直流電機(jī)的介紹

1、外文參照資料譯文直流電機(jī)的介紹直流電機(jī)的特色是他們的多功用性。依賴不一樣的并勵、串勵和他勵勵磁繞組的組合，他們能夠被設(shè)計為動向的和靜態(tài)的運行方式進(jìn)而體現(xiàn)出寬廣范圍變化的伏安、特征或速度轉(zhuǎn)矩特征。因為它簡單的可操控性，直流系統(tǒng)常常被用于需要大范圍發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速或精準(zhǔn)控制發(fā)動機(jī)的輸出量的場合。直流電機(jī)的總貌如下圖。定子上有凸極，并且由一個或幾個勵磁線圈勵磁。氣隙磁通量以磁極中心線為軸線對稱散布。這條軸線叫做磁場軸線或直軸。我們都知道，在每個旋轉(zhuǎn)電樞線圈中產(chǎn)生的溝通電壓，經(jīng)由一與電樞聯(lián)接的旋轉(zhuǎn)的換向器和靜止的電刷，在電樞線圈出線端變換成直流電壓。換向器電刷組合構(gòu)成了一個機(jī)械整流器，它形成了一個直流電樞電

2、壓和一個被固定在空間中的電樞磁勢波形。電刷的地點應(yīng)使換向線圈也處于磁極中性區(qū)，即兩磁極之間。這樣，電樞磁勢波的軸線與磁極軸線相差90度,也就是在交軸上。在表示圖中，電刷位于交軸上，因為這是線圈和電刷相連的地點。這樣，電樞磁勢波的軸線也是沿著電刷軸線的（在實質(zhì)電機(jī)中，電刷的幾何地點大概偏移圖例中所示地點90度，這是因為元件的尾端形狀構(gòu)成圖示結(jié)果與換向器相連。）。電刷上的電磁轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)電勢與磁通散布的空間波形沒關(guān)；為了方便我們能夠假定在氣隙中有一個正弦的磁通密度波形。轉(zhuǎn)矩能夠從磁場的看法剖析獲取。轉(zhuǎn)矩能夠用每個磁極的直軸氣隙磁通d和電樞磁勢波的空間基波重量Fa1相互作用的結(jié)果來表示。在交軸上的電刷

3、和這個磁場的夾角為90度，其正弦值等于1，對于一臺P極電機(jī)P2TdFa1（1-1）22式中帶負(fù)號被去掉因為轉(zhuǎn)矩的正方向能夠由物理的推論測定出來。鋸齒電樞磁勢82。取代上邊的等式能夠給出：波的空間基波是它最大值的TPCa（1-2）aia(N?m)2m此中：Ia=電樞外面點路中的電流；第1頁（共6頁）外文參照資料譯文Ca=電樞繞組中總導(dǎo)體數(shù)；=經(jīng)過繞組的并聯(lián)支路數(shù)；及KaPCa（1-3）2m其為一個由繞組設(shè)計而確立的常數(shù)。簡單的單個線圈的電樞中的整流電壓前在面已被議論過。將繞組分別在幾個槽中的成效可用圖形表示，在圖示中每一個整流的正弦波是在線圈中產(chǎn)生的電壓,換向線圈邊處于磁中性區(qū)。從電刷察看到的電

4、壓是電刷間全部串連線圈中整流電壓的總和，在圖中標(biāo)以ea的文波表示。每個磁極用12個或更多換向片,能夠使顛簸變得很小。從電刷中觀察到均勻產(chǎn)生的電壓等于整流線圈電壓的均勻值的總和。電刷之間整流電壓ea，即旋轉(zhuǎn)電勢為PCa（1-4）ea2mdmKadmKa為常數(shù)。散布繞組的整流電壓與集中繞組有相同的均勻值，不一樣的是顛簸大大減低了。在上邊的等式中，全部的變量都是標(biāo)準(zhǔn)國際單位制。eaiaTm（1-5）這個等式清楚地說明，與旋轉(zhuǎn)電勢有關(guān)的瞬時功率等于與磁場轉(zhuǎn)矩有關(guān)的剎機(jī)遇械功率，能量的流向是由設(shè)施確實定，是發(fā)動機(jī)仍是發(fā)電機(jī)。直軸氣隙磁量由勵磁繞組的合成磁勢Nfif產(chǎn)生，其磁通磁勢曲線就是電機(jī)的詳細(xì)鐵磁資

