電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)北方工業(yè)大學(xué)三

電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)

第一章直流電機(jī)2本章教學(xué)基本要求1.了解直流電機(jī)主要結(jié)構(gòu)，注意換向器和電刷的作用；2.熟悉直流發(fā)電機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)基本工作原理，理解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩這兩個(gè)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換要素的物理意義，掌握求解它們的計(jì)算方法；3.掌握直流電機(jī)的運(yùn)行原理，電動(dòng)勢(shì)、轉(zhuǎn)矩平衡方程式以及不同勵(lì)磁方式的直流電機(jī)的工作特性；4.了解直流電機(jī)的換向。3重點(diǎn)

直流電機(jī)的基本平衡方程式和工作特性。4直流電機(jī)（dcmachines）

是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為直流電能或?qū)⒅绷麟娔苻D(zhuǎn)換為機(jī)械能的一種裝置。把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的直流電機(jī)稱為直流發(fā)電機(jī)(dcgenerators)，把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的直流電機(jī)稱為直流電動(dòng)機(jī)(dcmotor)。5直流發(fā)電機(jī)的基本工作原理6直流發(fā)電機(jī)的基本工作原理

電樞逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，導(dǎo)體切割磁力線，根據(jù)電磁感應(yīng)定律導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，大小為e=Bxlv。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向由右手定則判定，伸開(kāi)右手使大拇指與四指呈90°，當(dāng)磁力線指向手心，大拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向，則四指的指向?yàn)閷?dǎo)體中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向。7直流發(fā)電機(jī)的基本工作原理在圖(a)中ωt=0°時(shí)，A端為☉，與之相接觸的電刷B1為“+”，X端為⊕，與之相接觸的電刷B2為“-”

當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)了180°后，在圖(b)中ωt=180°時(shí)，X端旋轉(zhuǎn)到N極下，X端為☉，A端旋轉(zhuǎn)到S極下，A端為⊕其波形如圖1-3所示。8氣隙磁蜜分布波形9線圈AX的感應(yīng)電勢(shì)波形10刷間電動(dòng)勢(shì)波形11分析N極下導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)指向紙外，電刷B1總為“+”；S極下導(dǎo)體電動(dòng)勢(shì)指向紙內(nèi)，電刷B2總為“-”，不難看出，線圈中的電動(dòng)勢(shì)是交流電動(dòng)勢(shì)，而通過(guò)換向器的作用，使電刷間的電動(dòng)勢(shì)為直流電動(dòng)勢(shì)。

12換向器和電刷的共同作用在直流發(fā)電機(jī)中，換向器和電刷的共同作用：①將線圈中的交流電動(dòng)勢(shì)整流成刷間的直流電動(dòng)勢(shì)；②把轉(zhuǎn)動(dòng)的電路與外面不轉(zhuǎn)的電路聯(lián)接。13說(shuō)明從刷間電動(dòng)勢(shì)波形看，電動(dòng)勢(shì)脈動(dòng)很大，為了減小電動(dòng)勢(shì)的脈動(dòng)程度，實(shí)際電機(jī)采用很多元件組成電樞線圈，均勻分布在電樞表面，并按一定規(guī)律聯(lián)接，刷間串聯(lián)元件數(shù)增多，脈動(dòng)減小，就得到所需的直流電。14直流電動(dòng)機(jī)的基本工作原理15直流電動(dòng)機(jī)的基本工作原理

將直流電加到電刷上（B1為+、B2為-），線圈AX上就有電流通過(guò)（A端為⊕、X端為☉），根據(jù)電磁力定律，載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中要受力，大小為：f=Bxli（N），方向由左手定則確定。16直流電動(dòng)機(jī)的基本工作原理載流導(dǎo)體受力方向的確定：伸開(kāi)左手使大拇指與四指呈90°，當(dāng)磁力線指向手心四指的指向?yàn)閷?dǎo)體中電流方向，則大拇指指向?qū)w受力方向在圖1-5中A受向左的切向力，X受向右的切向力，這一對(duì)力形成了力矩T(稱電磁轉(zhuǎn)矩)，使電樞按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。17換向器和電刷的共同作用在直流電動(dòng)機(jī)中，換向器和電刷的共同作用：①將刷間的直流電逆變成線圈中的交流電；②把外面不轉(zhuǎn)的電路與轉(zhuǎn)動(dòng)的電路聯(lián)接。18直流電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)直流電機(jī)由兩大部分組成：定子（靜止部分）和轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)動(dòng)部分或稱電樞）

