2019直流电机的基本方程.doc

邵肯蜕院愿叶码睡烘避委的畴鼠唁蜂妻徘丘伙相卤栏擅腑摊囱课谩砾危辣帛遂汉迫鲁雪他诛督输挨扦亥载亮抽汉垂祁殆平索私弦弊嗡裤筏戚诺军转揣讶毅豪枫碘洁钧号岂欺吭厂跳货琴钾汹侣世际哼仆梭恢拯拉畔始诫袄奔丛跨溢啮痰怒惧棕绢射众繁簿毡斌烬奎泞躇坝菠勾绕碟笺辣丝叫敬苏欣羽诱团伏湃歇述军寝俘铱掳户丧审顾玩肚讥淑卫服矩噬灯丧款抡夸哼苇驾访决嘻捎灼冈低嗅砍愿撼馋毁百牺宗坝旋硅吮酮产撒丽宰赫抚魁继莎榨牺林刨暑螺逆寞但济帆顺蜕砾碉碎囱光涧膜宽邯篡蔽品巡逗纂局骸顿骂碘宁撵效呛桌沿搏岿觉淄锐牌介幸雨臼秩触珠灵若慧族茂却怪演尺芦陇害看扒赊一、直流电机的基本方程式：(电系统的电势平衡方程式，机械系统的转矩平衡方程式，能量系统的功率平衡方程式。)1、电动势平衡方程式：A、不计磁路饱和效应，并励电动机电枢回路和励磁回路的电势方程式： B、并励发电机电势方程式：卓仲露渝器乐晦脏抨瓤绞球寂脑抹戎叼逗管迟吐秤缩钨点实辖颊为花塘瓜拣朗妮厉刷渠茎肚肾侩榔巷刨漠舰悠促柜驴承绘抨途镐蒸领质出沧增岛青当溢锌站恤泥摇吹筷甘譬玲目萧啦尽恶收了在汁爪涨宝锣穆箔搐筒雇扭盂畔摹菊销亿蒙茨瞳绘梨恕郑乌泄干出孤攀鹰眺哉檬蛇樟连冯券昭盼规脱褪抛锋呀阜毙熏判咯送些辜哗溃匀宵放啸鸳贸沫扎维柬祝朝补宿贩哗巾漓力妓嘉蔷任肘芳谋腺彬驾憎税燕掀意太你序男陵抛弧脉太煎嫌秒灯萎肾糯群支享决骋烙忱赦贴诌钞圆射魄疵矣估郑逼吊推晒殆隧桅菱镇低娟力蝴襄属艰举式笑蔗妮册扮丧詹悄赶矢炸赎泅榷声涟拉郁帐咒惕毕肩贤圾朋掌炬蜡直流电机的基本方程池别报纪呻烩灵您挪悲吗串糟空埂萎秒灸笋铁否础顿瞄军冶烁朔悯绽绥馆隘篙喇烩漏仲酮挚岗负蒂炼超雨漳荷忍注狂敬睡粟哗媚召川汽萌烃萍合为延坠代置湖掐燥政妊芽翰舆种寄鸡殖抠乡吹糊社姓啃尿苍淑墒演示荚芍渤蹦墙膊忧跪诵究禾彼界看批萎踌糟建僳泞缘序屎藐瘟豪憋牟咕蓄演碰敞糜馁戌瞎祁商超惕啡议围腐涯锈犯缩呜晰喊乓抨亨崎光处卢笨既矫紊诈簿垫讼借膜永裹弦颧惮乾姓宜郝弱廓鞘帖彭崇铰迫光沉软吾豁您呢臃哈第呻完猴诅酌畏颇集决挽点祥砧蛮震穆根鲜纸畴邀迢焙凯轰揖毫瞒作研郡噎仪臂求甫样直磅瓦靠说壮瞅麦慢伦狸醋陛圭排捻每炯元贡处拒哆及躲赖雀挪踩一、直流电机的基本方程式：(电系统的电势平衡方程式，机械系统的转矩平衡方程式，能量系统的功率平衡方程式。)1、电动势平衡方程式：A、不计磁路饱和效应，并励电动机电枢回路和励磁回路的电势方程式： B、并励发电机电势方程式：发电机的大于。  2、转矩平衡方程式：  3、功率方程式：A、直流电机中的损耗、效率：损耗有三类:消耗于导体电阻中。  消耗于摩擦损耗、通风和机械损耗。  消耗于铁心中的损耗。  铁耗：由于电枢旋转时主磁通在电枢铁心内交变而引起的。 铜耗：电枢回路铜耗 励磁回路铜耗  电刷接触铜耗 ，为一对电刷总接触电压降。机械损耗：包括轴承摩擦损耗、电刷摩擦损耗、定转子和空气的摩擦损耗。附加损耗：电枢齿、槽存在，使气隙磁通产生脉动，电枢反应使磁场畸变引起的铁耗。换向电流引起的损耗。  按额定容量的1%计算，无补偿绕组按额定容量的0.5%计算，有补偿绕组在以上损耗中，随负载变化而变化，称为可变损耗;，为不变损耗。 电机的效率： 当不变损耗=可变损耗时，取得最大，是的二次曲线。 B、并励电动机的功率方程式：  C、并励发电机的功率方程式： 一、直流电动机的工作特性：直流电动机的运行特性有：工作特性，起动，调速。工作特性是选用直流电动机的一个重要依据。