電機(jī)學(xué)(第二章)精品課件

1、電機(jī)學(xué)(第二章)第1頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五直流電機(jī)的工作原理直流電機(jī)的電樞繞組直流電機(jī)的磁場(chǎng)直流發(fā)電機(jī)的基本特性直流電動(dòng)機(jī)的基本特性直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與調(diào)速本章重點(diǎn)第2頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五什么是直流電機(jī)?直流電機(jī)的優(yōu)點(diǎn):與直流有關(guān)的電機(jī)稱(chēng)為直流電機(jī)。1. 具有良好的起動(dòng)性能.能在寬范圍內(nèi)平滑調(diào)速。第3頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五直流電機(jī)的用途: . 直流電動(dòng)機(jī)廣泛用于對(duì)調(diào)速性能和起動(dòng)性能要求高的場(chǎng)合 2. 直流發(fā)電機(jī)主要用作直流電源，同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁。 3. 控制系統(tǒng)中的伺服電動(dòng)機(jī)，測(cè)速

2、發(fā)電機(jī)等作為測(cè)量執(zhí)行元件本章研究對(duì)象：帶換向器的直流電機(jī)。第4頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五2.1 概述 2.1.1 直流電機(jī)的工作原理一、線圈中感應(yīng)電勢(shì)產(chǎn)生的過(guò)程1. 原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)電樞以恒定轉(zhuǎn)速沿反時(shí)針?lè)较蛟诖艌?chǎng)中旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。第5頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五第6頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五規(guī)定： 從電樞進(jìn)入磁極的磁通方向?yàn)檎较?S 極下： B從電樞進(jìn)入磁極， B為正。N 極下： B從磁極進(jìn)入電樞， B為負(fù)。第7頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五第8頁(yè)，共197

3、頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五線圈中的感應(yīng)電勢(shì)是交變的第9頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五電刷及換向器的作用第10頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五降低電刷端電動(dòng)勢(shì)脈動(dòng)的方法敷設(shè)多個(gè)線圈若每極下均勻分布線圈個(gè)數(shù)大于8，則脈動(dòng)幅度將小于1%。第11頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五電機(jī)的可逆性原理分析直流發(fā)電機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程第12頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五從電機(jī)的電端口看，電機(jī)作發(fā)電機(jī)或電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的區(qū)別就在于電流方向發(fā)生了變化，電流自端口正極性端流出時(shí)為

4、發(fā)電機(jī)；電流自端口正極性端流入時(shí)為電動(dòng)機(jī)。研究電機(jī)常用的兩個(gè)術(shù)語(yǔ)： 發(fā)電機(jī)慣例 電動(dòng)機(jī)慣例第13頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五2.1.2 直流電機(jī)的構(gòu)造定子：轉(zhuǎn)子：主磁極換向極電刷裝置機(jī)座電樞鐵芯電樞繞組換向器一、綜述第14頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五端蓋：端蓋內(nèi)有軸承，轉(zhuǎn)子在軸承中轉(zhuǎn)，端蓋則固定在電機(jī)兩端，使電機(jī)組成一個(gè)整體電刷架：電刷固定在端蓋上，電刷與換向器相接觸。氣隙：定、轉(zhuǎn)子之間有氣隙，氣隙的大小對(duì)電機(jī)的性能影響很大。第15頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五二、分述各部分的功能和特點(diǎn)1、定子（1）

5、主磁極由主極鐵芯和套在鐵芯上的勵(lì)磁繞組構(gòu)成，當(dāng)勵(lì)磁繞組中通有直流勵(lì)磁電流時(shí)，氣隙中產(chǎn)生一恒定主磁場(chǎng)，主極鐵芯常用11.5mm的低碳鋼板疊成。功用：用來(lái)產(chǎn)生主磁場(chǎng)第16頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五（2）換向極功用： 換向極專(zhuān)門(mén)用于改善電機(jī)換向。換向極由鐵心和套在鐵心上的繞組構(gòu)成，采用11.5mm厚的鋼片疊成，換向極裝在兩個(gè)主極之間。換向極的數(shù)目與主極的數(shù)目相同。第17頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五（3）機(jī)座功用：構(gòu)成電機(jī)磁路的一部分；固定主極合換向極；固定電機(jī)。用鑄鋼或薄鋼板焊接而成。第18頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23