19直流電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)1）定子定子由主磁極、換向極、電刷裝置、機(jī)座等組成。20直流三電機(jī)三的主三要結(jié)三構(gòu)主磁三極由主三極鐵三心和三勵(lì)磁三繞組三組成三，鐵三心用1~三1.三5m三m的鋼三板沖三片疊三成，三外套三勵(lì)磁三繞組三。主三磁極三的作三用是建立三主磁三場(chǎng)，三它總?cè)浅扇龑?duì)出三現(xiàn)，N、S極交三替排三列。21直流三電機(jī)三的主三要結(jié)三構(gòu)換向三極由鐵三心和三繞組三組成三，鐵心三一般三是由三整塊三鋼組三成換向三極安三放在三相鄰三兩主三磁極之三間，三它的三作用三是改三善電機(jī)三的換三向。22直流三電機(jī)三的主三要結(jié)三構(gòu)電刷三裝置由電三刷、三刷握三、刷三桿、三壓緊三彈簧三等組三成，三它的作用三是聯(lián)三接轉(zhuǎn)三動(dòng)和三靜止三之間三的電三路。機(jī)座作用三是固三定主三磁極三等部三件，三同時(shí)三也是三磁路三的一部分三。23直流三電機(jī)三的主三要結(jié)三構(gòu)24直流三電機(jī)三的主三要結(jié)三構(gòu)2）轉(zhuǎn)三子（三電樞三）轉(zhuǎn)子三由電三樞鐵三心、三電樞三繞組三、換三向器三、轉(zhuǎn)三軸等組成三。25直流三電機(jī)三的主三要結(jié)三構(gòu)電樞三鐵心一般三用0.三5m三m涂過(guò)三絕緣三漆的三硅鋼三片疊三壓而三成，三作用是三嵌放三電樞三繞組三，同三時(shí)它三又是三電機(jī)三主磁三路的三一部分。26直流三電機(jī)三的主三要結(jié)三構(gòu)電樞三繞組由絕三緣導(dǎo)三線繞三制成三的線三圈（三又稱三繞組三元件三）按一定三規(guī)律三聯(lián)接三組成三，每三個(gè)元三件兩三個(gè)有三效邊三分別三嵌放在電三樞鐵三心表三面的三槽內(nèi)三，元三件的三兩個(gè)三出線三端分三別與兩個(gè)三換向三片相三連。三電樞三繞組三的作三用是三產(chǎn)生三感應(yīng)三電動(dòng)勢(shì)和三電磁三轉(zhuǎn)矩三，是三實(shí)現(xiàn)三機(jī)電三能量三轉(zhuǎn)換三的樞三紐。27直流三電機(jī)三的主三要結(jié)三構(gòu)換向三器由許三多相三互絕三緣的三換向片三組成三，作三用是三將電三樞繞組三中的三交流三電整三流成三刷間的三直流三電或三將刷三間的三直流電三逆變?nèi)呻娙龢欣@三組中三的交流三電。28直流三電樞三繞組直流三電機(jī)三電樞三繞組三的基三本形三式是三單疊三和單三波。29直流三電樞三繞組匝數(shù)三為1的是三單匝三元件三，匝三數(shù)大三于1的是三多匝三元件。三由于三工藝三等原三因，三電樞三不宜三開(kāi)太三多的三槽，三在一實(shí)際三的槽三中，三上、三下層三嵌放三多個(gè)(設(shè)為u個(gè))元件三邊，將一三個(gè)上三層邊三和一三個(gè)下三層邊三在槽三內(nèi)所三占的三空間三稱為一個(gè)三虛槽三。若三電樞三每槽三上、三下層三只有三一個(gè)三元件三邊，則總?cè)龜?shù)S等于三實(shí)槽三數(shù)Q；若三每槽三的上三、下三層各三有u個(gè)元三件邊三時(shí)，三則有三：S=uQ=Qu，Qu為虛三槽數(shù)三。30直流三電樞三繞組極距在直三流電三機(jī)中三，把三相鄰三兩個(gè)三主磁三極軸三線之三間的距離三稱作三極距三，記三作t，一三般用三槽數(shù)三表示三，即三有：式中p為主三磁極三的極三對(duì)數(shù)三。31直流三電樞三繞組32直流三電樞三繞組直流三電機(jī)三中，三各元三件在三電樞三表面三的幾三何關(guān)三系一般用三元件三的節(jié)三距表三示。33直流三電樞三繞組（1）第三一節(jié)三距y1指同三一元三件的三二個(gè)三有效三邊在三電樞三表面三跨過(guò)三的距離，三用槽三數(shù)表三示。三其表三達(dá)式三為：式中ε為把y1湊整三的小三于1的分三數(shù)。三當(dāng)ε=0，y1=t稱為整三距元三件；三當(dāng)ε>0稱為三長(zhǎng)距三元件三；當(dāng)ε<0稱為三短距元三件，三實(shí)際三電機(jī)三中采三用短三距元三件，三可節(jié)三省銅三。34直流三電樞三繞組（2）第三二節(jié)三距y2指兩三個(gè)相三串聯(lián)三的元三件中三第一三個(gè)元三件的三下層三邊與第二三個(gè)元三件的三上層三邊所三跨的三距離三，用三槽數(shù)三表示三。35直流三電樞三繞組（3）合三成節(jié)三距y指直三接串三聯(lián)的三兩個(gè)三元件三的對(duì)三應(yīng)邊三所跨三的距三離。（4）換三相器三節(jié)距yk指同三一元三件的三兩個(gè)三出線三端所三接的三兩換三相片三之間所跨三的距三離，三用換三相片三數(shù)表三示。36直流三電樞三繞組單疊三繞組單疊三繞組三是以三相鄰三元件三依次三串聯(lián)三的聯(lián)三接規(guī)三律連成的三，每三個(gè)元三件的三兩個(gè)三出線三端分三別接三到相三鄰的三兩個(gè)換相三片上三，最三后形三成一三閉合三回路三。37直流三電樞三繞組舉例以總?cè)龜?shù)為6的電三機(jī)為三例，三說(shuō)明三單疊三繞組三的聯(lián)接。三設(shè)S（元三件數(shù)三）=K（換三相片三數(shù)）=Q（槽三數(shù)）=6，u=1，2p=2，則三合成三節(jié)距y=1，極三距τ，第三一節(jié)三距y1，換相三器節(jié)三距yk=1（右三行繞三組）三，第三二節(jié)三距y2=y1-y=3三-1=三2，上三述數(shù)三據(jù)所三表示三的實(shí)三際電三機(jī)繞三組安三放如三圖1-三13。38舉例39舉例40單疊三繞組三特點(diǎn)單疊三繞組三具有三以下三特點(diǎn)三：①支路三對(duì)數(shù)a等于三極對(duì)三數(shù)p，同三時(shí)還三等于三電刷三對(duì)數(shù)b，即a=p=b；②電樞三電流Ia等于三各支三路電三流ia之和三，即Ia=2aia。41單波三繞組單波三繞組三是將三同一三極性三下的三所有三元件三串聯(lián)三成一條支三路，三相鄰三兩個(gè)三串聯(lián)三聯(lián)接三元件三形式三似波三浪向三前延伸。42單波三繞組三特點(diǎn)特點(diǎn)三：①支路三對(duì)數(shù)a等于1，與三極對(duì)三數(shù)p無(wú)關(guān)三，即a=1；②電樞三電流Ia等于2倍支三路電三流ia，即Ia=2ia；③為了三減小三電刷三的電三流密三度，三實(shí)際三電刷三對(duì)數(shù)b等于極三對(duì)數(shù)p。43電機(jī)三模型展開(kāi)三圖雖三然能三反應(yīng)三電樞三繞組三聯(lián)接三規(guī)律三，也三能說(shuō)明電三機(jī)內(nèi)三部電三磁關(guān)三系，三但畫(huà)三展開(kāi)三圖太三麻煩三，在三分析電機(jī)三內(nèi)部三電磁三關(guān)系三時(shí)，三采用三電機(jī)三模型。44電機(jī)三模型無(wú)論三電機(jī)三有多三少對(duì)三磁極都只三用N、S一對(duì)三磁極三表示三，不畫(huà)三換相三器，三電刷三放在三幾何中性三線處三，并三與位三于幾三何中性線三處的三元件三接觸三，一三個(gè)圓圈代三表一三個(gè)元三件。45銘牌三數(shù)據(jù)46電機(jī)三主要三的額三定值1）額三定功三率PN指電三機(jī)按三規(guī)定三的工三作方三式運(yùn)三行時(shí)三所能三提供三的輸出功三率（kW），三對(duì)發(fā)三電機(jī)三是指三出線三端輸三出的三電功三率它等三于額三定電三壓和三額定三電流三的乘三積，三即PN=UNIN；對(duì)電動(dòng)三機(jī)是三指軸三上輸三出的三機(jī)械三功率三，它三等于三額定三電壓三、額定三電流三及額三定效三率的三乘積三，即PN=UNINhN。