电机学+第3章+2016-2017第1学期+直流电机.ppt

空载时直流电机气隙磁场 ? ? B l 极距 R 平均磁密： B = Φ ? l ? (1) 产生 电枢旋转 n 磁 场 Φ (2) 大小 每个导体：e = B l v 导体切割磁场的线速度： 电动势： E = N1e e →∑e →E v = n 2?R 60 =N1B l v = N1· · l · n 2p? 60 Φ ? l = n 2p? 60 = Φn 2pN 60*2a 注意：N1为串联支路的总导体数，而电枢总导体数N=N1*2a E = CEΦ n CE 电动势常数： CE = pN 60a 单位：Wb 单位：r/min (V) (3) 方向： 由Φ 和 n 共同决定。 (4) 性质： 发电机为电源电动势；电动机为反电动势。 二、直流电机的电磁转矩 (1) 产生 电枢电流 i 磁 场 Φ F →T (2) 大小 电磁力： F = B l i 平均磁密： 每根导线上电磁力所 形成的电磁转矩： FR B = Φ ? l ? ? B l 极距 R ? R 电枢绕组总导体数: N 电枢绕组串联支路总导体数： N1=N/ 2a 电枢绕组并联支路数：2a 电枢的周长： 2?R = 2p? 电磁转矩： T = N·FR = N· ·B l i p? ? =N· · l i p? ? Φ ? l =N · ·Φ i p ? = ·Φ · 2ai pN 2a? 电枢电流 Ia (2) 大小 T = CTΦ Ia CT 转矩常数： (3) 方向 由Φ 和 Ia 共同决定。 (4) 性质 CT = pN 2a? 单位：Wb 单位：A (N·m) CT CE = 60 2? = 9.55 CT = 9.55 CE CT = pN 2a? CE = pN 60a 3.5 直流电机基本方程 一、电压方程 基本方程：电压方程，转矩方程，功率方程 1、他励直流电机 他励电动机 电枢电流与线路电流相等： 电压方程： 电枢绕组内阻 电枢回路总电阻 I *电动机惯例：以输入电流作为电枢电流正方向，Ia与Ea方向相反 他励发电机 电枢电流与线路电流相等： 电压方程： 电枢绕组内阻 电枢回路总电阻 I 电机向负载供电，电枢感应电势Ea作为电源电势必定大于端电压U，采用发电机惯例。 *发电机惯例：以输出电流作为电枢电流正方向，Ia与Ea方向相同 2、并励直流电机 I 并励电动机 电枢电流与线路电流： 电压方程： 并励发电机 励磁电流由电枢供给： 电压方程： 二、转矩方程 电动机 发电机 N S N S 1、电动机转矩平衡方程 2、发电机转矩平衡方程 Te为电磁转矩，T2为输出的负载机械转矩，T0为空载转矩。 T1为原动机动力转矩，Te为电磁转矩，T0为空载转矩。 三、功率方程 电动机 电磁功率： 转子机械角速度： 则有： 1.他励电动机功率平衡方程 输入功率：P1=UI 电枢回路功率平衡方程: 输出功率平衡方程: 空载损耗 功率平衡方程: 他励电动机总损耗 pe = p2+(pFe＋p?＋pΩ) p0 = pFe＋p?＋pΩ ∑p = pcua+pFe＋p?＋pΩ 2. 直流发电机的功率（并励） (1) 输入功率 P1 : (2) 空载损耗 p0 : (3) 电磁功率 Pe : (4) 铜损耗 pCu : (5) 输出功率 P2 : P1 = T1Ω p0 = pFe＋p?＋pΩ Pe= P1－ p0 　= TΩ = Ea Ia pCu = Ra Ia2＋Rf If2 P2 = U I = Pe－ pCu 2? 60 = T1n (6) 效率 ? = ×100% P2 P1 G (2) 直流发电机按励磁方式分类 自 励 G Ia + Ua － 他 励 串 励 复 励 并 励 Ia + U － If I G G If Ia + U － I + U － If I Ia If + Uf － (1) 额定电压 UN 发电机的 UN ：指输出电压的额定值。 电动机的 UN ：指输入电压的额定值。 (2) 额定电流 IN