5、料的幾何尺寸決定的磁化曲線。在磁化曲線中,假定電樞磁勢波的軸線與磁場軸垂直，所以假定電樞磁勢對直軸磁通不產(chǎn)生作用。在本文的后邊有必需從頭查驗這一假定，飽和效應(yīng)會深入研究。因為電樞電勢是與磁通、時間、速度成比率，所以往常用恒定轉(zhuǎn)速m0下的電樞電勢ea0來表示磁化曲線更加方便。隨意轉(zhuǎn)速電壓m時，任一給定磁通下的電壓ea與轉(zhuǎn)速成正比，也就是說eamea（1-6）0m0第2頁（共6頁）外文參照資料譯文圖中磁化曲線只有一個勵磁繞組勵磁的，這類曲線能夠經(jīng)過測試的方法輕松獲取，不需要任何設(shè)計步驟的知識。大范圍勵磁下的鐵磁阻與空氣氣隙對比能夠忽視不計，在這類狀況下磁通與勵磁繞組的總磁勢成線性比率關(guān)系，比率常數(shù)

6、就是直軸的氣隙導(dǎo)磁性。直流電機(jī)的明顯優(yōu)勢源自于經(jīng)過選擇勵磁繞組的勵磁方式而獲取不一樣的運行方式。勵磁繞組能夠從外面直流電源以他勵的方式勵磁，也能夠以自勵的方式勵磁。換句話，直流電機(jī)能夠供給自己勵磁。勵磁方式不單極大地影響它的靜態(tài)特征，并且極大地影響在控制系統(tǒng)中電機(jī)的動向性能。他勵發(fā)電機(jī)的聯(lián)接圖解已經(jīng)給出的。所需的勵磁電流不過電樞電流中的一小部分。在勵磁電路中少許的功率能夠控制相對一大多數(shù)電樞電路的功率。換句話說，發(fā)電機(jī)是一個功率放大器，當(dāng)需要在大范圍控制電樞電壓時，他勵發(fā)電機(jī)往常在反應(yīng)控制系統(tǒng)中使用。自勵發(fā)電機(jī)的勵磁繞組能夠有三種不一樣的供電方式。勵磁線圈能夠與電樞串連起來，這即是串勵發(fā)電機(jī)；

7、勵磁繞組能夠與電樞并聯(lián)在一同，這即是并勵發(fā)電機(jī)。也能夠同時以兩種方式相連結(jié)構(gòu)成一個復(fù)勵發(fā)電機(jī)。為了惹起自勵過程，在自勵發(fā)電機(jī)中一定存在剩磁。在典型的靜態(tài)伏-安特征中，假定原動機(jī)速度恒定，穩(wěn)態(tài)電動勢與端電壓之間的關(guān)系為VtEaIaRa（1-7）此中Ia是電樞輸出電流，Ra是電樞回路電阻。在發(fā)動機(jī)中，Ea大于Vt。電磁轉(zhuǎn)矩T是一個反轉(zhuǎn)矩。他勵發(fā)電機(jī)的端電壓跟著負(fù)載電流的增大而稍微的減小，主假如因為電壓在電樞電阻上的壓降。串勵發(fā)電機(jī)中的勵磁電流與負(fù)載電流相同，所以氣隙磁通和電壓隨負(fù)載變化很大，所以極少采納串勵發(fā)電機(jī)。并勵發(fā)電機(jī)電壓隨負(fù)載增添會有所降落，但在很多應(yīng)用處合，這其實不阻礙使用。復(fù)勵發(fā)電機(jī)的

