞出線中的電流。 （A）NI2. 額定電壓額定電壓NU指電機(jī)額定運(yùn)行時(shí)電樞出線端的電壓。指電機(jī)額定運(yùn)行時(shí)電樞出線端的電壓。 （V）NNNUPI發(fā)電機(jī)：發(fā)電機(jī)： NNNNUPI電動機(jī)：電動機(jī)： 例題：v1.直流電機(jī)實(shí)質(zhì)上是一臺具有（換向）裝置的交流電機(jī)，直流發(fā)電機(jī)的換向裝置的作用是（ 將電機(jī)內(nèi)部交流電轉(zhuǎn)換為外部的直流電），直流電動機(jī)換向裝置的作用是（將電機(jī)外部直流電轉(zhuǎn)換為內(nèi)部的交流電）。v2.直流電動機(jī)PN=15kW，UN=110V，nN=1500r/min， N=0.85，其額定運(yùn)行時(shí)電網(wǎng)輸入的電功率為（ 17.68 ）kw，額定電流IN=（

3、160.4 ）A考綱:2. 掌握直流電機(jī)的勵(lì)磁方式和電樞反應(yīng)的性質(zhì)；v主要知識點(diǎn)（一）直流電機(jī)的勵(lì)磁方式 他勵(lì)他勵(lì) 并勵(lì)并勵(lì) 串勵(lì)串勵(lì) 復(fù)勵(lì)復(fù)勵(lì)勵(lì)磁方式分四種：勵(lì)磁方式分四種：（以發(fā)電機(jī)為例）（以發(fā)電機(jī)為例）v（二）直流電機(jī)的電樞反應(yīng)性質(zhì)v1.1.電刷在幾何中性線時(shí)：交軸電樞反應(yīng)電刷在幾何中性線時(shí)：交軸電樞反應(yīng)v特點(diǎn)特點(diǎn)：（：（1 1）使氣隙磁場發(fā)生畸變 v （2）對主磁場起去磁作用（磁路飽和）v2.2.當(dāng)電刷不在幾何中性線上時(shí)當(dāng)電刷不在幾何中性線上時(shí)電刷順轉(zhuǎn)向偏移電刷順轉(zhuǎn)向偏移電刷逆轉(zhuǎn)向偏移電刷逆轉(zhuǎn)向偏移發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)交軸和直軸去磁交軸和直軸去磁交軸和直軸助磁交軸和直軸助磁電動機(jī)電動機(jī)交軸和直

4、軸助磁交軸和直軸助磁交軸和直軸去磁交軸和直軸去磁v例題：1.直流電機(jī)的勵(lì)磁方式有他勵(lì)、并勵(lì)、（ 串勵(lì) ）和（ 復(fù)勵(lì) ）四種方式。v2. 直流電機(jī)電樞反應(yīng)的定義是（電樞磁動勢對勵(lì)磁磁動勢的作用），當(dāng)電刷在幾何中的性線時(shí)，電動機(jī)產(chǎn)生（交軸）性質(zhì)的電樞反應(yīng)，其結(jié)果使（氣隙磁場發(fā)生畸變）和對（主磁場去磁作用），物理中性線逆電樞旋轉(zhuǎn)方向偏移。v3. 直流發(fā)電機(jī)電刷在幾何中性線上，如果磁路不飽各，這時(shí) 電樞反應(yīng)是（ ）。v 去磁； 助磁； 不去磁也不助磁。考綱：3. 掌握直流電機(jī)的電磁關(guān)系v主要知識點(diǎn)：（一）電樞電動勢與電磁轉(zhuǎn)矩在發(fā)電機(jī)中在發(fā)電機(jī)中: 為電源電動勢，向外輸出直流電流為電源電動勢，向外輸出直

5、流電流 , aEaIaIaE與與 同方向。同方向。emT為制動轉(zhuǎn)矩。為制動轉(zhuǎn)矩。emTn與與反方向，反方向，在電動機(jī)中在電動機(jī)中: 為反電動勢。為反電動勢。aEaEaI與與 反方向，反方向，emT為驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，為驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，emTn與與同方向。同方向。 nCnapNEea60電樞電動勢的計(jì)算公式：電磁轉(zhuǎn)矩的計(jì)算公式：aemIapNT2aTIC （二）直流發(fā)電機(jī)和直流電動機(jī)的電動勢平衡方程 發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī) faaaaIIIRIUE）（UEa電動機(jī)電動機(jī)faaaaIIIRIEU)(UEa（三）功率平衡和轉(zhuǎn)矩平衡關(guān)系1.功率平衡2.轉(zhuǎn)矩平衡emTTT01emPpP01發(fā)電機(jī)發(fā)電

6、機(jī) 20TTTem20PpPem電動機(jī)電動機(jī)v例題：1.直流發(fā)電機(jī)電樞電動勢 的性質(zhì)為（ 電源電動勢 ）電動勢，電磁轉(zhuǎn)矩 的性質(zhì)為（ 制動 ）轉(zhuǎn)矩；而直流電動機(jī)電樞電動勢 的性質(zhì)為（ 反 ）電動勢，電磁轉(zhuǎn)矩 的性質(zhì)為（ 驅(qū)動 ）轉(zhuǎn)矩.v2.直流發(fā)電機(jī)和電動機(jī)除能量轉(zhuǎn)換關(guān)系不同外，還表現(xiàn)于發(fā)電機(jī)的電動勢 比端電壓 （ 高 ）；而電動機(jī)的電動勢 比端壓 （ 低 ）。v3. 直流電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是由（每極氣隙磁通量）和（電樞電流）共同作用產(chǎn)生的。 aEemTaEemTaEUaEU考綱：4. 掌握直流發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性和直流電動機(jī)的工作特性和運(yùn)行性能。主要知識點(diǎn)：（一）直流發(fā)電機(jī)的外特性所以并勵(lì)比他勵(lì)發(fā)電

