习题课 * 电机与拖动 第 三 章 直 流 电 动 机 结束 可    逆    原    理 基    本    方    程 工    作    特    性 机    械    特    性 串    励    电    机 直    流    换    向 直 流 电 动 机 结束 第五章  直  流  电  动  机 本 章 要 求： 熟练掌握直流电动机的基本方程，并能正确使用。 掌握直流电动机的转速特性、转矩特性以及效率特性。 掌握直流电机的可逆原理，并能正确判断直流电机的运行状态。 熟练掌握直流电动机的机械特性，并能灵活应用。 结束 第一节 直 流 电 机 的 可 逆 原 理 发电状态Ea U N S T2 Tem T0 n Ea Ia 电动状态Ea U 上 下 + - U N S T1 Tem T0 n Ea Ia U=Ea -IaRa 结束 第二节直 流 电 动 机 的 基 本 方 程 一、电压方程 U、I正方向如图，Ea为反电势 U=Ea+IaRa 电枢总等效内阻 电枢感应电势Ea=Ce?n 上 下 N S T2 Tem T0 n Ea Ia U 结束 二、转矩方程         电磁转矩为拖动转矩，负载和空载转矩为制动转矩。 稳定运行时转矩方程为： Tem=T2+T0 电磁转矩=CT?Ia 空载转矩 负载转矩 上 下 N S T2 Tem T0 n Ea Ia U 结束 三、功率方程(并励) T2 N Tem T0 n Ea Ia + - U G If I 1、输入功率 励磁损耗 2、电枢功率 电枢功率分为电磁功率和电枢铜耗。 上 下 结束 3、电磁功率的分配 摩擦损耗 铁损耗 附加损耗 其中： 上 下 N Tem T0 n Ea Ia + - U G If I T2 结束 4、总功率的分配 总损耗?p 效率： 功率流程 P1 pcuf pcu Pem P2 p0 上 下 N Tem T0 n Ea Ia + - U G If I T2 结束 直流电动机的基本方程小结： 电势： U=Ea+IaRa 转矩： Tem=T2+T0 功率:P1=pcuf+pcu+p0+P2 P1 P2 上 下 Pcuf G If N S T2 T T0 n Ea Ia U pcu Pem p0 结束 第三节 他、并 励 直 流 电 动 机 特 性  电动机的转速n 、电磁转矩Tem 、效率?与输出功率P2 或（Ia）的关系叫运行特性。 有以下几种特性： 转速特性：n=f(Ia） 转矩特性：Tem=f(Ia） 效率特性： ? =f(Ia） 机械特性： n =f(Tem) 上 下         转速与电磁力矩之间的关系称为电动机的机械特性。 结束 2、数学表达式： 电势： U=Ea+IaRa 且Ea=Ce?n n= UN Ce? Ra Ce? Ia =n0-K Ia UN 式中： n0= Ce? 理想空载转速 K= Ra Ce? 斜率 n Ia 0 n0     电机实际空载运行时存在T0，Ia0?0，实际空载转速n0′  n0 Ia0 上 下 一、转速特性：n=f(Ia） 1、研究条件：U=UN, If=IfN T2 N Te T0 n Ea Ia + - U G If I 结束 4、转速变化率?n： n Ia 0 n0 IaN nN ?n= n0 - nN  nN ?100% 他、并励电机?n=（2~8）% 上 下 结束 二、转矩特性：T=f(Ia） 研究条件：U=UN， If=IfN T=CT? Ia T Ia 0 上 下 三、效率特性： ? =f(Ia） 研究条件：U=UN， If=IfN ? = P2  p1 ?100%  = P1 -pcu- p0  p1 ?100%  = P1 -Ia2 ?Ra- p0  p1 ?100% pcu：可变损耗 ；p0：不变损耗；它们相等?最大  ? Ia 0 上 下 结束 四、机械特性： n =f(Tem) 研究条件：U=UN， If=IfN n= UN Ce? Ra Ce? Ia Tem=CT?Ia n= UN Ce? Ra CT Ce? 2 T em=n0-KTem 由转速和转矩表达式： 推出机械特性表达式： n Tem 0 n0 TN nN 上 下 1、自然机械特性 T2 N Tem T0 n Ea Ia + - U G If I 结束         在U=UN， If=IfN，电枢回路不串电阻条件下，得到的机械特性叫自然特性（固有特性）         以上三个条件只要改变其中一个，得到的机械特性称为人工机械特性。 上 下 n= UN Ce? Ra CT Ce? 2 T em=n0-KTem 结束 1）电枢串电阻 U Ea Ia K1 Rc 特性方程变为： n= UN Ce? Ra+ RC CT Ce? 2 Tem =n0-K′Tem n= UN Ce? Ra CT Ce? 2 T em=n0-KTem         串电阻特性与自然特性比较， 斜率变大了， n0未变 n T 0 n0 TN nN 自然特性 上 下 2、人工机械特性 结束 2）减小磁通? n= UN Ce? Ra CT Ce? 2 T =n0-KT n T 0 n0 TN nN 自然特性 减小?， n0和K都增加， 特性上移，且变软 弱磁可以升速 上 下 结束 3）降低电枢端电压U n= U Ce? Ra CT Ce? 2 T =n0-KT n T 0 n0 TN nN 自然特性 降低U ， n0减小K不变， 特性向下平移 上 下 结束 第 四 节 串 励 直 流 电 动 机 U Ea Ia K1 If         串励直流电动机If=Ia，主磁通随负载电流Ia的变化而变化。 一、转速特性：n=f(Ia） 研究条件：U=UN,电枢回路总电阻R0不变 n= UN Ce? R0 Ce? Ia 特性表达式与他励（并励）一样 上 下 结束 n= UN Ce? R0 Ce? Ia         他励?与Ia无关，串励If=Ia， ?与Ia符合磁化曲线关系. ? If=Ia 0 1、轻载时 Ia小， ? 与Ia与成正比 ?=k1Ia n= UN Cek1Ia R0 Cek1 n Ia 0 双曲线 上 下 结束 2、重载时 Ia= If 大， ? 近似不变 n= UN Ce? R0 Ce? Ia 特性变为直线 n Ia 0 双曲线 上 下 ? If=Ia 0 结束 二、转矩特性：Tem=f(Ia） 研究条件：U=UN,电枢回路总电阻R0不变 Tem=CT?Ia 1、轻载时?=k1Ia Tem= CTk1Ia2 T Ia 0 2、重载时?=常数 Tem=CT?Ia 上 下 结束 三、机械特性：n=f(Tem) 研究条件：U=UN,电枢回路总电阻R0不变 1、轻载时 ?=k1Ia Tem= CTk1Ia2 n= UN Ce? R0 Ce? Ia n= UN Ce k1 R0 Cek1 n T 0 双曲线 上 下 结束 
chap3_3直流电机原理三直流电动机.ppt