1、直流电机,卢 斌,电机学习题课,2,3-1 直流电机有哪些励磁方式,励磁方式,Ia=I,Ia=I+If,Ia=I=If,Ia=I+If,U=Uf,3,3-6 在直流发电机中，电刷顺电枢旋转方向移动一角度，电枢反应的性质怎样？当电刷逆电枢旋转方向移动一角度，电枢反应的性质又是怎样？如果是电动机，在这两种情况下，电枢反应的性质又是怎样？,分析思路：负载时的电枢磁动势和电枢反应,电枢电流ia,4,(一)交轴电枢反应 a）负载时的合成磁场 b）合成磁场分布,不计磁饱和时：,计磁饱和时：,交轴电枢反应既无增磁、亦无去磁作用,交轴电枢反具有一定的去磁作用,5,（二）直轴电枢反应：若电机为发电机，电刷顺电枢
2、旋转方向移动一角度，对主极磁场而言，直轴电枢反应将是去磁的。若电刷逆着旋转方向移动一度，直轴电枢反应时增磁的。电动机的情况恰好相反。,6,1 直流发电机中，当电刷顺电枢旋转方向移动一个角度，电枢反应的性质是：(1) 使主磁场发生畸变 （2）具有去磁作用是主磁场减弱 直流发电机中，当电刷逆电枢旋转方向移动一个角度，电枢反应的性质是：(1)使主磁场发生畸变 （2）具有去磁作用是主磁场增强2. 直流电动机中，当电刷顺电枢旋转方向移动一个角度，电枢反应的性质是：(1) 使主磁场发生畸变 （2）具有去磁作用是主磁场增强 直流电动机中，当电刷逆电枢旋转方向移动一个角度，电枢反应的性质是：(1) 使主磁场发
3、生畸变 （2）具有去磁作用是主磁场减弱,7,3-7 直流电机电枢绕组元件内的电动势和电流是交流还是直流？为什么在稳态电压方程中不出现元件本身的电感电动势？,电枢元件内的电动势和电流是交流,直流发电机：尽管单个元件内的电动势是交流，但稳态电压方程考察的对象是电刷间的输出电动势（由于换向器的“整流”作用，电刷间输出电动势是直流电动势），所以不会出现元件本身的电感电动势,直流电动机：导体中的电流随其所处的磁极极性的改变而同时改变方向，使得电磁转矩不变。换向器将外电路的直流电改变为线圈内的交流电(“逆变”作用)。电压方程与元件的电感电动势无关。,8,直流电机稳态电压方程式,发电机：Ea=U+IaR+2
4、Us=U+IaRaIa=I+If （并励），Ia=I（他励、串励）电动机：U=Ea+IaR+2Us=Ea+IaRaIa=I-If（并励），Ia=I（他励、串励）,9,3-11 一台他励发电机的转速提高20，空载电压会提高多 少 （If不变）？若为并励发电机，则电压升高的百分值 比他励发电机多还是少(Rf不变)？,If不变,不变,他励空载：EaU0=Ce n ,n,20,U0,20,并励空载：EaU0=Ce n RfIf,n,U0,Rf不变,If,n,U0,增幅大于20,10,3-12 一台他励直流发电机的额定电压为230V，额定电流为10A，额定转速为1000r/min，电枢电阻R=1.3，电
5、刷压降2Us=2V，励磁绕组电阻Rf=88。已知在750r/min时的空载特性如下表示,额定转速、励磁电流为2.5A时，空载电压为多少？若转速为900r/min，空载电压为多少？满载时电磁功率为多少？,11,12,3-13 一台四极82kW，230V，970r/min的并励发电机，R（750）0.0259 ，R f（750）22.8 额定负载时励磁回路中 串入3.5的调节电阻，电刷压降为2V，铁耗和机械损耗共2.5kW，杂散损耗为额定功率的0.5，试求额定负载时发电机的输入功率、电磁功率和效率。,分析：并励发电机,额定负载时：,I=P/UN=82000/230=356.52A,Ia I + I
6、f365.265A,PeP2+Ia2R + 2UsIaIf2Rf88.197kW,或者： PeEaIa(U+ I aR+2Us)Ia=(230+365.27*0.0259+2)*365.265 88.197kW（推荐）,13,P1PeP0,88.1982.50.58291.108kW,14,3-15 一台并励直流电动机正转时为某一转速，如将它停车，仅改变励磁电流的方向后重新启动运转，发现此时转速与原来不同，是什么原因？,分析：转速变化，由于仅有If方向变化，U、Ia、Ra都没变化，由下式可知一定是主磁通 变化了。,1.剩磁的影响。,的一部分用来抵消剩磁,2.电枢位置不在几何中心线。If变向前后
7、直轴电枢反应的效果是相反的，导致不一样,15,3-16 一台17kW、220V的并励直流电动机，电枢总电阻Ra0.1欧，电刷压降为2V，在额定电压下电枢电流为100A，转速为1450r/min,并励绕组与一变阻器串联以限制励磁电流为4.3A。当变阻器短路时，励磁电流为9A，转速降低到850r/min,电动机带有恒转矩负载，机械损耗等不计，试计算（1）励磁绕组的电阻和变阻器电阻（2）变阻器短路后，电枢电流的稳态值；（3）电磁转矩值,励磁支路总电阻R220/4.351.16,Rf=220/9=24.44,R滑 =51.16-24.4426.72,Tl不变，机械损耗等不计,16,17,3-17 一台96kW的并励直流电动机，额定电压为440V，额定电流为255A,额定励磁电流为5A，额定转速为500r/min，电枢电阻为0.07欧，电刷压降2Us=2V，不计电枢反应，试求（1）电动机的额定输出转距；（2）额定电流时的电磁转矩（3）电动机的空载转速。,电磁转矩,输出转矩,18,19,3-18 一台17KW、220V的串励直流电动机，串励绕组电阻为0.12，电枢总电阻为0.2，在额定电压运行时，电动机电枢电流为65A，转速为670r/min，试确定负载增大而使电枢电流增大为75A是，电动机的转速和电磁转矩（磁路设为线性）,20,21,谢 谢！,