47電機(jī)三主要三的額三定值2）額三定電三壓UN指電三機(jī)長(zhǎng)三期安三全運(yùn)三行時(shí)三所能三承受三的電三壓（V）。3）額三定電三流IN指電三機(jī)按三規(guī)定三的工三作方三式運(yùn)三行時(shí)三，電三樞繞三組允許通三過(guò)的三電流三（A）。48電機(jī)三主要三的額三定值4）額三定轉(zhuǎn)三速nN指電三機(jī)在三額定三電壓三、額三定電三流和三額定三功率三情況下運(yùn)三行的三電機(jī)三轉(zhuǎn)速三（r/三mi三n）。額定三值是三選擇三電機(jī)三的依三據(jù)，三應(yīng)根三據(jù)實(shí)三際使三用情況，三合理三選擇三電機(jī)三容量三，使三電機(jī)三工作三在額三定運(yùn)三行狀態(tài)。49國(guó)產(chǎn)三電機(jī)三主要三系列國(guó)產(chǎn)三直流三電機(jī)三的系三列產(chǎn)三品代三號(hào)采三用大三寫(xiě)漢三語(yǔ)拼音字三母表三示，三型號(hào)三采用三漢語(yǔ)三拼音三字母三和阿三拉伯三數(shù)字組合三表示三，例三如：三“Z2-7三2”表示三直流三電動(dòng)三機(jī)、三第二三次改進(jìn)三設(shè)計(jì)三型，三“7”表示三機(jī)座三號(hào)，7后面三的2表示三長(zhǎng)鐵三心（2號(hào)表三示長(zhǎng)三鐵心三，1號(hào)表三示短三鐵心三）。50國(guó)產(chǎn)三電機(jī)三主要三系列（1）Z2系列三是普三通中三小型三直流三電機(jī)三。（2）ZZ三J系列三是一三種冶三金起三重輔三助傳三動(dòng)直三流電三動(dòng)機(jī)適用三于軋三鋼機(jī)三、起三重機(jī)三、升三降機(jī)三、電三鏟等三。其他三系列三的直三流電三機(jī)型三號(hào)、三技術(shù)三數(shù)據(jù)三可從三產(chǎn)品三目錄或三相關(guān)三的手三冊(cè)中三查到三。51【例1-三1】某直三流電三動(dòng)機(jī)三額定三數(shù)據(jù)三為：PN=1三00三kW，額三定電壓UN=2三20三V，額三定轉(zhuǎn)三速nN=1三50三0r三/m三in，額三定效三率hN=9三0%，求三該電三動(dòng)機(jī)三的額三定電三流和三輸入三功率三。52【例1-三1】解：三（1）額三定電三流電動(dòng)三機(jī)的三額定三電流三為（2）輸三入功三率電動(dòng)三機(jī)的三輸入三功率三為53直流三電機(jī)三的勵(lì)三磁方三式直流三電機(jī)三的勵(lì)三磁方三式是三指勵(lì)三磁繞三組獲三得勵(lì)三磁電流的三方式三。除三永磁三式微三直流三電機(jī)三外，三直流三電機(jī)三的磁場(chǎng)都三是通三過(guò)勵(lì)三磁繞三組通三入電三流激三勵(lì)而三建立三的。按勵(lì)三磁方三式不三同可三分為三四種三：他三勵(lì)、三并勵(lì)三、串勵(lì)和三復(fù)勵(lì)三。54直流三電機(jī)三的勵(lì)三磁方三式55直流三電機(jī)三的勵(lì)三磁方三式56直流三電機(jī)三空載三時(shí)的三磁場(chǎng)直流三電機(jī)三空載三是指三電機(jī)三對(duì)外三無(wú)功三率輸三出、三不帶負(fù)載三空轉(zhuǎn)三的一三種狀三態(tài)。直流三電機(jī)三空載三時(shí)，三勵(lì)磁三繞組三內(nèi)有三勵(lì)磁三電流三，電動(dòng)機(jī)三電樞三電流三很小三可忽三略，三而發(fā)三電機(jī)三電樞三電流三為零三，這時(shí)三電機(jī)三的磁三場(chǎng)由三勵(lì)磁三電流三單獨(dú)三建立三。57直流三電機(jī)三空載三時(shí)的三磁場(chǎng)58主磁三通絕大三部分三磁通三經(jīng)主三磁極三、氣三隙、三電樞三鐵心三及定子磁三軛閉三合，三這部三分磁三通同三時(shí)鏈三繞勵(lì)三磁繞三組和三電樞繞組三，稱三主磁三通，三記作三：F0，主三磁通三參與三機(jī)電三能量轉(zhuǎn)換三，能三產(chǎn)生三感應(yīng)三電動(dòng)三勢(shì)和三電磁三轉(zhuǎn)矩三，是三工作三磁通三。主磁三通通三過(guò)的三磁路三稱主三磁路三，主三磁路三中氣三隙較小，三故磁三阻較三小。59漏磁三通有一三小部三分磁三通不三穿過(guò)三電樞三，僅三與勵(lì)三磁繞三組自身鏈三繞，三稱漏三磁通三，記三作：Fs，漏三磁通三不穿三過(guò)電三樞表面三，不三參加三機(jī)電三能量三轉(zhuǎn)換三，不三是工三作磁三通。漏磁三通通三過(guò)的三磁路三稱漏三磁路三，漏三磁路三中空三氣隙較大三，磁三阻大三。漏磁三通比三主磁三通小三得多三，約三占主三磁通三的20三%左右。60空載三時(shí)氣三隙磁三密分三布61電機(jī)三的磁三化曲三線指電三機(jī)主三磁通F0與勵(lì)三磁磁三動(dòng)勢(shì)Ff的關(guān)三系曲三線，即有F0=?（Ff）。三當(dāng)勵(lì)三磁繞三組的三匝數(shù)Nf一定三時(shí)，三改變勵(lì)三磁電三流If就可三改變?nèi)艅?dòng)三勢(shì)，三磁化三曲線三也可三用F0=?（If）三表示三。電機(jī)三的磁三化曲三線可三通過(guò)三試驗(yàn)三或電三機(jī)磁三路計(jì)三算得到。62電機(jī)三的磁三化曲三線63直流三電機(jī)三負(fù)載三時(shí)的三磁場(chǎng)直流三電機(jī)三負(fù)載三運(yùn)行三時(shí)，三電樞三電流Ia不為三零，三氣隙中的三磁動(dòng)三勢(shì)由三勵(lì)磁三電流If產(chǎn)生三的勵(lì)三磁磁三動(dòng)勢(shì)Ff和電三樞電流Ia產(chǎn)生三的電三樞磁三動(dòng)勢(shì)Fa共同三建立三。64直流三電機(jī)三負(fù)載三時(shí)的三磁場(chǎng)65線負(fù)三荷為了三分析三電樞三磁動(dòng)三勢(shì)沿三電樞三表面三分布三情況三，現(xiàn)引入三電樞三線負(fù)三荷的三概念三，線三負(fù)荷三是指三在電三樞表三面單位長(zhǎng)三度上三的安三培導(dǎo)三體數(shù)三，用A表示三。設(shè)N為電三樞繞三組總導(dǎo)三體數(shù)三，ia為導(dǎo)三體電三流，Da為電三樞直三徑，三則根三據(jù)線負(fù)三荷定三義有三：66負(fù)載三時(shí)氣三隙磁三蜜波三形67直流三電機(jī)三的電三樞反三應(yīng)當(dāng)電三機(jī)帶三負(fù)載三后，三電樞三繞組三流過(guò)三電流三，出三現(xiàn)電樞磁三動(dòng)勢(shì)三。電樞三磁動(dòng)三勢(shì)對(duì)三主磁三極產(chǎn)三生的三磁場(chǎng)三有影三響，三故對(duì)電機(jī)三的運(yùn)三行性三能也三會(huì)產(chǎn)三生一三定的三影響三。把電三樞磁三動(dòng)勢(shì)三對(duì)勵(lì)三磁磁三動(dòng)勢(shì)三產(chǎn)生三的影三響稱三為電樞反三應(yīng)(t三he三a三rm三at三ur三e三re三ac三ti三on三)。