電機(jī)拖動(dòng)第四章(直流發(fā)電機(jī))

電機(jī)拖動(dòng)第四章(直流發(fā)電機(jī))第一頁(yè)，共二十一頁(yè)，2022年，8月28日基本方程他勵(lì)發(fā)電機(jī)特性并勵(lì)發(fā)電機(jī)直流發(fā)電機(jī)第二頁(yè)，共二十一頁(yè)，2022年，8月28日第四章直流發(fā)電機(jī)本章要求：熟練掌握直流發(fā)電機(jī)的基本方程，并能正確使用。掌握基本概念：物理量的正方向，電機(jī)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。直流發(fā)電機(jī)的空載特性、負(fù)載特性、外特性以及調(diào)節(jié)特性。掌握直流并勵(lì)發(fā)電機(jī)自勵(lì)條件，并能正確判斷直流并勵(lì)發(fā)電機(jī)無(wú)法自勵(lì)原因。熟練掌握直流發(fā)電機(jī)的空載特性和外特性，其它特性一般掌握。第三頁(yè)，共二十一頁(yè)，2022年，8月28日第一節(jié)直流發(fā)電機(jī)的基本方程

以電路、力學(xué)、能量守恒的基本定律為基礎(chǔ)，建立直流電機(jī)電壓、轉(zhuǎn)矩、功率三個(gè)平衡方程（穩(wěn)態(tài)）。一、電壓平衡方程正方向規(guī)定如圖示：電刷壓降繞組內(nèi)阻包括繞組內(nèi)阻和電刷接觸電阻的電樞總內(nèi)阻上下NSRLT1TemT0nEa+-UIaCen第四頁(yè)，共二十一頁(yè)，2022年，8月28日二、轉(zhuǎn)矩平衡方程

當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出功率增加時(shí)，輸出電流Ia增大、Tem增大，必須加大外力矩T1才能維持正常運(yùn)轉(zhuǎn)。1、當(dāng)發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行時(shí)，其轉(zhuǎn)子的阻轉(zhuǎn)矩只有T0。轉(zhuǎn)矩平衡方程：T1

=T0。2、當(dāng)發(fā)電機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)，其轉(zhuǎn)子的阻（制動(dòng)）轉(zhuǎn)矩有:T0和電磁轉(zhuǎn)矩Tem。轉(zhuǎn)矩平衡方程為：T1

=T0+Tem

發(fā)電機(jī)必須有外力矩T1，才能維持正常運(yùn)轉(zhuǎn)。上下NST1TemT0n+-UIaT1其中：第五頁(yè)，共二十一頁(yè)，2022年，8月28日三、功率平衡方程RL1、機(jī)械功率平衡方程摩擦損耗鐵損耗附加損耗上下NST1TemT0nEa+-UIa其中：第六頁(yè)，共二十一頁(yè)，2022年，8月28日2、電功率平衡方程P2：輸出功率pcu：電樞銅耗上下NSRLT1TemT0nEa+-UIa

外力矩T1為了克服制動(dòng)電磁轉(zhuǎn)矩Tem

供機(jī)械力矩（功率Pem

）；它轉(zhuǎn)換成了電磁功率傳給了電樞。第七頁(yè)，共二十一頁(yè)，2022年，8月28日3、機(jī)電能量轉(zhuǎn)換關(guān)系

發(fā)電機(jī)將從轉(zhuǎn)軸上輸入的克服電磁轉(zhuǎn)矩的機(jī)械功率轉(zhuǎn)換成電功率。該電功率為EaIa

電磁功率：Pem=EaIa

=Tem上下NSRLT1TemT0nEa+-UIa第八頁(yè)，共二十一頁(yè)，2022年，8月28日4、功率分配5、效率6、功率流程P1p0pcuPemP2上下NSRLT1TemT0nEa+-UIa第九頁(yè)，共二十一頁(yè)，2022年，8月28日直流發(fā)電機(jī)基本方程小結(jié)NSRLT1TemT0nEaIa+-UPcuP2Pem電勢(shì)：Ea=IaRa+U轉(zhuǎn)矩：T1=T0+Tem功率：P1=p0+pcu+P2上下P1P0第十頁(yè)，共二十一頁(yè)，2022年，8月28日第二節(jié)

他

勵(lì)

發(fā)

電

機(jī)

特

性

直流發(fā)電機(jī)中，物理量：U（端電壓）、Ia（電樞電流）、If（勵(lì)磁電流）兩兩間的變化關(guān)系稱為發(fā)電機(jī)特性。它們包括