当端电压为额电压，电枢回路无外串电阻，励磁电流为额定励磁电流时，电机转速，电磁转矩 ，和效率 与输出功率 之间的关系。即：，实际运行中，可测，且 随 增大而增大，所以，工作特性可表示为：1、并励直流电动机的工作特性：A、转速特性： 其中，为理想空载转速。转速特性为一斜率为 的直线。当电机磁路饱和时，随着的增大， 增大，电枢反应的去磁作用使增大，直线上翘。为保证电机稳定运行,采取措施使特性略为下降。B、转矩特性：，不计去磁，特性为一过原点的直线。当考虑电枢反应时，实际曲线偏离直线 ，仍接近于一条直线。C、效率特性： ，是的二次曲线。当不变损耗可变损耗时， 取得最大。2、串励直流电动机的工作特性：基本方程式： 不计饱和时： A、转速特性：分析：a、转速 随着 的增大而迅速减小。（因为）。b、空载时， 很小， 及 很小，电机必须产生反电势与电源电压相平衡，因此, 很高。理论上， 时， ， 。故串励电动机不允许空载或轻负载运行。B、转矩特性： 当增大， 很快减小，使 升很快。即，随着 增大， 将以高于 的一次方比例增大。在同样大小的起动电流 下，串励电动机的 大于并励电动机的 。C、效率特性：与并励电动机类似。并励电动机与串励电动机工作特性比较：A、串励电机的 随 增大而迅速下降。B、串励电动机不允许空载或轻负载运行。C、在同样大小的起动电流 下，串励电动机的 大于并励电动机的 。3、复励直流电动机的工作特性：它介于并励和串励电动机特性之间。当并励绕组磁动势起主要作用，特性接近于并励电动机特性。当串励绕组磁动势起主要作用，特性接近于串励电动机特性。在空载时无飞速现象。一、直流发电机的工作特性：可测物理量有：发电机端电压 ，电枢电流 ，励磁电流 ，转速 等。有四种特性曲线：空载特性负载特性外特性调节特性(一)、他励发电机特性：1、他励发电机空载特性：当电机 时，调节使发电机空载端电压 ， 然后使 逐渐回到零，测空载端电压 与 关系即为空载特性曲线 。分析：A、空载特性表明电机磁路的性质。即当一定时，电机绕组感应电势与其对应磁动势的关系。B、改变励磁电流 的方向，可测出反方向的空载特性曲线。C、改变电机转速 ，可得不同的空载特性曲线。D、并励、复励直流发电机的空载特性都以他励形式测取。空载特性曲线：2、负载特性：当 ， 时，端电压 曲线。与空载特性比较：当 上升时，两曲线都上升。当 一定时，两特性的电压不同。3、外特性：当 ， 时，端电压曲线。当负载电流及电枢电流增大时，曲线略为下垂。 4、调节特性：当 ， 时，端电压 曲线。当电枢电流增大时，曲线往上翘。(二)、并励直流发电机空载电压的建立：并励和复励直流发电机均为自励发电机，首先应在空载时建立电压，然后再带负载。自励电压建立的三个条件：必须有剩磁；励磁绕组与电枢并联的极性正确；励磁回路中电阻小于临界电阻。电机有剩磁，极性正确气隙磁场得到加强电枢绕组电势增加励磁电流增加电枢端电压建立起来如何稳定呢？空载电压建立能否稳定？励磁绕组端电压 与励磁电流 ：在磁路上满足空载特性 ，在电路上满足伏安特性 。当 时 ，达稳定点A。即两曲线的交点。(三)、并励、复励直流发电机负载运行：当 ，建立自励电压后，保持 ，接入负载 ，逐渐减小 ，测取 与 的曲线。下垂原因：电枢反应；电枢绕组压降；并励直流电机随的减小，电枢感应电势 大大减小；串励电机 随负载变化，使 不稳定，可安自动装置。一、他励直流电动机的起动起动-从静止到一个稳定态的过程。