68電刷三正常三時(shí)的三電樞三反應(yīng)當(dāng)電三刷位三于幾三何中三性線三時(shí)，三電樞三反應(yīng)三表現(xiàn)三：使氣隙三磁場(chǎng)三發(fā)生三畸變?nèi)⑹谷锢砣行匀€偏三移,當(dāng)磁三路飽三和時(shí)有三祛磁三作用三。69電刷三偏離三幾何三中性三線時(shí)70電刷三偏離三幾何三中性三線時(shí)交軸三電樞三磁動(dòng)三勢(shì)Faq對(duì)主三磁場(chǎng)三的影三響與三上面三分析的電三刷位三于幾三何中三性線三的電三樞反三應(yīng)情三況一三樣，三而直軸電三樞磁三動(dòng)勢(shì)Fad與主三磁極三軸線三重合三，方三向相三反，三故有祛三磁作三用；三同理三，當(dāng)三電刷三順電三動(dòng)機(jī)三旋轉(zhuǎn)三方向三偏離b角時(shí)三，產(chǎn)三生的三直軸三電樞三磁動(dòng)三勢(shì)Fad有助三磁作三用。71感應(yīng)三電動(dòng)三勢(shì)感應(yīng)三電動(dòng)三勢(shì)是三指從三一對(duì)三正負(fù)三電刷三之間三引出三的電動(dòng)勢(shì)三，也三稱為三電樞三電動(dòng)三勢(shì)，三記作Ea。72感應(yīng)三電動(dòng)三勢(shì)如果三設(shè)N為電三樞繞三組的三總導(dǎo)三體數(shù)三，a為并三聯(lián)支三路對(duì)數(shù)三，Bav為一三個(gè)磁三極內(nèi)三的平三均磁三密，l為導(dǎo)三體的三有效長(zhǎng)度三，v為導(dǎo)三體切三割磁三場(chǎng)的三速度三，則三電樞三電動(dòng)三勢(shì)為即有三式三中三稱為三電動(dòng)三勢(shì)常數(shù)，三它是三與電三機(jī)結(jié)三構(gòu)有三關(guān)的三參數(shù)三。73分析①Ea∝Fn，改三變F或n的大三小，三可使Ea大小三發(fā)生變化三，當(dāng)三磁通F單位三為Wb，轉(zhuǎn)三速n單位三為r/三mi三n，則電樞三電動(dòng)三勢(shì)Ea單位三為V；②Ea方向三取決三于F和n的方三向，三改變F的方三向（即三改變?nèi)齽?lì)磁三電流If的方三向）三，就三可改三變Ea的方三向。74電磁三轉(zhuǎn)矩電磁三轉(zhuǎn)矩三是指三電樞三上所三有載三流導(dǎo)三體在三磁場(chǎng)三中受力所三形成三的轉(zhuǎn)三矩的三總和三。75電磁三轉(zhuǎn)矩設(shè)D為電三樞直三徑，N為電三樞總?cè)龑?dǎo)體三數(shù)，fav每根三導(dǎo)體平三均所三受的三力，三則電三磁轉(zhuǎn)三矩為即有三式中三稱三為轉(zhuǎn)三矩常三數(shù)，三它與電三機(jī)結(jié)三構(gòu)有三關(guān)的三參數(shù)三。76分析①T∝FIa，改三變F或Ia的大三小，三可使T大小三發(fā)生變化三，當(dāng)三磁通F單位三為Wb，電三樞電三流Ia單位三為A，則電磁三轉(zhuǎn)矩T單位三為N·三m；②T方向三取決三于F和Ia的方三向，三改變F的方三向（三即改變?nèi)齽?lì)磁三電流If的方三向）三，就三可改三變T的方三向。77兩常三數(shù)間三的關(guān)三系電勢(shì)三常數(shù)三與轉(zhuǎn)三矩常三數(shù)之三間的三關(guān)系三式:所以三有CT=9三.5三5Ce78【例1-三2】已知三某四三極他三勵(lì)直三流電三動(dòng)機(jī)三的額三定功三率PN=1三00三kW，額三定電三壓UN=3三30三V，額三定轉(zhuǎn)三速nN=7三30三r/三mi三n，額三定效三率hN=9三1.三5%額定三運(yùn)行三時(shí)每三極氣隙磁三通FN=6三.9三8×三10三-2三Wb，電三機(jī)電三樞繞三組采三用單三波繞組，三電樞三總導(dǎo)三體數(shù)N=1三86。求三額定三感應(yīng)三電動(dòng)三勢(shì)和三額定電磁三轉(zhuǎn)矩三。79【例1-三2】解：三（1）計(jì)三算額三定感三應(yīng)電三動(dòng)勢(shì)極對(duì)三數(shù)為p=2，支三路對(duì)三數(shù)a=1電動(dòng)三勢(shì)常三數(shù)為感應(yīng)三電動(dòng)三勢(shì)為（2）計(jì)三算額三定電三磁轉(zhuǎn)三矩電樞三電流三為電磁三轉(zhuǎn)矩三為80直流三發(fā)電三機(jī)直流三發(fā)電三機(jī)是三將原三動(dòng)機(jī)三輸入三的機(jī)三械能三轉(zhuǎn)變?nèi)秊橹绷麟娙艿娜姎馊O(shè)備三，即三：機(jī)三械能→直流三電能三。81直流三發(fā)電三機(jī)慣三例82電壓三方程電樞三回路三方程三為Ea=U+Ia·Ra式中Ra為電三樞回三路總?cè)娮枞?，它三包括三電刷三接觸三電阻三和電樞三繞組三內(nèi)阻三。83勵(lì)磁三回路三方程勵(lì)磁三回路三方程三為Uf=If·Rf式中Rf為勵(lì)三磁回三路總?cè)娮枞ㄈ齽?lì)磁三回路三外串三電阻和勵(lì)三磁繞三組內(nèi)三阻。84轉(zhuǎn)矩三方程當(dāng)發(fā)三電機(jī)三處于三恒定三轉(zhuǎn)速三運(yùn)行三時(shí)，三轉(zhuǎn)矩三平衡三方程式為式中三，T1為原三動(dòng)機(jī)三的拖三動(dòng)轉(zhuǎn)三矩；T為發(fā)三電機(jī)三中產(chǎn)三生的電磁三轉(zhuǎn)矩三，其三性質(zhì)三為制三動(dòng)轉(zhuǎn)三矩；T0為空三載轉(zhuǎn)三矩，三它由電三機(jī)的三機(jī)械三摩擦三和鐵三損引三起的三轉(zhuǎn)矩三。發(fā)電三機(jī)的三轉(zhuǎn)向三由原三動(dòng)機(jī)三決定三，T1>T，故三電磁三轉(zhuǎn)矩為三制動(dòng)三轉(zhuǎn)矩三，是三阻礙三原動(dòng)三機(jī)的三阻力三矩。85功率三平衡三關(guān)系從原三動(dòng)機(jī)三輸入三的機(jī)三械功三率為P1=Pem+p0式中三，P1為輸三入的三機(jī)械三功率三；Pem為電三磁功三率；p0為空載三損耗三。86功率三平衡三關(guān)系空載三損耗三等于三鐵損pFe、機(jī)三械摩三擦損三耗pm、附三加損耗pad，即三有p0=pFe+pm+pad其中三附加三損耗三又稱三雜散三損耗三，一三般難三以精三確計(jì)三算。靠經(jīng)三驗(yàn)估三算約三為額三定功三率PＮ的0.三5%～1%。87功率三平衡三關(guān)系電磁三功率三為從中三可見(jiàn)三電磁三功率三可表三示為Pem=TΩ上式三說(shuō)明三電磁三功率三具有三機(jī)械三功率三性質(zhì)三。電磁三功率三又可三表示三為Pem=EaIa此表三達(dá)式三說(shuō)明三電磁三功率三又具三有電三功率三性質(zhì)三，所三以電磁功三率是三機(jī)電三能量三轉(zhuǎn)換三的橋三梁。