空載特性：U=f（If），Ia=0，nN=C

外特性：U=f（Ia），If=C，nN=C調(diào)節(jié)特性：If=f（Ia），U=C，nN=C上下UUfEaIa第十一頁(yè)，共二十一頁(yè)，2022年，8月28日一、空載特性U=f(If)U0UfEa

當(dāng)n=nN且Ia=0時(shí)，U與If關(guān)系也等于Ea與If關(guān)系，即Ea=f(If)Ea，

Ea=f(If)曲線與電機(jī)磁化曲線=f(If)相似Ea=f(If)曲線也有磁滯現(xiàn)象

注意：空載實(shí)驗(yàn)時(shí)，If只能單方向調(diào)節(jié)。上下EaIf0第十二頁(yè)，共二十一頁(yè)，2022年，8月28日二、外特性U=f(Ia)當(dāng)If=IfN，n=nN時(shí)，U與Ia的關(guān)系UUfEaRLIa曲線下降原因：U=Ea-IaRa1、電樞反應(yīng)去磁，使Ea減小。2、內(nèi)阻Ra有壓降。(主要)電壓變化大小用U表示，稱為電壓變化率U=U0-UNUN100%他勵(lì)U=（5~10）%上下UIaINU0UN0第十三頁(yè)，共二十一頁(yè)，2022年，8月28日

三、調(diào)節(jié)特性If=f(Ia)當(dāng)n=nN,U=C時(shí)，If與Ia關(guān)系UUfEaRLIaRrIfIaIfIf00上下第十四頁(yè)，共二十一頁(yè)，2022年，8月28日第三節(jié)

并

勵(lì)

發(fā)

電

機(jī)UUfEaIaRrIfIL并勵(lì)發(fā)電機(jī)：Ia=IL+IfUf=U一、空載電壓建立的物理過(guò)程有剩磁r電機(jī)轉(zhuǎn)EaIf正反饋上下

發(fā)電機(jī)何時(shí)建立起一個(gè)穩(wěn)定的直流電壓？該電壓為多大？第十五頁(yè)，共二十一頁(yè)，2022年，8月28日

并勵(lì)發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定空載電壓必須同時(shí)滿足兩個(gè)方程（兩條曲線），即空載曲線U0=f(If)和勵(lì)磁回路電阻線U0=Uf=IfRf總。U0UfEaIaRrIfILU0IfEr0A上下第十六頁(yè)，共二十一頁(yè)，2022年，8月28日二、并勵(lì)發(fā)電機(jī)的自勵(lì)條件1、有剩磁；2、勵(lì)磁繞組極性正確；3、勵(lì)磁回路的總電阻必須小于相應(yīng)轉(zhuǎn)速下的臨界電阻當(dāng)n不變時(shí)，Rf總增加，勵(lì)磁回路電阻線斜率會(huì)增加。當(dāng)電阻線與空載曲線直線段重合時(shí)，無(wú)固定交點(diǎn)，U0不穩(wěn)定，此狀態(tài)叫臨界狀態(tài)。此時(shí)Rf總叫臨界電阻。Ea=Cen，n不同空載曲線高度不同，臨界電阻也不同U0IfEr0n1n2上下第十七頁(yè)，共二十一頁(yè)，2022年，8月28日三、外特性U=f(I)當(dāng)Rf總=C

，n=nN時(shí)，U與I關(guān)系UUfEaIaRrIfIRLUIINU0并勵(lì)U=（20~30）%他勵(lì)U=（5~10）%1、U下降原因1）Ra壓降

2）電樞反應(yīng)去磁3）U=UfEaU上下第十八頁(yè)，共二十一頁(yè)，2022年，8月28日UUfEaIaRrIfIRLUIINU0并勵(lì)U=（20~30）%他勵(lì)U=（5~10）%2、拐彎原因當(dāng)RL較大時(shí)，I小,Ea基本不變I=（Ea-IaRa）/RLRL小時(shí)，U=Uf

EaI=（Ea-IaRa）/RL上下當(dāng)RL=0時(shí)，Ea=剩磁電勢(shì)，I達(dá)到最小。注意：雖然并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)短路電流小，但不能突然短路，因?yàn)闀簯B(tài)沖擊電流會(huì)很大。第十九頁(yè)，共二十一頁(yè)，2022年，8月28日作業(yè)：3-14；

3-15；

3-19；

3-21；第二十頁(yè)，共二十一頁(yè)，2