7、機(jī)端電壓下降較多。所以并勵(lì)比他勵(lì)發(fā)電機(jī)端電壓下降較多。外特性下降原因：外特性下降原因：fI他勵(lì)時(shí)他勵(lì)時(shí) 不變，不變，UIRIaUEIUaf并勵(lì)時(shí)并勵(lì)時(shí) UIRIa（二）并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的自勵(lì)條件1電機(jī)主磁極中有剩磁2 2并聯(lián)在電樞繞組兩端的勵(lì)磁繞組極性要正確3 3勵(lì)磁回路的總電阻小于該轉(zhuǎn)速下的臨界電阻（三）直流電動機(jī)的起動 ,st要要小小要要足足夠夠大大， ITst要求：要求：Nst)5 . 22(II 通通常常 起動前應(yīng)將勵(lì)磁調(diào)節(jié)電阻短接，使磁通最大起動前應(yīng)將勵(lì)磁調(diào)節(jié)電阻短接，使磁通最大，Tst 最大最大, 或在保證或在保證Tst足夠大的條件下，盡量減小足夠大的條件下，盡量減小Ist。aTem

8、ICT 根據(jù)根據(jù)起動方法：起動方法：直接起動；直接起動；電樞回路串變阻器起動；電樞回路串變阻器起動； 降壓起動。降壓起動。（四）直流電動機(jī)的調(diào)速1 1電樞串電阻調(diào)速電樞串電阻調(diào)速 特點(diǎn)：增大電阻，轉(zhuǎn)速下調(diào)。特點(diǎn)：增大電阻，轉(zhuǎn)速下調(diào)。2 2降低電源電壓調(diào)速降低電源電壓調(diào)速 特點(diǎn)：降低電壓，轉(zhuǎn)速下調(diào)。特點(diǎn)：降低電壓，轉(zhuǎn)速下調(diào)。3 3減弱磁通調(diào)速減弱磁通調(diào)速 特點(diǎn)：減弱磁通，轉(zhuǎn)速上調(diào)。特點(diǎn)：減弱磁通，轉(zhuǎn)速上調(diào)。 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)，由于由于 不變，不變，所以調(diào)速前后所以調(diào)速前后 Ia 不變。不變。常數(shù)常數(shù) aTICTem 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)，由于由于 不變，不變，所以調(diào)速前后所以調(diào)速前后

9、 Ia 不變。不變。常數(shù)常數(shù) aTICTem 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)，由于由于 下降，下降，所以調(diào)速后所以調(diào)速后 Ia 增大。增大。常數(shù)常數(shù) aTICTem （五）直流電動機(jī)的反轉(zhuǎn)T Temem方向決定了方向決定了n n 的方向，改變的方向，改變T Temem方向即可改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)向。方向即可改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)向。1. 保持保持 If 方向不變，方向不變，改變改變 Ia 方向方向，即對調(diào)電樞繞組接入電，即對調(diào)電樞繞組接入電源的兩出線端；源的兩出線端；2. 保持保持 Ia 方向不變，方向不變，改變改變 If 方向方向，即對調(diào)勵(lì)磁繞組接入電，即對調(diào)勵(lì)磁繞組接入電源的兩出線端。源的兩出線端。aTICT

10、 em根據(jù)根據(jù)可得改變轉(zhuǎn)向的方法：可得改變轉(zhuǎn)向的方法：v例題：v1. 一臺并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，正轉(zhuǎn)能自勵(lì)，反轉(zhuǎn)也能自勵(lì)（錯(cuò)） v2. 一臺并勵(lì)直流電動機(jī)，若改變電源極性，則電機(jī)轉(zhuǎn)向也改變。（ 錯(cuò) ）v3. 如果并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速上升20 % ，則空載時(shí)發(fā)電機(jī)的端電壓U0升高（ ）。v 20%； 大于20%； 小于20%。v4.直流電動機(jī)的調(diào)速方法有電樞串電阻調(diào)速、（降壓）調(diào)速和（弱磁）調(diào)速三種。 5. 直流電動機(jī)的起動方法有（降壓起動）、（電樞回路串電阻起動）。v6.改變直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)向的方法有（改變電樞電流方向）和（ 改變勵(lì)磁電流方向）兩種方法。 7.試比較他勵(lì)和并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的外特性有何不同。并說明影響曲線形狀的因素。 答：并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的外特性比他勵(lì)軟。 他勵(lì)：影響因素有兩個(gè) 隨著Ia增加，IaRa增加，使U下降； 隨著Ia增加，電樞反應(yīng)附加去磁作用增強(qiáng)，使磁通 減少，電樞電動勢Ea減少，最后使U下降。 并勵(lì)：影響因素有三個(gè) 隨著Ia增加，IaRa增加，使U下降； 隨著Ia增加，電樞反應(yīng)附加去磁作用增強(qiáng)，使磁通 減少，電樞電動勢Ea減少，最后使端電壓U下降； 而端電壓U下降，又使If下降，磁通下降，電樞電動勢Ea進(jìn)一步減少，端電壓U進(jìn)一步下降。 v8.簡述并勵(lì)直流發(fā)