《动车组电机与电器(第二版)》课件—直流电机电力拖动.pdf

动车组电机与电器 第二章 直流电机 电力拖动 / 直流电机基本方程 直流电动机工作特性 直流电动机启动、反转、调速和制动 2.1 直流电机基本方程 一、电动势平衡方程式 • 无论是发电机还是电动机 ，当电枢旋转时，电枢绕组切割磁力线都产生 感应电动势 ，其大小为E =C Φn，方向可用右手定则判定。 a e 直流发电机 的电动势、转矩平衡关系 直流电动机 的电动势、转矩平衡关系 一、电动势平衡方程式 p 设U为直流电机的端电压 ，取U、Ea、I 的实际方向作为正方向，可得 电 a 枢回路的电势平衡方程式为 ： • 发电机 • 电动机 二、转矩平衡方程 p 无论是发电机还是电动机 ，当电枢绕组有电流流过时，电枢电流和磁场 相互作用都产生电磁转矩 ，其大小为T =C ΦI ，方向可用左手定则判定。 T a p 电机的转速恒定时，加在电机轴上的驱动转矩应与阻力转矩相等 ，所得 转矩平衡方程式为 ： • 发电机 • 电动机 三、功率平衡方程 p 电机是实现机电能量转换的装置 ，因而功率关系是电机运行中最基本的 关系。 p 电机运行过程中，存在输入功率、输出功率和各种损耗 ，它们之间应满 足 能量守恒定律。 三、功率平衡方程 1．电机的损耗 1）铜耗PCu • 铜损耗是由于电机的各种绕组中流过电流而产生的电阻损耗 ，铜耗随 负载而变化 ，又称为可变损耗。 2）铁耗pFe • 由于铁心中的磁滞、涡流而产生的损耗。 3）机械损耗pΩ • 由于各种机械摩擦、通风而产生的损耗。 • 铁耗和机械损耗在电机空载时就存在 ，其大小与电机负载无关 ，合称 为空载损耗 （又称不变损耗），用p 表示 0 三、功率平衡方程 4）附加损耗ps • 产生附加损耗的原因很多 ，诸如 ：电枢反应使气隙磁场畸变而引起铁 耗的增加 ，电枢表面电流分布不均而引起铜耗的增加 ，均压电流造成 的损耗等。 • 电机的总损耗∑p为 ： 三、功率平衡方程 2．电磁功率 • 在电机中，把通过电磁作用传递的功率称为电磁功率 ，用P 表示。 M • 对发电机而言 ，输入机械功率P =TΩ ，克服空载损耗后 ，其余部分转变为 1 电磁功率 ，推导过程如下 ： 三、功率平衡方程 3．功率平衡方程式 • 电机的输入功率为P ，输出功率为P ，总损耗为Σp时，根据能量守恒 1 2 定律 ，可得功率平衡方程式为 四、电机的效率 • 电机输出功率P 与输入功率P 之比的百分数 ，称为电机的效率η ，即 2 1 2.2 直流电动机工作特性 一、转速特性n f (I) a • 直流电动机的转速对电枢电流的变化关系可根据直流电动机电势平衡方 程式求得 ，即 U —— 加在电动机上的端电压 （V）； N Ia—— 电枢电流 （A）； R —— 电枢回路电阻 （Ω）；