88功率三平衡三關(guān)系發(fā)電三機(jī)輸三出的三電功三率為P2=Pem-pCu三a式中pCu三a為電三樞回三路銅三耗；P2為輸三出的三電功三率，三同時(shí)輸出三功率三又可三表示三為P2=UIa89功率三平衡三關(guān)系90效率他勵(lì)三直流三發(fā)電三機(jī)的三總損三耗為Σp=pFe+pm+pad+pCu三a即有Σp=p0+pCu三a效率三為即有91運(yùn)行三特性發(fā)電三機(jī)的三運(yùn)行三特性三是指三發(fā)電三機(jī)運(yùn)三行時(shí)三，端三電壓U、負(fù)載三電流I、勵(lì)三磁電三流If這三三個(gè)基三本物三理量三之間三的函三數(shù)關(guān)系三。一般三保持三其中三一個(gè)三物理三量不三變，三討論三剩余三兩個(gè)三量之間三的關(guān)三系，三這種三函數(shù)三關(guān)系三就是三運(yùn)行三特性三。92運(yùn)行三特性1．空載三特性空載三特性三是指三原動(dòng)機(jī)的三轉(zhuǎn)速n=nN，輸三出端開(kāi)路三，負(fù)三載電三流I=0時(shí)，電樞三端電三壓與三勵(lì)磁三電流之間三的關(guān)三系，三即：U0=E0=?（If）。93運(yùn)行三特性2．外三特性外特三性是三指原三動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)三速n=nN，勵(lì)三磁電三流If=IfN時(shí)，三電樞三端電三壓與負(fù)載三電流三之間三的關(guān)三系，即：U=?（I），三是一三條略微三下斜三的曲三線。94運(yùn)行三特性從空三載到三負(fù)載三電壓三下降三的原三因是三：①負(fù)載三增大三，電三樞電三流增三大，三使電三樞回三路電三阻壓三降增大三，則三端電三壓下三降；②電樞三電流三增大三，使三電樞三反應(yīng)三的祛三磁作三用增三強(qiáng)，三端電壓三進(jìn)一三步下三降。95電壓三變化三率發(fā)電三機(jī)的三端電三壓隨三負(fù)載三的變?nèi)倘瓤扇秒娙龎鹤兓嗜ɑ蛉Q電三壓調(diào)三整率三）表三示。三電壓三變化三率是三指發(fā)電機(jī)三從額三定負(fù)三載（U=UN，I=IN）過(guò)三渡到三空載三（U=U0I=0）時(shí)三，電三壓升三高數(shù)三值與三額定三電壓三的百三分比三，即三：通常三他勵(lì)三直流三發(fā)電三機(jī)的三電壓三變化三率ΔU%約為（5~三10）%。96并勵(lì)三直流三發(fā)電三機(jī)1．自三勵(lì)過(guò)三程當(dāng)發(fā)三電機(jī)三以額三定轉(zhuǎn)三速nN運(yùn)轉(zhuǎn)三時(shí)，三在有三剩磁三條件下，三電樞三繞組三切割三剩磁三，則三電樞三繞組三中產(chǎn)三生感三應(yīng)電三動(dòng)勢(shì)Er（約三為2~三5%UN），三從而三在電三樞兩三端建三立剩三磁電壓Ur，Ur作用三下，三產(chǎn)生三不大三的勵(lì)三磁電三流If，此三勵(lì)磁三電流通三過(guò)勵(lì)三磁繞三組會(huì)三產(chǎn)生三磁場(chǎng)三，磁三場(chǎng)的三方向三若與三剩磁三方向一三致，三則主三磁通三得以三加強(qiáng)三，使三電樞三端電三壓進(jìn)三一步三提高，三端電三壓的三升高三，又三使勵(lì)三磁電三流增三大，三主磁三通更三加強(qiáng)，三如此三反復(fù)三，最三終使三電樞三端電三壓建三立。97并勵(lì)三直流三發(fā)電三機(jī)98并勵(lì)三直流三發(fā)電三機(jī)自三勵(lì)條三件①電機(jī)三必須三有剩三磁，三否則三應(yīng)利三用其三它直三流電三源對(duì)其充三磁；②勵(lì)磁三繞組三與電三樞繞三組的三接法三要正三確，三即使三勵(lì)磁電流三產(chǎn)生三的磁三通方三向與三剩磁三方向三一致三，否三則應(yīng)三改變?nèi)?lì)繞三組極三性；③勵(lì)磁三回路三總電三阻應(yīng)三小于三該轉(zhuǎn)三速下三的臨三界電三阻。99并勵(lì)三直流三發(fā)電三機(jī)2．外三特性并勵(lì)三直流三發(fā)電三機(jī)的三勵(lì)磁三繞組與三電樞三繞組三并聯(lián)三，當(dāng)三發(fā)電三機(jī)端電三壓下三降，三勵(lì)磁三電流三減少三，使磁三通變?nèi)?，三則電三樞電三動(dòng)勢(shì)三降低，三從而三使端三電壓三進(jìn)一三步下三降它的三外特三性要三比他三勵(lì)直三流發(fā)三電機(jī)下三垂。三它的三電壓三變化三率ΔU%約為三（20三~3三0）%。10三0【例1-三3】一臺(tái)三并勵(lì)三直流三發(fā)電三機(jī)數(shù)三據(jù)為PN=8三2k三W，UN=2三30三VnN=9三70三r/三mi三n，電三樞繞三組總?cè)娮鑂a=0三.0三25三9Ω，并三勵(lì)繞組內(nèi)三阻rf=2三2.三8Ω，額三定負(fù)三載時(shí)三，并三勵(lì)回三路串三入的三調(diào)節(jié)電阻RfΩ=3三.5三Ω，一三對(duì)電三刷壓三降2ΔU=2三V，pFe+pm=2三.5三kW，附三加損三耗pad=0三.0三05PN，試三求額三定負(fù)三載時(shí)，三發(fā)電三機(jī)的三輸入三功率三、電三磁功三率、三電磁三轉(zhuǎn)矩三和效三率。10三1【例1-三3】解：三（1）求三電磁三功率勵(lì)磁三電流三為額定三負(fù)載三電流三為電樞三電流三為10三2【例1-三3】電樞三電動(dòng)三勢(shì)為電磁三功率三為（2）求三輸入三功率10三3【例1-三3】（3）求三電磁三轉(zhuǎn)矩（4）求三效率10三4直流三電動(dòng)三機(jī)直流三電動(dòng)三機(jī)是三將輸三入的三直流三電能三轉(zhuǎn)變?nèi)秊闄C(jī)三械能的電三氣設(shè)三備，三即有三：三直流三電能→機(jī)械三能。10三5電動(dòng)三機(jī)慣三例10三6電壓三方程他勵(lì)三時(shí)有三：I=Ia；并三勵(lì)時(shí)三有：I=Ia+If。電樞三回路三電壓三方程三式為U=Ea+Ia·Ra其中三反電三動(dòng)勢(shì)Ea=CeΦ·n，若三為并三勵(lì)時(shí)三，還三存在U=If（rf+Rfad）=If·Rf由于Ra很小三，電三樞回三路上三電阻三壓降三很小三，電三源電三壓大部三分降三落在三反電三動(dòng)勢(shì)Ea上。10三7轉(zhuǎn)矩三方程電動(dòng)三機(jī)空三載時(shí)三，軸三上輸三出轉(zhuǎn)三矩T2=0，則三有T=T0當(dāng)負(fù)三載轉(zhuǎn)三矩為TL，軸三上輸三出有T2=TL，電三動(dòng)機(jī)三勻速三穩(wěn)定運(yùn)三行時(shí)三有T=T2+T0其中三電磁三轉(zhuǎn)矩三為拖三動(dòng)性三質(zhì)轉(zhuǎn)三矩，三可用三公式T=CTΦIa計(jì)算三，（T2+T0）為三總的三阻轉(zhuǎn)三矩，三方向三與T相反三。10三8功率三平衡三關(guān)系他勵(lì)三直流三電動(dòng)三機(jī)輸三入功三率為P1=UI=UIa=（Ea+IaRa）Ia=EaIa+Ia2Ra∴P1=Pem+pCu三a式中三電磁三功率Pem的功三率性三質(zhì)為三電功三率，pCu三a=Ia2Ra為電樞三回路三上的三銅耗三。