8、連結(jié)往常使串勵繞組的磁勢與并勵繞組磁勢相加，其長處是經(jīng)過串勵繞組作用，每極磁通跟著負(fù)載增添，進(jìn)而產(chǎn)生一個隨負(fù)載增添近似為常數(shù)的輸出電壓。往常，并勵繞組匝數(shù)多，導(dǎo)線細(xì)；而繞在外面的串勵繞組因為它一定承載電機(jī)的整個電樞電流，所以其構(gòu)成的導(dǎo)線相對較粗。無論是并勵仍是復(fù)勵發(fā)電機(jī)的電壓都可借助并勵磁場中的變阻器在適量的范圍內(nèi)獲取調(diào)理。全部勵磁的方法在電動機(jī)上相同合用。在電動機(jī)典型的靜態(tài)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩特征中，第3頁（共6頁）外文參照資料譯文電機(jī)端電壓假定由恒壓源供電，在電動機(jī)中感覺的電勢Ea與路端電壓Vt間關(guān)系是VtEaIaRa（1-8）Ia是電樞輸入電流。電勢Ea小于端電壓Vt。電樞電流與發(fā)電機(jī)中的方向相反，

9、且電磁轉(zhuǎn)矩與電樞旋轉(zhuǎn)方向相同。關(guān)于并勵與他勵電動機(jī)來說，磁場磁通基本近似為常數(shù)，所以轉(zhuǎn)矩的增添一定要求電樞電流近似成比率增大，同時為同意增大的電流經(jīng)過小的電樞電阻，要求反電勢稍有減少。因為反電勢決定于磁通和轉(zhuǎn)速，所以，轉(zhuǎn)速一定稍稍降低。與鼠籠式感覺電動機(jī)近似，并勵電動機(jī)實質(zhì)是一種從空載到滿負(fù)荷的速度基本上只有5%的降落的恒速電動機(jī)。從起動轉(zhuǎn)矩抵達(dá)到最大轉(zhuǎn)矩之間向來是被電樞電流所控制能夠正常交替進(jìn)行。并勵電動機(jī)的一個明顯長處是速度控制，經(jīng)過在并勵繞組回路裝上內(nèi)部變阻器，勵磁電流和每極磁通都可隨意改變。而磁通的變化致使轉(zhuǎn)速相反的變化以保持反電勢大概等于外施加端電壓。用這類方法我們能夠獲取最大調(diào)速范

10、圍為4或5比1，最高轉(zhuǎn)速相同遇到換向條件的限制。經(jīng)過改變外施加電樞電壓，能夠獲取很寬的調(diào)速范圍。關(guān)于串勵電動機(jī)來說，電樞電流、電樞磁勢波以及定子磁場磁通隨負(fù)載增添而增添。因為因為負(fù)載增大而造成的磁通增大，速度一定降低，這樣才能夠保持反電勢與外加電壓之間的均衡。其余，因為磁通增添，所以轉(zhuǎn)矩增大所惹起電樞電流的增大比并勵電動機(jī)中的要小。所以串勵電動機(jī)是一種擁有顯然降落的轉(zhuǎn)速-負(fù)載特征的變速發(fā)電機(jī)。關(guān)于要求轉(zhuǎn)矩過載好多的應(yīng)用處合，因為對應(yīng)的過載功率隨相應(yīng)的轉(zhuǎn)速降落而保持在一個合理的范圍內(nèi)。所以，這類特征擁有特其余優(yōu)勝性。磁通跟著電樞電流的增大而增大，同時還帶來特別實用的起動特征。在復(fù)勵電動機(jī)中，串勵

11、磁場能夠連結(jié)成積復(fù)勵式，使其磁勢與并勵磁場相加；也能夠連結(jié)成差復(fù)勵式，兩磁場方向相反,差復(fù)勵極少使用。積復(fù)勵電動機(jī)擁有界于串勵和并勵之間的速度負(fù)載特征，轉(zhuǎn)速隨負(fù)載的降低取決于并勵磁場和串勵磁場的相對安匝數(shù)。這類電動機(jī)沒有像串勵電動機(jī)那樣輕載高轉(zhuǎn)速的弊端，但它在相當(dāng)?shù)某潭壬媳３种畡罘绞降拈L處。直流電機(jī)的應(yīng)用優(yōu)勢是能夠連結(jié)成串勵、并勵及復(fù)勵式等各樣勵磁方式。此中的一些特征我們已在本文中的說起到了。假如增添電刷能夠經(jīng)過換向器獲取更多的電壓，那么還會存在更多的應(yīng)用處合，無論對人工的仍是自動控制的適應(yīng)性是它們的顯第4頁（共6頁）外文參照資料譯文著特征。一個直流電機(jī)是由兩個基本元素構(gòu)成：定子是電機(jī)固定的