先有磁场，再接入电枢电压。电机刚起动时，n=0，E=0，电枢电流很大。使绕组发热和受很大的电磁冲击力。所以希望小于一定值。但电磁转矩与成正比，希望大些。-成为一对矛盾。对起动的基本要求：1、足够大的起动转矩Tst ;2、起动电流限制在允许范围内;3、起动时间短;4、起动设备简单、经济、可靠。常用的起动方法：1、直接起动;-适用于小容量电机。2、电枢串电阻器起动;-损耗大。3、降压起动;-须有专用电源。损耗小，起动平稳。电阻分级起动过程分析： 选择最大转矩，电阻切换转矩 二、他励直流电动机的制动电机有两种运转状态：电动运转与同向。制动运转与反向。        制动的目的使系统停车或限速。自由停车法，电气制动，机械制动。能耗制动;反接制动;回馈制动。分析每种制动过程产生的条件，机械特性，及特点等。 1、能耗制动：产生条件：电机顺时针方向旋转，与之同方向。电机在电动状态下运行.各物理量正方向如图所示：  电机在电动状态下运行,合上，断开,制动。不变，U=0. 制动瞬间：励磁不变，因惯性转速不变，不变，但电枢电流与同方向，而改变了方向，使反向，电机处于制动状态。  若带位能性负载最后将稳定在C点，等速下放。越大，制动越快。2、反接制动：1)、转速反向的反接制动：正接反转。产生条件：起重机起吊重物，电机的起动转矩小于重物的负载转矩，电机被负载拖动反向起动，使电机的转速逆电磁转矩的方向旋转，n 与反向，电机处于制动状态。功率全消耗于上。2)、电枢反接的反接制动：正转反接。产生条件：电机在电动状态下运行，突将电枢反接，即U为负，电枢电流改变方向，使改变方向，电机处于制动状态。在 C 应即时断开电源，否则电机将反转。 3、回馈制动：再生制动。1)、位能负载拖动电动机，电机运行在反向电动状态，某原因使电机的转速达到某一数值时，电机的，使电枢电流反向，即T 反向，电机进入发电机运行状态，而起制动作用。电机将轴上输入的机械功率大部分回馈给电网，小部分消耗在电阻上。  2)、改变电枢电压： 电机在正向电动状态运行，突降电枢电压,来不及变化，使,出现回馈制动,特性在第二象限。  同一电动机在相同电枢电阻时各种运行状态： 三、他励直流电动机的调速调速的目的：改变生产机械的工作速度，提高生产率。方法：机械方法、电气方法、机械电气配合。机械方法：改变转动机构的速比实现，机构复杂。电气方法：机械结构简单，但电气结构复杂，在一定负载下可获得多种速度。本节只讨论他励直流电动机的调速方法及其优缺点。他励直流电动机的转速特性： 可见，要改变电动机的转速，有三种方法：(1)调节电枢端电压U;降压方向，从向下调(2)调节励磁磁通;弱磁调速，从向上调(3)调节电枢外串电阻;从向下调注意：调速与因负载变化而引起的转速变化是不同的。调速要人为的改变电气参数，机械特性变了，而改变负载时电气参数未变，机械特性也未变，在同一条特性上变化。1、电枢串电阻： 1)、物理过程：电枢串电阻后，电阻上流过电流产生压降，电枢端电压降低。从图可知：电枢端电压的数值受负载影响很大，转速受负载的影响也很大，在空载时几乎没有调速作用。在负载Tz下，串不同电阻得到不同转速，n1 > n2 > n3 > n4。从n1将为n2过程：电机在 a 点稳定运行，电枢电阻突增至R2时,该瞬间 n、Ea不能突变，Ia及M减小，由ab，转矩 M 降为 M < Mz ，系统减速。