第1章直流电机

1、1 1 直流电机直流电机 直流电动机将电能转化为机械能，具有调速性能直流电动机将电能转化为机械能，具有调速性能好，起动转矩大的优点。特别是小型号的，广泛用于好，起动转矩大的优点。特别是小型号的，广泛用于自动控制中。自动控制中。 直流发电机将机械能转化为电能，作直流电动机、直流发电机将机械能转化为电能，作直流电动机、同步电机励磁和蓄电池充电的电源，目前由二极管和同步电机励磁和蓄电池充电的电源，目前由二极管和晶闸管整流装置所取代。晶闸管整流装置所取代。直流发电机的工作原理直流发电机的工作原理原动机拖动原动机拖动 磁场切割导体磁场切割导体 产生感应电势产生感应电势1.1 1.1 直流电直流电机的工机

2、的工作原理作原理及结构及结构直流电动机的工作原理直流电动机的工作原理带电导体带电导体 磁场相对运动磁场相对运动 产生电磁力产生电磁力1.1.2 直流电机的结构直流电机的结构 转子包括电枢铁心、电转子包括电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇。枢绕组、换向器和风扇。 定子包括主磁极、机座、定子包括主磁极、机座、换向极、电刷装置和端盖。换向极、电刷装置和端盖。1轴承；轴承；2轴；轴；3电枢绕组；电枢绕组；4换向极绕组；换向极绕组；5电枢铁心；电枢铁心；6后端盖；后端盖；7刷杆座；刷杆座；8换向换向器；器；9电刷；电刷；10主磁极；主磁极；11机座；机座；12励磁绕组；励磁绕组；13风扇；风扇；14前端盖

3、前端盖主磁极的作用是产生气隙磁场。主主磁极的作用是产生气隙磁场。主磁极由主磁极铁心和励磁绕组两部磁极由主磁极铁心和励磁绕组两部分组成。铁心一般用分组成。铁心一般用0.5mm1.5mm厚的硅钢板冲片叠压铆紧而厚的硅钢板冲片叠压铆紧而成，分为极身和极靴两部分，上面成，分为极身和极靴两部分，上面套励磁绕组的部分称为极身，下面套励磁绕组的部分称为极身，下面扩宽的部分称为极靴，极靴宽于极扩宽的部分称为极靴，极靴宽于极身，既可以调整气隙中磁场的分布，身，既可以调整气隙中磁场的分布，又便于固定励磁绕组。励磁绕组用又便于固定励磁绕组。励磁绕组用绝缘铜线绕制而成，套在主磁极铁绝缘铜线绕制而成，套在主磁极铁心上。

4、整个主磁极用螺钉固定在机心上。整个主磁极用螺钉固定在机座上，座上，极身极身极靴极靴 换向极是改善换换向极是改善换向，减小电机运行时向，减小电机运行时电刷与换向器之间可电刷与换向器之间可能产生的换向火花，能产生的换向火花，一般装在两个相邻主一般装在两个相邻主磁极之间，由换向极磁极之间，由换向极铁心和换向极绕组组铁心和换向极绕组组成。换向极绕组用绝成。换向极绕组用绝缘导线绕制而成，套缘导线绕制而成，套在换向极铁心上，换在换向极铁心上，换向极的数目与主磁极向极的数目与主磁极相等。相等。机座是电机定子的外壳。作用有两个：一是用来固定主磁极、换向极和端盖，并起整个机座是电机定子的外壳。作用有两个：一是用

5、来固定主磁极、换向极和端盖，并起整个电机的支撑和固定作用；二是机座本身也是磁路的一部分，磁通通过的这部分称为磁轭。电机的支撑和固定作用；二是机座本身也是磁路的一部分，磁通通过的这部分称为磁轭。为保证机座具有足够的机械强度和良好的导磁性能，一般为铸钢件或由钢板焊接而成。为保证机座具有足够的机械强度和良好的导磁性能，一般为铸钢件或由钢板焊接而成。 电刷装置是换向器和电刷相接触，用来引电刷装置是换向器和电刷相接触，用来引入或引出直流电压和直流电流的，电刷装置由入或引出直流电压和直流电流的，电刷装置由电刷、刷握、刷杆和刷杆座等组成。电刷放在电刷、刷握、刷杆和刷杆座等组成。电刷放在刷握内，用弹簧压紧，使

6、电刷与换向器之间有刷握内，用弹簧压紧，使电刷与换向器之间有良好的滑动接触，刷握固定在刷杆上，刷杆装良好的滑动接触，刷握固定在刷杆上，刷杆装在圆环形的刷杆座上，相互之间必须绝缘。刷在圆环形的刷杆座上，相互之间必须绝缘。刷杆座装在端盖或轴承内盖上，圆周位置可以调杆座装在端盖或轴承内盖上，圆周位置可以调整，调好以后加以固定。整，调好以后加以固定。1刷握刷握 2电刷电刷 3压紧弹簧压紧弹簧 4刷辫刷辫 转子电枢铁心是主磁路的主要部分，转子电枢铁心是主磁路的主要部分，用以嵌放电枢绕组。一般电枢铁心用以嵌放电枢绕组。一般电枢铁心采用由采用由0.5mm厚的硅钢片冲制而成厚的硅钢片冲制而成的冲片叠压而成，以降