12、部分。它由以下基礎(chǔ)構(gòu)成；在構(gòu)造中有一個磁軛；勵磁磁極和繞組；換向極和繞組；有滑動軸承的端罩；電刷和電刷固定器；出線盒。轉(zhuǎn)子是電機(jī)旋轉(zhuǎn)的部分。它構(gòu)成了一此中心，這此中心是安置在設(shè)施軸上并且已經(jīng)均勻地分開，把電樞繞組放入槽中。還有一個換向器和一個電扇構(gòu)成，被放在設(shè)施的軸上。它用螺栓和底座固定在地板上。低壓電機(jī)的磁軛和自己的構(gòu)造是一體的，穿過勵磁磁極閉合而產(chǎn)生的磁通量。它的構(gòu)造和磁軛是用生鐵和鑄鋼制造成的，有時也用焊接的鋼板。在低壓和可控賠償整流器電機(jī)中，磁軛是由0.51毫米的薄鐵板制成的。磁軛常常被安置在一個非鐵磁性的構(gòu)造內(nèi)（往常是由鋁合金制成，為了減少重量）。在內(nèi)部有兩個端蓋并且都包括球體和滑動

13、軸承。勵磁磁極由用0.51mm的鐵片經(jīng)過用螺栓釘牢相互支撐。磁極被放入構(gòu)造內(nèi)的依賴螺栓固定。它們支撐繞組，讓它運送勵磁流動。在電樞上，磁極死心的尾端是極靴，它經(jīng)過氣隙有助于磁通量的散布。繞組被擱置在一個絕緣構(gòu)造內(nèi)的中心處，被極靴保護(hù)。勵磁繞組是由絕熱的圓形物或矩形的導(dǎo)體系成，并且和另一個連續(xù)或平行的相連接。繞組是以一個磁極的磁通量穿過氣隙，而后被引導(dǎo)由極靴向電樞（北極），下一個磁極的磁通量由電樞到極靴（南極）。換向極的磁極就像主磁極，它構(gòu)成了一此中心，尾端在極靴中并且一個繞組繞在中心四周。它們被放在兩個主磁極中間的對稱軸，拴在磁軛上。換向極的磁極是由生鐵或鑄鐵制成。換向極的繞組是由四周絕緣的或

14、垂直的導(dǎo)線制成。它們相互平行或首尾連結(jié)，帶動設(shè)施的主電流。轉(zhuǎn)子的中心是由0.51毫米硅合金薄板制成。薄板是經(jīng)過清漆薄膜或氧化物涂層和其余物質(zhì)絕緣。絕緣物質(zhì)厚度為0.030.05毫米。目的是當(dāng)它在磁場中旋轉(zhuǎn)時渦流高升時，減少渦流。它變得很熱將致使能量損失。在實心物的中心，它損失得很高，減少電機(jī)的效率和產(chǎn)生強(qiáng)烈的熱量。轉(zhuǎn)子的中心包括了一些金屬薄片。軸向的冷卻管（810毫米）被嵌在金屬薄片中給它更好的冷卻。壓力施加在中心的兩頭。轉(zhuǎn)子的長度超出磁極25毫米，作用是減少磁力浸透性致使的軸向位移。轉(zhuǎn)子的外頭供給了槽放入電樞繞組。每個轉(zhuǎn)子繞組包括了一個線圈直接繞在轉(zhuǎn)子槽中依賴特別設(shè)計機(jī)械或成行的線圈。繞組是