6、點(diǎn)33分，星期五2、轉(zhuǎn)子（1）轉(zhuǎn)子鐵芯功用：是磁路的一部分；轉(zhuǎn)子槽中放置繞組電樞旋轉(zhuǎn)時(shí)被交變磁化，所以轉(zhuǎn)子鐵心中有鐵耗。特點(diǎn)：第19頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五（2）電樞繞組感應(yīng)電勢(shì)，流過(guò)電流，產(chǎn)生電磁力和電磁轉(zhuǎn)矩，是電機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的核心部件。功用：由絕緣導(dǎo)線繞成線圈，各線圈以一定的規(guī)律焊接在換向片上而連成一個(gè)整體。構(gòu)成：第20頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五（3）換向器把電樞繞組內(nèi)部的交流電勢(shì)用機(jī)械換接的方法轉(zhuǎn)換為直流電勢(shì)。換向器由多片彼此絕緣的換向片組成。功用：構(gòu)成：第21頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分

7、，星期五2.1.3 直流電機(jī)的額定值一、什么是額定值？電機(jī)生產(chǎn)廠家根據(jù)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定的電機(jī)在額定運(yùn)行工況時(shí)的物理量，如電壓、電流、功率、轉(zhuǎn)速等等。第22頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五二、有哪些額定值？第23頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五2.2 直流電機(jī)的電樞繞組2.2.1 基本特點(diǎn) 一、對(duì)電樞繞組的要求1. 產(chǎn)生盡可能大的電動(dòng)勢(shì)，并且有良好的波形；2. 能通過(guò)足夠大的電流，以產(chǎn)生并承受所需要的電磁力和電磁轉(zhuǎn)矩；3. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，連接可靠；第24頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五4. 便于維護(hù)和檢修；5.

8、對(duì)直流電機(jī)，應(yīng)有良好的換向。第25頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五二、繞組的型式根據(jù)繞組連接方式的不同，直流電機(jī)電樞繞組分為三種類(lèi)型：1.疊繞組，又分單疊和復(fù)疊繞組； 2.波繞組，又分為單波和復(fù)波繞組；3.蛙繞組，既疊繞組和波繞組混合的繞組。第26頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五三、元件的形狀與放置1.直流電樞繞組的構(gòu)成電樞繞組是由結(jié)構(gòu)形狀相同的繞組元件（簡(jiǎn)稱(chēng)元件）構(gòu)成。2.什么是元件？指兩端分別與兩片換向片連接的單匝或多匝線圈。第27頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五元件邊:端接:每個(gè)元件兩個(gè)放在槽中切割磁力線

9、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效邊槽外部分只作連接引線第28頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五繞組元件在電樞表面槽中的放置:為了便于繞組元件在電樞表面槽中的嵌放，每個(gè)元件的一個(gè)元件邊放在某一槽的上層另一個(gè)元件邊則放在另一個(gè)槽的下層。第29頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五四、布線（下線）常用的幾個(gè)名詞電樞繞組的特點(diǎn)常用虛槽數(shù)、元件數(shù)、換向片數(shù)及各種節(jié)距來(lái)表征。1. 虛槽數(shù)第30頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五2. 虛槽數(shù) Zi、元件數(shù) S、換向片數(shù) K之間的關(guān)系因?yàn)槊總€(gè)元件有兩個(gè)元件邊，而每一片換向片同時(shí)接有一個(gè)元件的上層邊和另一

10、個(gè)元件的下層邊，所以元件數(shù)一定與換向片數(shù)相等，又由于每個(gè)虛槽也包含上、下層兩個(gè)元件邊，即虛槽數(shù)也與元件數(shù)相等。所以第31頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五 3. 第一節(jié)距 y1每個(gè)元件的兩個(gè)有效邊在電樞表面的跨距，用虛槽數(shù)表示。第32頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五第33頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五第34頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五4. 第二節(jié)距 y2定義與同一個(gè)換向片相連接的兩個(gè)元件中，第一個(gè)元件的下元件邊到第二個(gè)元件的上元件邊在電樞表面的跨距，也用虛槽數(shù)表示。第35頁(yè)，共1