10三9功率三平衡三關(guān)系并勵(lì)三直流三電動(dòng)三機(jī)輸三入功三率為P1=UI=U（Ia+If）=UIa+UIf=（Ea+IaRa）Ia+UIf=EaIa+Ia2Ra+If2Rf∴P1=Pem+pCu三a+pCuf式中pCuf=If2Rf為勵(lì)三磁回三路上三的銅三耗。11三0功率三平衡三關(guān)系在轉(zhuǎn)三矩平三衡方三程式T=T2+T0兩邊三同乘三以角三速度Ω可得TΩ=T2Ω+T0Ω，則三有Pem=P2+p0也可三表示三為P2=Pem-p0式中三電磁三功率Pem的功三率性三質(zhì)為三機(jī)械三功率三，空三載損三耗為：p0=pFe+pm+pad11三1功率三流程三圖11三2功率三流程三圖11三3【例1-三4】已知三一臺(tái)三永磁三直流三電動(dòng)三機(jī)的三電樞三電阻Ra=1三.0三3Ω當(dāng)在50三V直流三電源三供電三下空三載運(yùn)三行時(shí)三，電三機(jī)轉(zhuǎn)三速為21三00三r/三mi三n，吸三收電三流是1.三25三A。試三計(jì)算三：（1）轉(zhuǎn)三矩常數(shù)CT’（CT’=CTF）；三（2）電三動(dòng)機(jī)三的空三載損三耗p0；（3）當(dāng)三轉(zhuǎn)速三為17三00三r/三mi三n以及三電源三電壓三為48三V時(shí)，三電動(dòng)機(jī)三的輸三出功三率P2。11三4【例1-三4】解：三（1）求三轉(zhuǎn)矩三常數(shù)CT’感應(yīng)三電動(dòng)三勢(shì)為轉(zhuǎn)矩三常數(shù)三為（2）求三空載三損耗空載三損耗三為11三5【例1-三4】（3）求三輸出三功率在轉(zhuǎn)三速為17三00三r/三mi三n時(shí)，三感應(yīng)三電動(dòng)三勢(shì)為電樞三電流三為電磁三功率三為輸出三功率三為11三6直流三電動(dòng)三機(jī)的三工作三特性直流三電動(dòng)三機(jī)工三作特三性是三指在U=UN，If=IfN，電樞回三路不三外串三電阻三的條三件下三，轉(zhuǎn)三速n、轉(zhuǎn)三矩T、效三率h與輸三出功三率P2之間三的關(guān)三系曲三線。三實(shí)際三運(yùn)行三中，三電樞電三流Ia是隨P2增大三而增三大，三又便三于測(cè)三量，三故也三可把轉(zhuǎn)速n、轉(zhuǎn)三矩T、效三率h與電三樞電三流Ia之間三的關(guān)三系曲線稱三為工三作特三性。11三7直流三電動(dòng)三機(jī)的三工作三特性轉(zhuǎn)速三特性三是指三當(dāng)U=UN，If=IfN，電三樞回三路外三串電阻RΩ=0時(shí)，n=?(Ia)的關(guān)三系。三其表三達(dá)式三為若忽三略電三樞反三應(yīng)，三電樞三電阻又三較小三，轉(zhuǎn)三速特三性是三一條略三微向三下傾三斜的三直線三（實(shí)線所三示）三；考三慮電三樞反三應(yīng)的祛磁三作用三如虛三線所三示。11三8直流三電動(dòng)三機(jī)的三工作三特性轉(zhuǎn)矩三特性三是指三當(dāng)U=UN，If=IfN，電三樞回三路外三串電阻RΩ=0時(shí)，T=?(Ia)的關(guān)三系。根據(jù)三轉(zhuǎn)矩三公式T=CTΦIa，忽略三電樞三反應(yīng)三，轉(zhuǎn)三矩特三性是三一條過(guò)三原點(diǎn)三的直三線（三實(shí)線三所示三）?？紤]三電樞三反應(yīng)三的祛三磁作三用，三轉(zhuǎn)矩特三性如三圖1-三36虛線三所示三。11三9直流三電動(dòng)三機(jī)的三工作三特性效率三特性三是指三當(dāng)U=UN，If=IfN，電三樞回三路外三串電阻RΩ=0時(shí)，h=?(Ia)的關(guān)三系。根據(jù)三效率三的定三義可三得式中三總損三耗為其中三空載三損耗p0與負(fù)三載電三流變?nèi)療o(wú)三關(guān)，三稱為三不變?nèi)龘p耗電樞三銅耗pCu三a隨負(fù)三載電三流平三方倍三變化三，又三稱可三變損三耗12三0直流三電動(dòng)三機(jī)的三工作三特性當(dāng)負(fù)三載電三流從三零逐漸增三大時(shí)三，效三率也三隨之增大三，當(dāng)三負(fù)載三電流三增大到一三定程三度，三效率三達(dá)最大之三后隨三負(fù)載三電流三的繼續(xù)增三大，三效率三反而三減小三，如圖1-三36所示三。12三1直流三電動(dòng)三機(jī)的三工作三特性如果三令dh/dIa=0，可三得：說(shuō)明三不變?nèi)龘p耗三等于三可變?nèi)龘p耗三時(shí)，三效率三最高三，效三率特性的三這個(gè)三特點(diǎn)三，對(duì)三其他三電機(jī)三、變?nèi)龎浩魅策m三用，三具有普遍三意義三。12三2【例1-三5】有一三他勵(lì)三直流三電動(dòng)三機(jī)接三在額三定電三壓為22三0V的電網(wǎng)上三額定三運(yùn)行三時(shí)，三電動(dòng)三機(jī)的三額定三電樞三電流Ia=1三5A，電樞三回路三總電三阻Ra=0三.7三Ω，（1）求三電動(dòng)三機(jī)額三定運(yùn)三行時(shí)的三反電三動(dòng)勢(shì)三；（2）若三因某三種原三因，三使電三網(wǎng)電三壓下降至19三5V，但三勵(lì)磁三電流三和負(fù)三載轉(zhuǎn)三矩均三未發(fā)三生變?nèi)?，求在三達(dá)到三新平三衡點(diǎn)三后電三動(dòng)機(jī)三的反三電動(dòng)三勢(shì)。12三3【例1-三5】解：三（1）額三定運(yùn)三行時(shí)三的反三電動(dòng)三勢(shì)（2）新三平衡三點(diǎn)時(shí)三的反三電動(dòng)三勢(shì)12三4他勵(lì)三直流三電動(dòng)三機(jī)的三機(jī)械三特性（1）固三有機(jī)三械特三性他勵(lì)三直流三電動(dòng)三機(jī)的三固有三機(jī)械三特性三是指三：在三電源電壓U=UN，氣三隙磁三通Ф=ФN，電三樞外三串電三阻RΩ=0時(shí)，n=?(T)的機(jī)三械特三性，三其數(shù)三學(xué)表三達(dá)式三為式中b稱為三斜率三，ΔnN為額三定負(fù)三載時(shí)三的轉(zhuǎn)三速降三。固三有機(jī)械三特性三曲線三如圖1-三37所示三。12三5他勵(lì)三直流三電動(dòng)三機(jī)的三機(jī)械三特性他勵(lì)三直流三電動(dòng)三機(jī)固三有機(jī)三械特三性是三一條三過(guò)理三想空載點(diǎn)三（n=n0，T=0）斜三率很小三的硬三特性三曲線三。當(dāng)三空載轉(zhuǎn)三矩為T0時(shí)，三實(shí)際三空載轉(zhuǎn)速三為n0’。12三6他勵(lì)三直流三電動(dòng)三機(jī)的三機(jī)械三特性（2）三根據(jù)三銘牌三數(shù)據(jù)三估算三機(jī)械三特性直流三電動(dòng)三機(jī)的三固有三機(jī)械三特性三可通三過(guò)實(shí)三驗(yàn)測(cè)三得，也可三根據(jù)三銘牌三數(shù)據(jù)三估算三求得三。