6.1直流发电机的运行特性.pdf
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第66章 直流电机的运行特性
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66..11 直流发电机的运行特性
直流发电机稳态运行特性根据基本方程式进行分析。其主要变量为端电压U、励
磁电流I、负载电流I 和电机转速n。通常运行时转速保持不变,将其他三个变量中任
f L
一变量保持不变,而将其余两个变量间的关系用特性曲线表示。
第一种曲线称负载特性,U=f(I),I=常数。表示在某一负载电流情况下,端电
f L
压是如何随励磁电流而变化的。如果I=0,这条特性称空载特性,即电机的磁化曲线,
L
是反应该电机磁路特性的重要曲线。
第二种曲线称外特性,又称为电压调整特性,U=f(I),I=常数。表示励磁电流
L f
不变,端电压随负载电流变化而变化。对用户来讲这是一条重要的特性,标志着直流
发电机输出电能的质量。
第三种曲线称调节特性,又称调整特性,I=f(I ),U=常数。表示负载变化时,
f L
为维持端电压一定,励磁电流的调节规律。
发电机的特性曲线,将随着电机励磁方式的不同而不同,以下对各种励磁方式的
发电机特性加以讨论。
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66..11..11 他励发电机的特性
6.1.1.1
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66..11..11..11 空载特性
空载特性是一条负载电流为零的负载特性曲线。即n=n =常数,I =0时,U=f(I)
N L 0 f
的曲线。此时端电压U 等于感应电动势E,空载特性可写成E=f(I)。它可通过磁路
0 0 0 f
计算获得,也可通过空载实验获得。
由于U = ECΦn,当n=常数,E 正比于Φ,又励磁磁动势F与励磁电流I成正比,
0 0 e 0 f f
所以空载特性E=f(I)与电机的磁化曲线Φ=f(I)的形状完全相似,它们的坐标之
0 f f
间仅相差一个比例常数,因此空载特性实质上就是电机的磁化曲线。由此可分析电机
磁路的性质,判别电机工作点的饱和程度。
用空载实验求取空载特性和用空载特性分析问题时应注意,空载特性是指在某一
特定转速下的数据,通常n=n ,当转速不同时,曲线将随转速变化而成正比的上升或
N
下降。此外,空载实验调节励磁电流时应单方向调节,这样作出上升与下将两条支线,
其平均值为空载曲线,这是由于铁芯的磁滞现象形成的,如图 6-1所示。当 I=0时,f
80
磁路中还会有剩磁,由此感应的电压为剩磁电压,约为2~4%的额定电压。
由于空载特性是反应电机磁路特性的曲线,因此并励、串励和复励发电机的空载
特性均可由他励的方法来求取。
负载特性是当n=n =常数,I=常数,U=f(I)的曲线,如图6-2 所示。为便于分
N L 0 f
析比较,在同一图中还绘出了空载特性曲线。由图可见,当励磁电流增加时,两条曲
线都是上升的,但在同一励磁电流下,两条曲线所对应的电压不相等,负载特性低于
空载特性。其原因是:
(1)电枢反应的去磁作用,相当于图中的三角形的EA段;
(2)电枢回路内总电阻引起的压降,相当于图中的三角形的AU段。在某
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