11、97頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五5. 合成節(jié)距 y相串聯(lián)的兩個(gè)元件的對(duì)應(yīng)邊在電樞表面的跨距，用虛槽數(shù)表示。第36頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五6. 換向器節(jié)距 yK每一個(gè)元件兩端所接兩片換向片之間在換向器表面所跨過(guò)的距離稱(chēng)換向器節(jié)距，用換向器數(shù)表示。第37頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五2.2.2 單疊繞組一、什么是單疊繞組？第38頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五第39頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五二、單疊繞組繞制1、節(jié)距計(jì)算第40頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，

12、5月20日，23點(diǎn)33分，星期五2、繞組連接表規(guī)定元件編號(hào)與槽編號(hào)相同，上元件邊直接用槽編號(hào)表示，下元件邊用所在槽編號(hào)加“ ”以示區(qū)別。上元件邊與下元件邊之間用實(shí)線連接，兩元件通過(guò)換向器串聯(lián)用虛線表示，繞組連接關(guān)系為：第41頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五3、繞組展開(kāi)圖假設(shè)從1號(hào)與16號(hào)槽中間的齒切開(kāi)并展成一平面第42頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五(1)、磁極在繞組上方均勻安放；(2)、箭頭為電樞旋轉(zhuǎn)方向；(3)、對(duì)稱(chēng)繞組，元件軸線應(yīng)與所接的兩片換向片的中心線重合；(4)、換向器的大小與槽距一致，編號(hào)與元件編號(hào)相同；第43頁(yè)，共197頁(yè)

13、，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五第44頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五電刷的放置原則：確?？蛰d時(shí)通過(guò)正負(fù)電刷引出的電動(dòng)勢(shì)最大，或者說(shuō)被電刷短路的元件的電動(dòng)勢(shì)為0或最小。只有元件的軸線與主極軸線重合時(shí)，元件中的電動(dòng)勢(shì)為0，此時(shí)元件所接的兩片換向片的中心線稱(chēng)為此時(shí)換向器上的幾何中性線。電刷應(yīng)固定安放在換向片的幾何中性線上。對(duì)稱(chēng)時(shí)，元件、主極、換向器中性線三線合一。第45頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五二、單疊繞組電路圖為進(jìn)一步說(shuō)明元件的串聯(lián)次序及其電勢(shì)分布情況，畫(huà)出繞組的電路圖如右圖所示.并聯(lián)支路數(shù)等于主極數(shù)，2a = 2p第4

14、6頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五結(jié)論：（1）閉和回路的總電勢(shì)為0，故電樞繞組內(nèi)不產(chǎn)生環(huán)流；（2）并聯(lián)支路數(shù)恒等于主極數(shù)；（3）電刷組數(shù)=主極數(shù)（4）電刷放在換向器的幾何中性線上，在正、負(fù)電刷間可獲得最大支路電勢(shì)，換向性能良好，不產(chǎn)生火花。第47頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五2.2.2 單波繞組第48頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五單疊繞組是把一個(gè)主極下的元件串聯(lián)成一條支路，以保證串聯(lián)元件中的電動(dòng)勢(shì)同方向，根據(jù)此思路，當(dāng)然可以設(shè)想把電樞所有處在相同極性下的元件串聯(lián)起來(lái)構(gòu)成一條支路，此時(shí)，相鄰兩串聯(lián)元件對(duì)應(yīng)的距

15、離約為兩個(gè)極距，從而形成波浪形構(gòu)形，稱(chēng)為波繞組第49頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五單波繞組電路圖第50頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五單波繞組的并聯(lián)支路數(shù)注意：在元件數(shù)相同的情況下，波繞組每條支路的串聯(lián)元件數(shù)就可能比疊繞組多，支路電壓也會(huì)比較高。波繞組增加并聯(lián)支路數(shù)的方法是采用復(fù)波繞組第51頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五2.3 直流電機(jī)的磁場(chǎng)磁場(chǎng)是電機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的媒介，直流電機(jī)中產(chǎn)生磁場(chǎng)的方式有兩種：一種是永久磁鐵磁場(chǎng)，只在一些比較特殊的微電機(jī)中采用；另一種是電磁鐵磁場(chǎng)，是由套在主極鐵心上的勵(lì)磁繞組通

