* 电机与拖动 第 三 章 直流发电机原理 结束 基 本 方 程 他 励 发 电 机 特 性 并 励 发 电 机 直 流 发 电 机 结束 第四章 直 流 发 电 机 本 章 要 求: 熟练掌握直流发电机的基本方程,并能正确使用。 掌握基本概念:物理量的正方向,电机的稳态运行。直流发电机的空载特性、负载特性、外特性以及调节特性。 掌握直流并励发电机自励条件,并能正确判断直流并励发电机无法自励原因。 熟练掌握直流发电机的空载特性和外特性,其它特性一般掌握。 结束 第 一 节 直流发电机的基本方程 以电路、力学、能量守恒的基本定律为基础,建立直流电机电压、转矩、功率三个平衡方程(稳态)。 一、电压平衡方程 正方向规定如图示: 电刷压降 绕组内阻 包括绕组内阻和电刷接触电阻的电枢总内阻 上 下 N S RL T1 Tem T0 n Ea + - U Ia Ce?n 结束 二、转矩平衡方程 当发电机输出功率增加时,输出电流Ia增大、Tem增大,必须加大外力矩T1才能维持正常运转。 1、当发电机空载运行时,其转子的阻转矩只有T0。转矩平衡方程:T1 =T0。 2、当发电机负载运行时,其转子的阻(制动)转矩有T0和电磁转矩Tem。转矩平衡方程为:T1 =T0+Tem 发电机必须有外力矩T1,才能维持正常运转。 上 下 N S T1 Tem T0 n + - U Ia T1 其中: 结束 三、功率平衡方程 RL 1、机械功率平衡方程 摩擦损耗 铁损耗 附加损耗 上 下 N S T1 Tem T0 n Ea + - U Ia 其中: 结束 2、电功率平衡方程 P2:输出功率 pcu:电枢铜耗 上 下 N S RL T1 Tem T0 n Ea + - U Ia 外力矩为了克服制动转矩(电磁和空载转矩)提供机械力矩(功率);它部分转换成了电磁功率传给了电枢。 结束 3、机电能量转换关系 发电机将从转轴上输入的克服电磁转矩的机械功率转换成电功率。该电功率为Ea Ia 电磁功率: Pem=Ea Ia = Tem? 上 下 N S RL T1 Tem T0 n Ea + - U Ia 结束 4、功率分配 5、效率 6、功率流程 P1 p0 pcu Pem P2 上 下 N S RL T1 Tem T0 n Ea + - U Ia 结束 直流发电机基本方程小结 N S RL T1 Tem T0 n Ea Ia + - U Pcu P2 Pem 电势:Ea=IaRa+U 转矩:T1=T0+Tem 功率:P1=p0+pcu+ P2 上 下 Ia P1 P0 第二节 他 励 发 电 机 特 性 直流发电机中,物理量:U(端电压)、Ia(电枢电流)、If(励磁电流)两两间的变化关系称为发电机特性。它们包括 空载特性:U=f(If) ,Ia =0 ,n N=C 外特性: U=f(Ia) ,If=C ,n N=C 调节特性: If =f(Ia) ,U=C ,n N=C 上 下 结束 一、空载特性U=f(If) U0 Uf Ea 当n=nN且Ia=0时,U与If关系也等于Ea与If关系,即 Ea=f(If) ?Ea??,? Ea=f(If)曲线与电机磁化曲线?=f(If)相似 Ea=f(If)曲线也有磁滞现象 注意:空载实验时, If只能单方向调节。 上 下 Ea If 0 结束 二、外特性U=f(Ia) 当If=IfN ,n=nN时,U与Ia的关系 U Uf Ea RL Ia 曲线下降原因: U =Ea-IaRa 1、电枢反应去磁,使Ea减小。 2、内阻Ra有压降。(主要) 电压变化大小用?U表示,称为电压变化率 ?U= U0-UN UN ?100% 他励?U=(5~10)% 上 下 U Ia IN U0 UN 0 结束 三、调节特性If =f(Ia) 当n=nN , U=C时, If与Ia关系 U Uf Ea RL Ia Rr If Ia If If0 0 上 下 结束
chap3_2直流电机原理二直流发电机.ppt
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