15、絕緣的，依賴木制的或絕緣物質(zhì)制成的槽楔保護(hù)它。繞第5頁（共6頁）外文參照資料譯文組過載是其曲折，用鋼絲相互連結(jié)為了抵擋由地心引力產(chǎn)生的變形。轉(zhuǎn)子繞組的線圈交錯點連結(jié)到放在電樞軸的換向器上。換向器是圓柱體含有少許的銅。換向片是絕緣的。轉(zhuǎn)子線圈被焊接在換向片上。低壓電機(jī)的換向器片被切割成一個獨立的單元，依賴合成樹脂相互絕緣，比如人造樹脂。為了連結(jié)電樞繞組固定接線端，一組電刷在換向器的表面上依賴支架滑動。電刷經(jīng)過彈簧賜予不變的壓力連結(jié)換向片。卡釘安置在端蓋上并且支撐碳刷支架。奇數(shù)的炭刷連結(jié)到電機(jī)的一個接線端上，偶數(shù)的炭刷連結(jié)到另一個接線端上。炭刷環(huán)繞換向器的外頭等距分開，有多少排炭刷就有等量的勵磁磁

16、極。第6頁（共6頁）D.C.machinesarecharacterizedbytheirversatility.Bymeansofvariouscombinationsofshunt-,series-,andseparatelyexcitedfieldwindingstheycanbedesignedtodisplayawidevarietyofvolt-ampereorspeed-torquecharacteristicsforbothdynamicandsteadystateoperation.Becauseoftheeasewithwhichtheycanbecontrolled,sy

17、stemsofD.C.machinesareoftenusedinapplicationsrequiringawiderangeofmotorspeedsorprecisecontrolofmotoroutput.TheessentialfeaturesofaD.C.machineareshownschematically.Thestatorhassalientpolesandisexcitedbyoneormorefieldcoils.Theair-gapfluxdistributioncreatedbythefieldwindingissymmetricalaboutthecenterli

18、neofthefieldpoles.Thisiscalledthefieldaxisordirectaxis.Asweknow,theA.C.voltagegeneratedineachrotatingarmaturecoilisconvertedtoD.C.intheexternalarmatureterminalsbymeansofarotatingcommutatorandstationarybrushestowhichthearmatureleadsareconnected.Thecommutator-brushcombinationformsamechanicalrectifier,

19、resultinginaD.C.armaturevoltageaswellasanarmaturem.m.f.Wavethenis90electricaldegreesfromtheaxisofthefieldpoles,hequadratureaxis.Intheschematicrepresentationthebrushesareshowninquadratureaxisbecausethisisthepositionofthecoilstowhichtheyareconnected.Thearmaturem.m.f.Wavethenisalongthebrushaxisasshown.

20、(Thegeometricalpositionofthebrushesinanactualmachineisapproximately90electricaldegreesfromtheirpositionintheschematicdiagrambecauseoftheshapeoftheendconnectionstothecommutator.)Themagnetictorqueandthespeedvoltageappearingatthebrushesareindependentofthespatialwaveformofthefluxdistribution;forconvenie

21、nceweshallcontinuetoassumeasinusoidalflux-densitywaveintheairgap.Thetorquecanthenbefoundfromthemagneticfieldviewpoint.Thetorquecanbeexpressedintermsoftheinteractionofthedirect-axisair-gapfluxperpoledandspace-fundamentalcomponentFa1ofthearmaturem.m.f.wave.Withthebrushesinthequadratureaxistheanglebetw

22、eenthesefieldsis90electricaldegrees,第1頁（共8頁）外文參照資料原文anditssineequalsunity.ForaPpolemachine2TP（1-1）dFa122Inwhichtheminussigngasbeendroppedbecausethepositivedirectionofthetorquecanbedeterminedfromphysicalreasoning.ThespacefundamentalFa1ofthesawtooth82timesitspeak.SubstitutioninaboveequationthengivesPC