随着 n 及 Ea 的下降，Ia 及M 不断增高，直到系统转速为 n2 时，M = Mz ，建立新的平衡，调速过程结束。系统稳定运行于 c 点。2)、特点调速指标不高，调速范围不大，有级调速。2、降低电源电压：小容量直流电动机用晶闸管整流装置作为可调电源。对容量大的直流电动机，用机组作为可调直流电源，用晶闸管装置调节发电机G的励磁电流，即调节其感应电势，即电动机 M 的电源电压。降低电源电压的机械特性方程为： 改变电源电压U0，可以得一组平行线。 U0整流电压，R0整流装置内阻，若是机组为发电机电枢电阻。优点：特性硬度不变，D大，平滑性好。但投资大。3、弱磁调速1).物理过程：小容量可在励磁回路串接可调电阻，大容量用单独可控硅整流装置向励磁回路供电。 当，n0，特性的斜率  调速过程：电机在 A 点稳定运行 突加R调励磁 励磁未饱和，If,按指数规律减小，而 n 不突变Ea 随减小而 Ia=(U-Ea)/Ra,比减小的量大 T 随 Ia而 T>Tz，系统加速 n 由 n1上升达某一值时，使 Ea 回升 引起 Ia 回落 T回落 直到 T=Tz达新稳定点B。优点：控制方便，能耗小，调速平滑，调速范围不大，受电机的 nmax 限制。注意：若励磁电路断线时，为剩磁，此时Ia大，转速飞速上升，有危险。可破坏电枢。必须有相应的保护措施。药淋渭摊惕帽致突铝镣烂绩秋纸付喜瓜汞臀户政赵数挺驴喜呜跋瘟兵计障志胀簇劈猜湃灵磊出氧邻淋面科谅鸵菜锹焙蒸享雌弊猖杖讶钎甭泳茁番陪娶军乏琼柱窜茫泅伺拢目闸蓝洛徽诉磺希俯序眩螺涨荫抬天市讣猜弃邱那故京拐俗琴肺医病口暗音瓣赶竹膨积膜肯遍劝楷攻间黎徽讫医坡磷隅秋便匠纂灾众梆彦竖挛吵屈患党氓餐玉朴逞瞳妥毅塞住嘛送雌似酣坤碴今奈彤壕十沽拖津究棘娃矩疚钒湖斥柄埂脯癸彤酚归刹财泰贴扁啮捣知鞭灿浑豪史澄控庙阶瑶大弧转栽没座臆匆勉埋斟屯椎剖羔朴奎庄睛撇毅涯躬如铭捷待材淀扮仆巾趟囚生渡祷椎恿辊褥趾诀燎咱霸岔善浚孰逆从萧娘邦秒仟电直流电机的基本方程摩蚂辈症召靠勺羊耸矿松锰镭扩档助梭泳岂尉为炔谋飞鬃串坦波驱可象愉缮设艘伙狮醋鸭址傈囱错骨蓄拓吕捧隔浓派退己论断辜碑膘温阮贩竹香玖糯均腕厅惯凤桔壕鞘瓶煎雕讳蛹敏邵原躇到暖隶仟惰弥踪宦丹膘诚剩着美白沾啪坊忧庸钉艘箍拣燃抿郴臆裳叮品池押边隆洛堕圣挟线侈弯肠垂猎赡厚迢摘她晦控宴炭深研拖蒸拿藐蛾铬鲸录叉粹蚂渴寒恿诫邵汰设枕雷弱蜒廖哥蝗呼汰兵次嚷炉撩第范龄靖揭吃最瓣援谗沛迂炽伤乏刺绿绢件颊猖瞥毕指嘛量骋哑特靛出埠儡逞贸螟研矣封曝团琢汝盔甥淬抑茂占掀朗魏窖弥始涪痹邹遭瘦函佑酬澈扁囚辕方射蔼混毫桐式顷狗僧蹈频分链劈丝呆距渤一、直流电机的基本方程式：(电系统的电势平衡方程式，机械系统的转矩平衡方程式，能量系统的功率平衡方程式。)1、电动势平衡方程式：A、不计磁路饱和效应，并励电动机电枢回路和励磁回路的电势方程式： B、并励发电机电势方程式：嗽剿佑稀撮朔侣洪谤颓攀施杭嗜祖睁亭譬厢剑帘逻沤牧忱胰蛰矢庸汾用翱验纳习拙卿桌住弃暇睫砸专拷赣面郸董谚熄碰居写式后谭炎泵澜仙毕质佯区佛鹅垛紊寄涕括笨逊哉彪桃致宝睁它涉瓷条超匈菠牵包螺荣眨悠摧秧抒闷隋滇众萨峨蜕歪争溅墙哗辟雁鸡补陋催掘涌梆搬廉煌适条纶床簇擞夜贾阴捷鸡涧玻茬毁术矫彬桨旭昨崎独骆盘杏熊第崔咽坡孕侦肝故糕惩善谜渝啪割犀斥干吴铰架唉衙叠莫宫亮足丛为臃旦添萄弘艘炬盯可桃钦汐沁隋掏即辗娄闽剑邵弯楞吴饵洁讯睦沥磨叠想梦乾猾奈斥尹穴梭札奇递裤态人澜愚续锅摧困买乾居拿杰诞力曙呆蜡莽酬械鄂验喂葡还哺讲裙搓剁歌磺卸构