由于三固有三機(jī)械三特性三是一三條直三線，三一般三通過(guò)三求取兩個(gè)三特殊三點(diǎn)（三理想三空載三點(diǎn)和三額定三工作三點(diǎn)）三，再三將這兩點(diǎn)三連成三直線三便可三得到三固有三機(jī)械三特性三。12三7他勵(lì)三直流三電動(dòng)三機(jī)的三機(jī)械三特性①求理三想空三載點(diǎn)三（n0，0）計(jì)算三理想三空載三轉(zhuǎn)速三公式三為式中12三8他勵(lì)三直流三電動(dòng)三機(jī)的三機(jī)械三特性電樞三回路三電阻Ra，可三實(shí)測(cè)三或根三據(jù)經(jīng)三驗(yàn)公三式估三算。一般三直流三電動(dòng)三機(jī)額三定運(yùn)三行時(shí)三的銅三損約三占總?cè)龘p耗三的一三半至三三分之三二，三則Ra的估三算式三為12三9他勵(lì)三直流三電動(dòng)三機(jī)的三機(jī)械三特性②求額三定工三作點(diǎn)三（nN，TN）根據(jù)三銘牌三數(shù)據(jù)三可得三額定三轉(zhuǎn)速nN，而三計(jì)算三電磁三轉(zhuǎn)矩公三式為13三0【例1-三6】一臺(tái)三他勵(lì)三直流三電動(dòng)三機(jī)額三定數(shù)三據(jù)為PN=1三00三kW，UN=2三20三V，IN=5三17三A，nN=1三20三0r三/m三in，電三樞回三路電三阻Ra=0三.0三44三Ω，試三求：1）固三有機(jī)三械特三性方三程式三；2）額定負(fù)三載時(shí)三的電三樞電三動(dòng)勢(shì)三和額三定電三磁轉(zhuǎn)三矩；3）額三定輸出轉(zhuǎn)三矩和三空載三轉(zhuǎn)矩三；4）理三想空三載轉(zhuǎn)三速和三實(shí)際三空載三轉(zhuǎn)速；5）電三機(jī)額三定運(yùn)三行，三分別三求電三樞回三路外三串電三阻RaΩ=0三.2三06三Ω時(shí)的三轉(zhuǎn)速三、電三壓U=5三0V時(shí)的三轉(zhuǎn)速三和磁三通F=7三5%FN時(shí)的三轉(zhuǎn)速三。13三1【例1-三6】解：三（1）求三固有三機(jī)械三特性三方程三式∵∴（2）求三電樞三電動(dòng)三勢(shì)和三電磁三轉(zhuǎn)矩電樞三電動(dòng)三勢(shì)為電磁三轉(zhuǎn)矩三為13三2【例1-三6】（3）額三定輸三出轉(zhuǎn)三矩和三空載三轉(zhuǎn)矩輸出三轉(zhuǎn)矩三為空載三轉(zhuǎn)矩三為（4）求三理想三空載三轉(zhuǎn)矩三和實(shí)三際空三載轉(zhuǎn)三矩理想三空載三轉(zhuǎn)速三為實(shí)際三空載三轉(zhuǎn)速三為13三3【例1-三6】（5）電三樞回三路外三串電三阻RaΩ=0三.2三06三Ω時(shí)的三轉(zhuǎn)速（6）電三壓U=5三0V時(shí)的三轉(zhuǎn)速（7）磁三通F=7三5%FN時(shí)的三轉(zhuǎn)速13三4串勵(lì)三直流三電動(dòng)三機(jī)的三機(jī)械三特性串勵(lì)三直流三電動(dòng)三機(jī)的三特點(diǎn)三是：三勵(lì)磁三繞組三與電三樞繞三組串聯(lián)三，勵(lì)三磁電三流If與電三樞電流Ia相等三，即If=Ia，氣三隙主磁通三隨電三樞電三流的三變化三而變化，三其接三線圖三如圖1-三41所示三。13三5串勵(lì)三直流三電動(dòng)三機(jī)的三機(jī)械三特性串勵(lì)三直流三電動(dòng)三機(jī)的三固有三機(jī)械三特性三是指三：在三電源電壓U=UN，電三樞回三路外三串電三阻RΩ=0時(shí)，n=?(T)的關(guān)系曲三線，三其表三達(dá)式三為13三6串勵(lì)三直流三電動(dòng)三機(jī)的三機(jī)械三特性(1三)當(dāng)負(fù)三載較三小時(shí)負(fù)載三較小三，則T較小三，這三時(shí)磁三路未三飽和三，氣三隙主磁通Φ∝Ia，即Φ=k1Ia，故三有式中三為三一常三數(shù)，三所以三特性三方程三為式中C1、C2均為三常數(shù)三，特三性方三程表三明：三轉(zhuǎn)速n是隨三著電磁三轉(zhuǎn)矩T的增三大而三減小三，是三雙曲三線關(guān)三系。13三7串勵(lì)三直流三電動(dòng)三機(jī)的三機(jī)械三特性(2三)當(dāng)負(fù)三載較三大時(shí)負(fù)載三較大三，則T較大三，這三時(shí)磁三路飽三和，三主磁三通基本上三為一三常數(shù)三，即Φ=k，特三性方三程為13三8串勵(lì)三直流三電動(dòng)三機(jī)的三機(jī)械三特性13三9分析由特三性曲三線可三見(jiàn)，三串勵(lì)三直流三電動(dòng)三機(jī)輕三載時(shí)三轉(zhuǎn)速很高三，特三性曲三線與三縱軸三無(wú)交三點(diǎn)，三理想三空載三轉(zhuǎn)速三為無(wú)窮大三，故三不允三許空三載運(yùn)三行，三也不三允許三用于三皮帶三傳動(dòng)的拖三動(dòng)系三統(tǒng)中三，因三為皮三帶的三老化三脫落三，將三會(huì)造三成“三飛車”三。串三勵(lì)直三流電三動(dòng)機(jī)三的特三點(diǎn)是三：電三磁轉(zhuǎn)三矩T與電三樞電流Ia平方三成正三比，三所以三起動(dòng)三轉(zhuǎn)矩三大，三過(guò)載三能力三強(qiáng)，適合三于拖三動(dòng)閘三門、三電車三等負(fù)三載。14三0【例1-三7】某串三勵(lì)直三流電三動(dòng)機(jī)三額定三數(shù)據(jù)三為：三額定三電壓UN=2三20三V，額三定電三流IN=3三0A，額三定轉(zhuǎn)三速nN=1三00三0r三/m三in，電三樞回三路總?cè)娮鑂a=0三.5三7Ω，在三磁路不飽三和的三情況三下，三求電三機(jī)運(yùn)三行在三半載三，即三電樞三電流Iaˊ=三15三A時(shí)，三電動(dòng)三機(jī)的三轉(zhuǎn)速三和電三磁轉(zhuǎn)三矩。14三1【例1-三7】解：三串勵(lì)三電動(dòng)三機(jī)的三額定三電樞三電流三為額定三負(fù)載三時(shí)反三電動(dòng)三勢(shì)為電樞三電流Ia=1三5A時(shí)的三磁通三為14三2【例1-三7】此時(shí)三的反三電動(dòng)三勢(shì)為電動(dòng)三機(jī)轉(zhuǎn)三速為電磁三轉(zhuǎn)矩三為14三3復(fù)勵(lì)三直流三電動(dòng)三機(jī)的三機(jī)械三特性復(fù)勵(lì)三直流三電動(dòng)三機(jī)既三有并三勵(lì)繞三組，三又有三串勵(lì)三繞組三，當(dāng)并三勵(lì)與三串勵(lì)三繞組三產(chǎn)生三的磁三動(dòng)勢(shì)三方向三相同三時(shí)，三稱為三積復(fù)勵(lì)三；當(dāng)三并勵(lì)三與串三勵(lì)繞三組產(chǎn)三生的三磁動(dòng)三勢(shì)方三向相三反時(shí)三，稱為三差復(fù)三勵(lì)，三差復(fù)三勵(lì)在三實(shí)際三應(yīng)用三中很三少。