23、aT2maia(N?m)Where,Ia=currentinexternalarmaturecircuit;Ca=totalnumberofconductorsinarmaturewinding;=numberofparallelpathsthroughwinding.1-2）AndKaPCa（1-3）2misaconstantfixedbythedesignofthewinding.Therectifiedvoltagegeneratedinthearmaturehasalreadybeendiscussedbeforeforanelementarysingle-coilarmature.T

24、heeffectofdistributingthewindinginseveralslotsisshowninfigure.Inwhicheachoftherectifiedsinewaveisthevoltagegeneratedinoneofthecoils,commutationtakingplaceatthemomentwhenthecoilsidesareintheneutralzone.Thegeneratedvoltageasobservedfromthebrushesandisthesumoftherectifiedvoltagesofallthecoilsinseriesbe

25、tweenbrushesandisshownbytheripplinglinelabeledeainfigure.Withadozenorsocommutatorsegmentsperpole,theripplebecomesverysmallandtheaveragegeneratedvoltageobservedfromthebrushesequalsthesumoftheaveragevaluesoftherectifiedcoilvoltages.Therectifiedvoltageeabetweenbrushes,Knownalsoasthespeedvoltage,iseaPCa

26、Kadm（1-4）2mdm第2頁（共8頁）Nfif外文參照資料原文whereKaisthedesignconstant.Therectifiedvoltageofadistributedwindinghasthesameaveragevalueasthatofaconcentratedcoil.Thedifferenceisthattherippleisgreatlyreduced.Fromtheaboveequations,withallvariableexpressedinSIunits,eaiaTm（1-5）Thisequationsimplysaysthattheinstantaneo

27、uspowerassociatedwiththespeedvoltageequalstheinstantaneousmechanicalpowerwiththemagnetictorque.Thedirectionofpowerflowbeingdeterminedbywhetherthemachineisactingasamotororgenerator.irongeometryofthemachine.Inthemagnetizationcurve,itisassumedthatthearmaturem.m.f.Waveisperpendiculartothefieldaxis.Itwil

28、lbenecessarytoreexaminethisassumptionlaterinthischapter,wheretheeffectsofsaturationareinvestigatedmorethoroughly.Becausethearmaturee.m.f.isproportionaltofluxtimesspeed,itisusuallymoreconvenienttoexpressthemagnetizationcurveintermsofthearmaturee.m.f.ea0ataconstantspeedm0.Thevoltageeaforagivenfluxatan

29、yotherspeedmisproportionaltothespeed,i.e.eamea0（1-6）m0Thereisthemagnetizationcurvewithonlyonefieldwindingexcited.Thiscurvecaneasilybeobtainedbytestmethods,noknowledgeofanydesigndetailsbeingrequired.Overafairlywiderangeofexcitationthereluctanceoftheironisnegligiblecomparedwiththatoftheairgap.Inthisre

30、gionthefluxislinearlyproportionaltothetotalm.m.f.ofthefieldwindings,theconstantofproportionalitybeingthedirect-axisair-gappermeance.第3頁（共8頁）外文參照資料原文excitationprofoundlyinfluencesnotonlythesteady-statecharacteristics,butalsothedynamicbehaviorofthemachineincontrolsystems.Theconnectiondiagramofaseparat

31、elyexcitedgeneratorisgiven.Therequiredfieldcurrentisaverysmallfractionoftheratedarmaturecurrent.Asmallamountofpowerinthefieldcircuitmaycontrolarelativelylargeamountofpowerinthearmaturecircuit;i.e.thegeneratorisapoweramplifier.Separatelyexcitedgeneratorsareoftenusedinfeedbackcontrolsystemswhencontrol

32、ofthearmaturevoltageoverawiderangeisrequired.Thefieldwindingsofself-excitedgeneratorsmaybesuppliedinthreedifferentways.Thefieldmaybeconnectedinserieswiththearmature,resultinginaseriesgenerator.Thefieldmaybeconnectedinshuntwiththearmature,resultinginashuntgenerator,orthefieldmaybeintwosections,oneofw