16、入直流電流產(chǎn)生的，稱(chēng)為勵(lì)磁磁場(chǎng)，一般電機(jī)都采用這種勵(lì)磁方式。第52頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五2.3.1 直流電機(jī)的勵(lì)磁方式一、什么是勵(lì)磁方式？ 指供給勵(lì)磁繞組勵(lì)磁電流的方式。 不同的勵(lì)磁方式，電機(jī)的性能不一樣，可滿足不同形式的負(fù)載。第53頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五二、直流電機(jī)按勵(lì)磁方式分類(lèi)他勵(lì)直流電機(jī)；并勵(lì)直流電機(jī)；串勵(lì)直流電機(jī)；復(fù)勵(lì)直流電機(jī)。第54頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五1.他勵(lì)直流電機(jī)勵(lì)磁繞組由其它直流電源單獨(dú)供電。第55頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五2.并

17、勵(lì)直流電機(jī) 勵(lì)磁繞組與電樞繞組并聯(lián)，電樞電壓即為勵(lì)磁電壓。第56頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五3. 串勵(lì)直流電機(jī) 勵(lì)磁繞組與電樞繞組串聯(lián)，電樞電流即為勵(lì)磁電流。第57頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五4.復(fù)勵(lì)直流電機(jī)勵(lì)磁繞組分成兩部分，一部分與電樞繞組串聯(lián)，另一部分與電樞繞組并聯(lián)。串勵(lì)和并勵(lì)兩部分繞組的磁勢(shì)可以相加可以相減，前者稱(chēng)為積復(fù)勵(lì)，后者成為差復(fù)勵(lì)。（a）短復(fù)勵(lì)（b）長(zhǎng)復(fù)勵(lì)第58頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五2.3.2 直流電機(jī)的空載磁場(chǎng) 一、什么是空載磁場(chǎng)？第59頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日

18、，23點(diǎn)33分，星期五二、磁通與磁動(dòng)勢(shì)1.磁通主磁通漏磁通磁通分兩部分：第60頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五第61頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五第62頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五3. 五段式主磁路結(jié)構(gòu)電機(jī)中的磁回路數(shù)目等于主極數(shù)目，每個(gè)磁回路由五個(gè)部分組成第63頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五三、主磁場(chǎng)分布假設(shè)：（1）電樞表面是光滑的（2）極弧下氣隙均勻磁密為一平頂波第64頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五四、磁化曲線第65頁(yè)，共197頁(yè)，2022年

19、，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五1. 氣隙線第66頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五2. 飽和系數(shù)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速下空載運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生額定電樞電壓所需的磁動(dòng)勢(shì)與同一磁通下氣隙線上磁動(dòng)勢(shì)的比值電機(jī)的額定工作點(diǎn)一般設(shè)計(jì)在“膝點(diǎn)（c點(diǎn)）”附近。第67頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五注意：由于：磁化曲線還可以表示為：第68頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五2.3.3 直流電機(jī)的電樞磁場(chǎng)第69頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五2.電流分布電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，導(dǎo)體中的電流分布如圖所示：第70頁(yè)，共197頁(yè)

20、，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五3. 磁力線分布電樞磁勢(shì)的軸線與電刷軸線重合，也在電樞幾何中性線上，與主極軸正交。第71頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五4. 電樞磁勢(shì)的大小與波形Fa(x)分析方法：沿左側(cè)幾何中性線將電樞切開(kāi)展成一條直線第72頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五（1） 電樞磁勢(shì)的大小第73頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五（2） 電樞磁勢(shì)的波形第74頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五第75頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五5. 磁密波形

21、：第76頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五二、電刷偏離幾何中性線由于裝配等原因，電刷很難正好在幾何中性線上，第77頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五1. 交軸電樞磁動(dòng)勢(shì)Faq第78頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五交軸磁動(dòng)勢(shì)波形如圖曲線2第79頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五1. 直軸電樞磁動(dòng)勢(shì)Fad第80頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五交直軸合成磁動(dòng)勢(shì)波形如圖曲線1 曲線1=曲線2+曲線3直軸磁動(dòng)勢(shì)波形如圖曲線3第81頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，2