14三4復(fù)勵(lì)三直流三電動(dòng)三機(jī)的三機(jī)械三特性積復(fù)三勵(lì)在三理想三空載三時(shí)，三電樞三電流三為零三，主三磁通Φ0由并三勵(lì)繞三組產(chǎn)三生，三故存三在理三想空三載轉(zhuǎn)三速，三為不會(huì)三出現(xiàn)三“飛三車”三危險(xiǎn)三；當(dāng)三負(fù)載增三大時(shí)三，電三樞電三流增三大，總磁三通隨三之增三大，三使轉(zhuǎn)三速比并勵(lì)三下降三更多三，如三圖所三示。14三5直流三電機(jī)三的換三向電機(jī)三運(yùn)行三時(shí)，三元件三會(huì)隨三電樞三的運(yùn)三轉(zhuǎn)從三一條三之路經(jīng)過(guò)三電刷三換到三另一三條之三路，三元件三電流三改變?nèi)较蛉?，這一過(guò)三程稱三為換三向，三換向三也是三直流三電機(jī)三特有三的問(wèn)三題，換向三的好三壞，三直接三影響三直流三電機(jī)三的運(yùn)三行性三能。14三6直流三電機(jī)三的換三向14三7直流三電機(jī)三的換三向直線三換向如果三當(dāng)換三向元三件中三各種三電動(dòng)三勢(shì)為三零，三被電三刷短接的三閉合三回路三就不三會(huì)出三現(xiàn)環(huán)三流，三元件三中的三電流三大小由電三刷與三相鄰三兩換三向片三的接三觸面三積決三定，三電流三隨時(shí)間均三勻變?nèi)?，三即有三：i=?(t)。把這三種換三向稱三為直三線換向，三如圖1-三45曲線1所示，三直線三換向三是理三想換三向，三電機(jī)不三會(huì)出三現(xiàn)火三花。14三8直流三電機(jī)三的換三向14三9直流三電機(jī)三的換三向換向三元件三的感三應(yīng)電三動(dòng)勢(shì)實(shí)際三電機(jī)三換向三時(shí)，三換向三元件三中Σe≠0。換三向元件中三存在三以下三電動(dòng)三勢(shì)：（1）自三感電三動(dòng)勢(shì)eL換向三元件三中電三流變?nèi)瘯r(shí)三產(chǎn)生三的自三感電三動(dòng)勢(shì)三，15三0直流三電機(jī)三的換三向（2）互三感電三動(dòng)勢(shì)eM同時(shí)三換向三的幾三個(gè)元三件中三相互三產(chǎn)生三的互三感電三動(dòng)勢(shì)三，。通常三把自三感電三動(dòng)勢(shì)eL與互三感電三動(dòng)勢(shì)eM之和三稱為三電抗電三動(dòng)勢(shì)er，即三：電抗三電動(dòng)三勢(shì)總?cè)亲枞K換三向元三件中三的電三流變?nèi)娜琫r方向三應(yīng)與三換向三前元三件的三電流三方向三一致三。15三1直流三電機(jī)三的換三向（3）電三樞反三應(yīng)電三動(dòng)勢(shì)ea換向三元件三處在三幾何三中性三線上三，主三磁場(chǎng)三在此三區(qū)域三磁通密三度Φ0=0，但三電樞三磁密Φa≠0，在三刷位三正常三時(shí)最三大換向三元件三切割三電樞三磁場(chǎng)三產(chǎn)生三電樞三反應(yīng)三電動(dòng)三勢(shì)ea，其三方向與er相同三，也三是阻三礙換三向元三件中三的電三流變?nèi)娜?5三2直流三電機(jī)三的換三向由于三換向三元件三中的Σe=ea+er≠0，則三在被三電刷三短接的三閉合三回路三中就三有環(huán)三流ik產(chǎn)生三，設(shè)三閉合三回路三的總?cè)娮铻棣睷，環(huán)三流為三：15三3直流三電機(jī)三的換三向環(huán)流三的存三在使三換向三元件三在換三向過(guò)三程中三電流三不隨時(shí)間三直線三變化三，電三流的三變化三比直三線換三向慢三，如三圖1-三45曲線2所示三，這三種換三向稱三為延三遲換三向。三延遲三換向三使電刷電三流密三度不三均勻三，電三刷后部三電流三密度三比前三部大三，因此三在電三刷后三部出三現(xiàn)火三花。15三4直流三電機(jī)三的換三向改善三換向三的方三法加裝三換向三磁極三，如圖所三示。三在幾三何中三性線處加三裝換三向磁三極，三換向繞組三與電三樞繞三組串三聯(lián)，使Bk∝Ia，換三向磁三極的三極性與三電樞三磁場(chǎng)三極性三相反以抵三消ea+er的作三用。15三5直流三電機(jī)三的換三向小容三量的三電機(jī)三，因三為體三積有三限，三無(wú)換三向磁三極，一般三用移三刷的三方法三來(lái)改三善換三向。三在直三流發(fā)三電機(jī)三中將電刷三順轉(zhuǎn)三向移三過(guò)中三性線三一個(gè)α角，三設(shè)由三反應(yīng)三引起三的物理三中性三線偏三移幾三何中三性線三為b角，三則應(yīng)三使α>b，即電三刷順三轉(zhuǎn)向三從幾三何中三性線三移過(guò)三物理三中性三線，三使換向元三件切三割主三磁場(chǎng)三產(chǎn)生三的感三應(yīng)電三動(dòng)勢(shì)ek除抵三消電三樞反應(yīng)電三動(dòng)勢(shì)ea外，三還可三抵消三電抗三電動(dòng)三勢(shì)er，使三換向三元件總電三動(dòng)勢(shì)三基本三為零三。對(duì)三直流三電動(dòng)三機(jī)，三電刷三應(yīng)逆三轉(zhuǎn)向移α角，三且使α>b。15三6直流三電機(jī)三的換三向電樞三反應(yīng)三使氣三隙磁三密發(fā)三生畸三變，三使位三于Bδm三ax處的元三件所三聯(lián)接三的兩三換向三片之三間的三電壓三增大三，此三電壓超過(guò)三一定三限度三，可三能出三現(xiàn)環(huán)三火，三即在三正、三負(fù)電三刷之間出三現(xiàn)電三弧，三環(huán)火三能使三電機(jī)三在很三短時(shí)三間內(nèi)三損壞三。為了防三止環(huán)三火，三可在三主磁三極的三極靴三中加三裝與三電樞三繞組串聯(lián)三的補(bǔ)三償繞三組，三它所三產(chǎn)生三的磁三動(dòng)勢(shì)三應(yīng)與三電樞三磁動(dòng)勢(shì)相三反。15三7【實(shí)例1】一臺(tái)25三kW，12三5三V的他三勵(lì)直三流電三機(jī)，三以恒三定轉(zhuǎn)速30三00三r/三mi三n運(yùn)行三，并三具有三恒定三勵(lì)磁三電流三，開(kāi)三路電三樞電壓三是12三5V，電三樞電三阻為0.三02三Ω。當(dāng)三端電三壓分三別為（1）12三8V和（2）12三4V時(shí)，三計(jì)算三電樞三電流三、輸三入功率、三電磁三功率三和電三磁轉(zhuǎn)三矩。15三8【實(shí)例1】解：三（1）端三電壓三為12三8V時(shí)由題三意可三知：三端電三壓U=1三28三V，電三樞電三動(dòng)勢(shì)Ea=1三25，按電三動(dòng)機(jī)三慣例三，電三流為電動(dòng)三機(jī)端三的輸三入功三率為電磁三功率三為15三9【實(shí)例1】電磁三轉(zhuǎn)矩三為（2）端三電壓三為12三4V時(shí)由于三電樞三電動(dòng)三勢(shì)大三于端三電壓三，電三樞電三流將三流出電機(jī)三，電三機(jī)作三發(fā)電三機(jī)運(yùn)三行，三電樞三電流三為16三0【實(shí)例1】發(fā)電三機(jī)端三的輸三出功三率為電磁三功率三為電磁三轉(zhuǎn)矩三為