項(xiàng)目5 任務(wù)4直流電動(dòng)機(jī)的磁場與公式_第1頁
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文檔簡介

2/5/20232:44PM任務(wù)4直流電機(jī)的磁場與基本公式工作頁:1、直流電動(dòng)機(jī)電樞電勢和電磁轉(zhuǎn)矩的表達(dá)式。理解其物理意義。2、比較直流電動(dòng)機(jī)空載和負(fù)載時(shí)的磁場。解釋電樞反應(yīng),并說明電樞反應(yīng)的結(jié)果是什么?3、分析直流電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁方式有哪幾種?各有什么特點(diǎn)?2/5/20232:44PM4、分析他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電樞回路里的電壓平衡關(guān)系和轉(zhuǎn)矩平衡關(guān)系。5、分析直流電動(dòng)機(jī)功率轉(zhuǎn)換流程,都產(chǎn)生了哪些損耗?功率的平衡關(guān)系是怎樣的?2/5/20232:44PM一、直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式2/5/20232:44PM①他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī):勵(lì)磁繞組和電樞繞組由各自的電源供電②并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī):勵(lì)磁繞組與電樞繞組并聯(lián)到同一電源上③串聯(lián)電動(dòng)機(jī):勵(lì)磁繞組與電樞繞組串聯(lián)到同一電源上,④復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī):勵(lì)磁繞組一部分與電磁繞組并聯(lián),另一部分與之串聯(lián),接到同一電源上。2/5/20232:44PM1、空載時(shí)的主磁場

空載:時(shí)的氣隙磁場,只由主極的勵(lì)磁電流所建立,所以直流電機(jī)空載時(shí)的氣隙磁場,又稱勵(lì)磁磁場。可以看作是主磁場??蛰d的含義:作為發(fā)電機(jī),電源輸出端不接任何電負(fù)載;用電樞電流表示:電樞電流等于零或小得可以忽略不計(jì)的情況。二、直流電動(dòng)機(jī)的磁場2/5/20232:44PM主磁通:經(jīng)過主磁極、氣隙、電樞鐵心及機(jī)座構(gòu)成磁回路。它同時(shí)與勵(lì)磁繞組及電樞繞組交鏈,能在電樞繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢和產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,稱為主磁通。漏磁通:僅交鏈勵(lì)磁繞組本身,不進(jìn)入電樞鐵心,不和電樞繞組相交鏈,不能在電樞繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢及產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,稱為漏磁通??蛰d主磁場的分布:1.磁極中心及附近2.靠近極尖處3.極尖以外4.幾何中性線=>大、常數(shù)=>減少=>顯著減少=>為零2/5/20232:44PM2、直流電機(jī)的負(fù)載磁場電樞磁場分布2/5/20232:44PM2/5/20232:44PM2/5/20232:44PM電樞反應(yīng):電樞磁場對主磁場的影響

Ia=0If0If=0Iaa

兩磁場疊加2/5/20232:44PM每一極面下,主極磁場的一半被削弱,另一半被加強(qiáng)

幾何中性線與物理中性線(磁場為零的位置)不重合

G:物理中性線順電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)的α角度

M:物理中性線逆電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)的α角度

(1).負(fù)載時(shí)氣隙磁場發(fā)生畸變(2).有去磁作用:考慮磁場飽和情況:削弱>增強(qiáng)

∴負(fù)載時(shí)的每極磁通比空載時(shí)略有減少2/5/20232:44PM電樞通入電流后,產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,使電機(jī)在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)起來。通電線圈在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng),又會(huì)在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(用E表示)。1、電樞中的感應(yīng)電動(dòng)勢FFU+–NS電刷換向片IIEE三、直流電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢和電磁轉(zhuǎn)矩公式2/5/20232:44PM根據(jù)右手定則知,E和原通入的電流方向相反,其大小為:Ce:與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)n:電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速:磁通單位:(韋伯),n(轉(zhuǎn)/每分),E(伏)FFU+–NS電刷換向片IIEE2/5/20232:44PMCT:與線圈的結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)(與線圈大小,磁極的對數(shù)等有關(guān)):線圈所處位置的磁通Ia:電樞繞組中的電流2、電磁轉(zhuǎn)矩單位:

(韋伯),Ia(安培),T(牛頓米)由轉(zhuǎn)矩公式可知:(1)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的條件:必須有勵(lì)磁磁通和電樞電流。(2)改變電機(jī)旋轉(zhuǎn)的方向:改變電樞電流的方向或者改變磁通的方向。2/5/20232:44PM四、直流電動(dòng)機(jī)的方程式(他勵(lì)為例)1、電樞繞組中電壓的平衡關(guān)系2、轉(zhuǎn)矩平衡關(guān)系3、功率平衡方程式2/5/20232:44PM1、電樞繞組中電壓的平衡關(guān)系因?yàn)镋與通入的電流方向相反,所以叫反電勢。U:外加電壓Ra:電樞回路總電阻MRaIaEa+–+–U以上兩公式反映的概念:(1)電樞反電動(dòng)勢的大小和磁通、轉(zhuǎn)速成正比,若想改變E,只能改變

或n。(2)若忽略繞組中的電阻Ra,則,可見,當(dāng)外加電壓一定時(shí),電機(jī)轉(zhuǎn)速和磁通成反比,通過改變

可調(diào)速。2/5/20232:44PM2、轉(zhuǎn)矩平衡關(guān)系電磁轉(zhuǎn)矩Tem為驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩,在電機(jī)運(yùn)行時(shí),必須和外加負(fù)載和空載損耗的阻轉(zhuǎn)矩相平衡,即TL:負(fù)載轉(zhuǎn)矩T0

:空載轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩平衡過程:當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩(TL)發(fā)生變化時(shí),通過電機(jī)轉(zhuǎn)速、電動(dòng)勢、電樞電流的變化,電磁轉(zhuǎn)矩自動(dòng)調(diào)整,以實(shí)現(xiàn)新的平衡。2/5/20232:44PM例:設(shè)外加電樞電壓U一定,T=TL+T0(平衡),這時(shí),若TL突然增加,則調(diào)整過程為:與原平衡點(diǎn)相比,新的平衡點(diǎn):Ia

、P入TL

nEIaTem

最后達(dá)到新的平衡點(diǎn)。2/5/20232:44PM3、功率平衡方程式電網(wǎng)輸給電動(dòng)機(jī)的功率他勵(lì)電動(dòng)機(jī)總損耗電動(dòng)機(jī)軸上的機(jī)械功率pad2/5/20232:44PM并勵(lì)電動(dòng)機(jī)能量流程圖電網(wǎng)輸給電動(dòng)機(jī)的功率并勵(lì)電動(dòng)機(jī)總損耗電動(dòng)機(jī)軸上的機(jī)械功率3、功率平衡方程式2/5/20232:44PM例2-4一臺(tái)并勵(lì)電動(dòng)機(jī),其額定值如下:PN=22kW,UN=110V,nN=1000r/min,η=0.84,Ra=0.04Ω,Rf=27.5Ω。試求:1)額定電流、額定電樞電流及額定勵(lì)磁電流;2)電樞銅耗、勵(lì)磁回路銅耗和空載損耗;3)反電動(dòng)

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