22、3點(diǎn)33分，星期五2.3.4 電樞反應(yīng)電機(jī)中，主磁場(chǎng)和電樞磁場(chǎng)共同存在和存在，我們把電樞磁場(chǎng)對(duì)勵(lì)磁磁場(chǎng)的作用稱(chēng)為電樞反應(yīng)。1、交軸電樞反應(yīng)2、直軸電樞反應(yīng)第82頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五1、交軸電樞反應(yīng)電刷在幾何中性線時(shí)，電樞磁場(chǎng)只有交軸分量，電機(jī)磁場(chǎng)由勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)和交軸磁動(dòng)勢(shì)共同建立。第83頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五交軸電樞反應(yīng)對(duì)氣隙磁場(chǎng)的影響（1）使物理中性線偏離幾何中性線一個(gè)角度，對(duì)發(fā)電機(jī)偏移為順電樞轉(zhuǎn)向；對(duì)電動(dòng)機(jī)則是逆電樞轉(zhuǎn)向。（2）不計(jì)飽和，每個(gè)主極下總磁通不變。（3）考慮飽和，總磁通下降。第84頁(yè)，共197頁(yè)，202

23、2年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五 2、直軸電樞反應(yīng)第85頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五考慮飽和，可把每極Fad和F0疊加后通過(guò)磁化曲線確定。第86頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五2.3.5 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)無(wú)論是迭繞組還是波繞組，經(jīng)正、負(fù)電刷引出的都是支路中各串聯(lián)元件感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和。假設(shè)（1）繞組為整距；（2）電刷在幾何中性線上 。第87頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五先求一根導(dǎo)體中的感應(yīng)電勢(shì)：第88頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五第89頁(yè)，共197頁(yè)，

24、2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五第90頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五第91頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五二、電磁轉(zhuǎn)矩所有電樞導(dǎo)體所受力矩之和稱(chēng)為電磁轉(zhuǎn)矩第92頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五第93頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五第94頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五三、電動(dòng)勢(shì)常數(shù)與轉(zhuǎn)矩常數(shù)的關(guān)系第95頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五2.4 直流發(fā)電機(jī)的基本特性2.4.1基本方程電機(jī)的基本方程即電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)內(nèi)部物

25、理過(guò) 程的數(shù)學(xué)描述。因?yàn)殡姍C(jī)內(nèi)部存在著機(jī)、電、 磁耦合關(guān)系，穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)必須滿足機(jī)械方面和 電磁方面的平衡要求，因此，電機(jī)的基本方程 將包括電動(dòng)勢(shì)平衡方程，功率平衡方程和轉(zhuǎn)矩 平衡方程等。第96頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五一、電勢(shì)平衡方程式第97頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五1.電樞回路電勢(shì)平衡方程式第98頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五2.勵(lì)磁回路電壓平衡方程式第99頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五3.電流平衡方程式第100頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，

26、星期五二、功率平衡方程式1.電磁功率第101頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五2. 發(fā)電機(jī)電樞回路的電功率平衡方程式第102頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五3. 發(fā)電機(jī)總的功率平衡方程式第103頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五第104頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五并勵(lì)發(fā)電機(jī)的功率流程圖輸入功率輸出功率第105頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五4. 發(fā)電機(jī)的效率第106頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五三、轉(zhuǎn)矩平衡方程式第107頁(yè)，共

27、197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五2.4.2 他勵(lì)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性說(shuō)明： 1.什么是發(fā)電機(jī)的特性？指電機(jī)外部各個(gè)可測(cè)物理量之間的關(guān)系。2.有哪些特性？（1）空載特性（開(kāi)路特性）（2）負(fù)載特性（3）外特性（4）調(diào)節(jié)特性第108頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五一、空載特性1.什么是空載特性？2.實(shí)驗(yàn)測(cè)取第109頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五第110頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五3.該特性有何用？（1）從空載特性可以知道電機(jī)的飽和程度，從而檢驗(yàn)電機(jī)的設(shè)計(jì)制造水平。（2）可用該特性求出電機(jī)的其他

28、特性曲線。注：無(wú)論何種勵(lì)磁方式的直流電機(jī)，其空載特性曲線均由他勵(lì)接線方式測(cè)定。第111頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五二、負(fù)載特性1.什么是負(fù)載特性？2. 實(shí)驗(yàn)測(cè)取第112頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五3.曲線分析第113頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五三、外特性1.什么是外特性？2. 實(shí)驗(yàn)測(cè)取第114頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五3.曲線分析外特性是一條隨負(fù)載電流增加而下降的曲線。第115頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五4. 電壓調(diào)整率第116頁(yè)，共