33、hichisconnectedinseriesandtheotherinshuntwiththearmature,resultinginacompoundgenerator.Withself-excitedgeneratorsresidualmagnetismmustbepresentinthemachineirontogettheself-excitationprocessstarted.Inthetypicalsteady-statevolt-amperecharacteristics,constant-speedprimemoversbeingassumed.Therelationbet

34、weenthesteadystategeneratede.m.f.EaandtheVtterminalvoltageisVtEaIaRa（1-7）whereIaisthearmaturecurrentoutputandRaisthearmaturecircuitresistance.Inagenerator,EaislargerthanVtandtheelectromagnetictorqueTisacountertorqueopposingrotation.Theterminalvoltageofaseparatelyexcitedgeneratordecreasesslightlywith

35、increaseintheloadcurrent,principallybecauseofthevoltagedropinthearmatureresistance.Thefieldcurrentofaseriesgeneratoristhesameastheloadcurrent,sothattheair-gapfluxandhencethevoltagevarywidelywithload.Asaconsequence,seriesgeneratorsarenormallyconnectedsothatthem.m.f.oftheserieswindingaidsthatoftheshun

36、twinding.Theadvantageisthatthroughtheactionoftheserieswindingthefluxperpolecanincreasewithload,resultinginavoltageoutputthatisnearlyusuallycontainsmanyturnsofrelativelysmallwire.Theserieswinding,woundontheoutside,consistsofafewturnsofcomparativelyheavyconductorbecauseitmustcarrythefullarmaturecurren

37、tofthe第4頁（共8頁）外文參照資料原文machine.Thevoltageofbothshuntandcompoundgeneratorscanbecontrolledoverreasonablelimitsbymeansofrheostatsintheshuntfield.Anyofthemethodsofexcitationusedforgeneratorscanalsobeusedformotors.Inthetypicalsteady-statespeed-torquecharacteristics,itisassumedthatmotorterminalsaresupplied

38、fromaconstant-voltagesource.Inamotortherelationbetweenthee.m.f.EageneratedinthearmatureandterminalvoltageVtisVtEaIaRa（1-8）whereIaisnowthearmaturecurrentinput.Thegeneratede.m.f.EaisnowsmallerthantheterminalvoltageVt,thearmaturecurrentisintheoppositedirectiontothatinagenerator,andtheelectronmagneticto

39、rqueisinthedirectiontosustainrotationofthearmature.Inshuntandseparatelyexcitedmotorsthefieldfluxisnearlyconstant.Consequentlyincreasedtorquemustbeaccompaniedbyaverynearlyproportionalincreaseinarmaturecurrentandhencebyasmalldecreaseincountere.m.f.toallowthisincreasedcurrentthroughthesmallarmatureresi

40、stance.Sincecountere.m.f.isdeterminedbyfluxandspeed,thespeedmustdropslightly.Likethesquirrel-cageinductionmotor,theshuntmotorissubstantiallyaconstant-speedmotorhavingabout5%dropinspeedfromnoloadtofullload.Startingtorqueandmaximumtorquearelimitedbythearmaturecurrentthatcanbecommutatedsuccessfully.Ano

41、utstandingadvantageoftheshuntmotoriscaseofspeedcontrol.Witharheostatintheshunt-fieldcircuit,thefieldcurrentandfluxperpolecanbevariedatwill,andvariationoffluxcausestheinversevariationofspeedtomaintaincountere.m.f.approximatelyequaltotheimpressedterminalvoltage.Amaximumspeedrangeofabout4or5toIcanbeobt

42、ainedbythismethod.Thelimitationagainbeingcommutatingconditions.Byvariationoftheimpressedarmaturevoltage,veryspeedrangescanbeobtained.Intheseriesmotor,increaseinloadisaccompaniedbyincreaseinthearmaturecurrentandm.m.f.andthestatorfieldflux(providedtheironisnotcompletelysaturated).Becausefluxincreasewi

43、thload,speedmustdropinordertomaintainthebalancebetween第5頁（共8頁）外文參照資料原文impressedvoltageandcountere.m.f.Moreover,theincreasedinarmaturecurrentcausedbyincreasedtorqueisvarying-speedmotorwithamarkedlydroopingspeed-loadcharacteristic.Forapplicationsrequiringheavytorqueoverloads,thischaracteristicispartic