29、197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五四、調(diào)節(jié)特性1.什么是調(diào)節(jié)特性？2. 實(shí)驗(yàn)測(cè)取第117頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五3.曲線分析調(diào)節(jié)特性隨負(fù)載電流的增加而上翹，原因是要保持端電壓不變，勵(lì)磁電流必須隨負(fù)載電流的增加而增加，以補(bǔ)償電樞反應(yīng)的去磁作用。第118頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五2.4.3 并勵(lì)發(fā)電機(jī)的自勵(lì)條件和外特性并勵(lì)發(fā)電機(jī)是自勵(lì)發(fā)電機(jī)中最常用的一種，它的勵(lì)磁電流不需要其他的直流電源供給，而取自發(fā)電機(jī)本身，所以稱(chēng)為“自勵(lì)”，并勵(lì)發(fā)電機(jī)的主極繞組與電樞繞組并聯(lián)。第119頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日

30、，23點(diǎn)33分，星期五第120頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五2. 并勵(lì)發(fā)電機(jī)的自勵(lì)條件 （1）電機(jī)內(nèi)有剩磁； （2）勵(lì)磁繞組連接正確； （3）勵(lì)磁回路電阻應(yīng)小于臨界電阻第121頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五注意：因?yàn)榭蛰d特性曲線正比于電機(jī)的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速愈低意味著曲線下移，因此，對(duì)應(yīng)的臨界電阻也會(huì)隨之變小，或者說(shuō)，不同的轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)于不同的臨界電阻。第122頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五二、外特性1.什么是外特性？2. 實(shí)驗(yàn)測(cè)取第123頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五3.曲線分析（1）

31、 隨負(fù)載電流的增加，并勵(lì)發(fā)電機(jī)的端電壓比他勵(lì)發(fā)電機(jī)的端電壓下降的快，因?yàn)樗麆?lì)發(fā)電機(jī)在負(fù)載增加時(shí)，使端電壓下降的原因只有兩個(gè)；并勵(lì)發(fā)電機(jī)還要加上因電壓下降而導(dǎo)致勵(lì)磁電流減小的因素。第124頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五第125頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五2.4.4 復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)的特性在并勵(lì)發(fā)電機(jī)的基礎(chǔ)上加上串勵(lì)繞組就是復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)。第126頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五積復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)能在一定范圍內(nèi)自動(dòng)調(diào)整端電壓的變化，若串勵(lì)繞組的磁化作用恰好補(bǔ)償電樞反應(yīng)的去磁作用和電樞電阻壓降，使額定負(fù)載時(shí)端電壓與空載電壓與相

32、等，則稱(chēng)為平復(fù)勵(lì)；若串勵(lì)繞組過(guò)渡補(bǔ)償，稱(chēng)過(guò)復(fù)勵(lì)，反之，就是欠復(fù)勵(lì)。第127頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五差復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)中，由于負(fù)載時(shí)串勵(lì)繞組的作用使電機(jī)主磁通和電動(dòng)勢(shì)進(jìn)一步減小，所以外特性急劇下降，可作為恒流源使用。第128頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五2.5 直流電動(dòng)機(jī)的基本特性 (basic characters of dc motor )2.5.1 基本方程一、電動(dòng)勢(shì)平衡方程式第129頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五二、功率平衡方程式第130頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五功

33、率流程圖 軸上輸出機(jī)械功率輸入功率第131頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五三、轉(zhuǎn)矩平衡方程式第132頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五2.5.2 工作特性 什么是工作特性?第133頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五 為什么討論工作特性？ （1）便于用戶選擇、使用電機(jī)； （2）從工作特性上找到衡量電機(jī)性能好壞的指標(biāo)； （3）鑒定電機(jī)的設(shè)計(jì)水平； 求取特性的方法 （1）實(shí)驗(yàn)求取 （2）計(jì)算求取第134頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五一、并勵(lì)電動(dòng)機(jī)1. 速率特性第135頁(yè)，共197頁(yè)，2022

34、年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五曲線分析第136頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五轉(zhuǎn)速調(diào)整率第137頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五 注意: 并勵(lì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，勵(lì)磁繞組絕對(duì)不允許開(kāi)路，因?yàn)楫?dāng)勵(lì)磁回路斷開(kāi)時(shí)，氣隙中的磁通將驟然降至微小的剩磁： 第138頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五2. 轉(zhuǎn)矩特性第139頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩平衡方程式為第140頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五3. 效率特性普通電動(dòng)機(jī)大都在接近額定功率時(shí),其效率取