44、ularlyadvantageousbecausethecorrespondingpoweroverloadsareheldtomorereasonablevaluesbytheassociatedspeeddrops.Veryfavorablestartingcharacteristicsalsoresultfromtheincreasefluxwithincreasedarmaturecurrent.Inthecompoundmotortheseriesfieldmaybeconnectedeithercumulatively,sothatitsm.m.f.addstothatofthes

45、huntfield,ordifferentially,sothatitopposes.Thedifferentialconnectionisveryrarelyused.Acumulativelycompoundedmotorhasspeed-loadcharacteristicintermediatebetweenthoseofashuntandaseriesmotor,thedropofspeedwithloaddependingontherelativenumberofampere-turnsintheshuntandseriesfields.Itdoesnothavedisadvant

46、ageofveryhighlight-loadspeedassociatedwithaseriesmotor,butitretainstoaconsiderabledegreetheadvantagesofseriesexcitation.TheapplicationadvantagesofD.C.machineslieinthevarietyofperformancecharacteristicsofferedbythepossibilitiesofshunt,seriesandcompoundexcitation.Someofthesecharacteristicshavebeentouc

47、heduponbrieflyinthisarticle.Stillgreaterpossibilitiesexistifadditionalsetsofbrushesareaddedsothatothervoltagescanbeobtainedfromthecommutator.ThustheversatilityofD.C.machinesystemandtheiradaptabilitytocontrol,bothmanualandautomatic,aretheiroutstandingfeatures.AD.Cmachinesismadeupoftwobasiccomponents:

48、Thestatorwhichisthestationarypartofthemachine.Itconsistsofthefollowingelements:ayokeinsideaframe;excitationpolesandwinding;commutatingpoles(composes)andwinding;endshieldwithballorslidingbearings;brushesandbrushholders;theterminalbox.machinestheframeandyokeareoneandthesamecomponents,throughwhichthe第6

49、頁（共8頁）外文參照資料原文magneticfluxproducedbytheexcitationpolescloses.Theframeandyokearebuiltofcastironorcaststeelorsometimesfromweldedsteelplates.Inlow-powerandcontrolledrectifier-suppliedmachinestheyokeisbuiltupofthin(0.51mm)laminatedironsheets.Theyokeisusuallymountedinsideanon-ferromagneticframe(usuallyma

50、deofaluminumalloys,tokeepdowntheweight).Toeithersideoftheframethereareboltedtwoendshields,whichcontaintheballorslidingbearings.The(main)excitationpolesarebuiltfrom0.51mmironsheetsheldtogetherbyrivetedbolts.Thepolesarefixedintotheframebymeansofbolts.Theysupportthewindingscarryingtheexcitationcurrent.

51、Ontherotorside,attheendofthepolecoreistheso-calledpole-shoethatismeanttofacilitateagivendistributionofthemagneticfluxthroughtheairgap.Thewindingisplacedinsideaninsulatedframemountedonthecore,andsecuredbythepole-shoe.Theexcitationwindingsaremadeofinsulatedroundorrectangularconductors,andareconnectede

52、itherinseriesorinparallel.Thewindingsarelikedinsuchawaythatthemagneticfluxofonepolecrossingtheairgapisdirectedfromthepole-shoetowardsthearmature(NorthPole),whichthefluxofthenextpoleisdirectedfromthearmaturetothepole-shoe(SouthPole).Thecommutatingpoles,likethemainpoles,consistofacoreendinginthepole-s

53、hoeandawindingwoundroundthecore.Theyarelocatedonthesymmetry(neutral)axisbetweentwomainpoles,andboltedontheyoke.Commutatingpolesarebuilteitherofcast-ironorironsheets.Thewindingsofthecommutatingpolesarealsomadefrominsulatedroundorrectangularconductors.Theyareconnectedeitherinseriesorinparallelandcarrythemachinesmaincurrent.Therotorcoreisbuiltof0.50.05mmthic