35、最大值, 此時(shí): 不變損耗=可變損耗第141頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五二、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)串勵(lì)電動(dòng)機(jī)仍然有三個(gè)特性第142頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五在勵(lì)磁方面，串勵(lì)與并勵(lì)不同第143頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五1. 速率特性第144頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五曲線特點(diǎn)第145頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五曲線分析（1）分析為什么是軟特性？（2）分析“飛速”的問(wèn)題第146頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五第147頁(yè)，

36、共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五轉(zhuǎn)速調(diào)整率第148頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五2. 轉(zhuǎn)矩特性若n為常數(shù)，則轉(zhuǎn)矩特性曲線為通過(guò)原點(diǎn)直線，當(dāng)n下降時(shí)，則轉(zhuǎn)矩曲線向上彎曲。第149頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五曲線分析第150頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)適用場(chǎng)合第151頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五 三、復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī) 第152頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五1并勵(lì)電動(dòng)機(jī) 2并勵(lì)為主的復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)3串勵(lì)為主的復(fù)勵(lì)電動(dòng)

37、機(jī) 4串勵(lì)電動(dòng)機(jī) 5差復(fù)勵(lì)第153頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五2.5.3 機(jī)械特性什么是機(jī)械特性？第154頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五一、并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性1. 自然機(jī)械特性第155頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五上式為機(jī)械特性方程式。第156頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五2. 人工機(jī)械特性第157頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五二、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第158頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五第159頁(yè)，共197頁(yè)，

38、2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五三、復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性介于并勵(lì)和串勵(lì)之間，一般采用積復(fù)勵(lì)，積復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為第160頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：1.在并勵(lì)電動(dòng)機(jī)中，適當(dāng)加一些串勵(lì)繞組，可以防止機(jī)械特性上翹，使機(jī)組工作穩(wěn)定；2.在串勵(lì)電動(dòng)機(jī)中，可適當(dāng)加一些并勵(lì)繞組來(lái)阻止空載轉(zhuǎn)速不會(huì)過(guò)高。第161頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五2.6.2 直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)一、什么是起動(dòng)？二、衡量一臺(tái)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)性能指標(biāo)優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)1.起動(dòng)電流要小對(duì)電機(jī)本身不利，燒壞絕緣繞組，產(chǎn)生很大的電磁力沖擊，使電機(jī)變

39、形等等；使直流電網(wǎng)的電壓突然降低，影響電網(wǎng)上其他負(fù)載的工作。第162頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五2.起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要大3.起動(dòng)時(shí)間要短4.起動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、可靠第163頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五三、起動(dòng)方法 （1）直接起動(dòng)（全壓起動(dòng)） （2）電樞回路串電阻起動(dòng) （3）降壓起動(dòng)第164頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五1.直接起動(dòng)將電動(dòng)機(jī)直接投入具有額定電壓的電網(wǎng)上起動(dòng)第165頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五特點(diǎn)起動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單，手續(xù)簡(jiǎn)便缺點(diǎn)是產(chǎn)生很大的沖擊電流，只適用于小容量電機(jī)第1

40、66頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五2.在電樞回路串電阻起動(dòng)串入電阻后：第167頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五分級(jí)控制串入電樞回路的電阻第168頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五特點(diǎn): (1) 可限制起動(dòng)電流，保證一定的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，設(shè)備簡(jiǎn)單，廣泛用于中、小型電機(jī)中。 （2）對(duì)于大容量直流電機(jī)，變阻器將變得笨重，消耗電能。 第169頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五3.降壓起動(dòng)（適合于他勵(lì)）第170頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五2.6.3 直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速什么

41、是調(diào)速? 在電動(dòng)機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變的情況下，通過(guò)人工方法改變機(jī)組的轉(zhuǎn)速，稱(chēng)為調(diào)速。 對(duì)調(diào)速性能的要求： （1）速比大；（2）平滑；（3）經(jīng)濟(jì) 綜述調(diào)速方法第171頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五一、電樞回路串電阻調(diào)速第172頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五 1.調(diào)速結(jié)果第173頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五2.特點(diǎn) （1）只能調(diào)低，不能調(diào)高； （2）平滑性可以； （3）方法簡(jiǎn)單，但效率下降。第174頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五二、改變勵(lì)磁電流調(diào)速第175頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五第176頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五調(diào)速結(jié)果第177頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五第178頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五第179頁(yè)，共197頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)33分，星期五2.6.4 直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)