7、低电机运行的冲片叠压而成，以降低电机运行时电枢铁心中产生的涡流损耗和磁时电枢铁心中产生的涡流损耗和磁滞损耗。叠成的铁心固定在转轴或滞损耗。叠成的铁心固定在转轴或转子支架上。铁心的外圆开有电枢转子支架上。铁心的外圆开有电枢槽，槽内嵌放电枢绕组。槽，槽内嵌放电枢绕组。转子电枢绕组的作用是产生电磁转矩和感应电动转子电枢绕组的作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量变换的关键部件，所以势，是直流电机进行能量变换的关键部件，所以叫电枢。它是由许多线圈叫电枢。它是由许多线圈(以下称元件以下称元件)按一定规按一定规律连接而成，线圈采用高强度漆包线或玻璃丝包律连接而成，线圈采用高强度漆包线或玻璃丝包

8、扁铜线绕成，不同线圈的线圈边分上下两层嵌放扁铜线绕成，不同线圈的线圈边分上下两层嵌放在电枢槽中，线圈与铁心之间以及上、下两层线在电枢槽中，线圈与铁心之间以及上、下两层线圈边之间都必须妥善绝缘。为防止离心力将线圈圈边之间都必须妥善绝缘。为防止离心力将线圈边甩出槽外，槽口用槽楔固定。线圈伸出槽外的边甩出槽外，槽口用槽楔固定。线圈伸出槽外的端接部分用热固性无纬玻璃带进行绑扎。端接部分用热固性无纬玻璃带进行绑扎。 转轴起转子旋转的支撑作用，需有一定的机械强度转轴起转子旋转的支撑作用，需有一定的机械强度和刚度，一般用圆钢加工而成。和刚度，一般用圆钢加工而成。 换向片之间用云母片换向片之间用云母片绝缘，换

9、向片的下部做成绝缘，换向片的下部做成鸽尾形，两端用钢制鸽尾形，两端用钢制V形形套筒和套筒和V形云母环固定，形云母环固定，再用螺母锁紧。再用螺母锁紧。 换向器由绝缘的换向铜片组成圆筒状部换向器由绝缘的换向铜片组成圆筒状部件固定在转轴一端，与电枢绕组连接。件固定在转轴一端，与电枢绕组连接。11槽楔槽楔 22线圈绝缘线圈绝缘 33电枢导体电枢导体44层间绝缘层间绝缘 55槽绝缘槽绝缘 66槽底绝缘槽底绝缘 电枢铁心冲片电枢铁心冲片在小型电机中一般选取梨形槽在小型电机中一般选取梨形槽永磁测速发电机直流发电机参数直流发电机参数额定转速额定转速2850转转/分的发电机分的发电机序号序号电机型号电机型号额定

10、功率额定功率（千瓦）（千瓦）额定电压额定电压（伏）（伏）额定电流额定电流（安）（安）效率效率（%）重量重量（千克）（千克）1Z2-211.11159.57765021.12304.7876.53Z2-221.711514.8805541.72307.3980.55Z2-312.411520.85816762.423010.42827Z2-323.211527.882.57983.223013.983.59Z2-414.211536.579.585104.223018.2581.511Z2-42611552.282.510012623026.18313Z2-518.51157483.5144直流

11、电动机型号和功用直流电动机型号和功用 Z2Z2系列直流电动机有全国统系列直流电动机有全国统一设计和企业标准改型两个系列，一设计和企业标准改型两个系列，可供恒转矩或转速范围不大于可供恒转矩或转速范围不大于2 2：1 1（调磁场变速）的直流电力拖动之（调磁场变速）的直流电力拖动之用。电动机的励磁方式为并励或他用。电动机的励磁方式为并励或他励（带有少量串励绕组）励（带有少量串励绕组）, ,他励电他励电压为压为110V110V或或220V220V。故此广泛应用在。故此广泛应用在对起动和调遣要求较高的生产机械，对起动和调遣要求较高的生产机械，如：冶金工业轧钢机，卷扬机，电如：冶金工业轧钢机，卷扬机，电力

12、机车，金属切削机床，造纸，印力机车，金属切削机床，造纸，印刷、纺织、印染、水泥，塑料挤出刷、纺织、印染、水泥，塑料挤出机械的传动源。机械的传动源。Z2型直流电动机技术数据表型直流电动机技术数据表额定转速额定转速3000转转/分的电动机分的电动机型型 号号额定额定功率功率额定额定电压电压额定额定电流电流额定转额定转速速最高转速最高转速最大励最大励磁功率磁功率效率效率飞轮力飞轮力矩矩重重量量kWVAr/minr/minW%kgm2kgZ2-110.81109.833000300052740.012300.82204.85300030005275Z2-121.111012.9300030006277

13、.50.01535飞轮力矩飞轮力矩:飞轮的质量与当量直径平方的乘积飞轮的质量与当量直径平方的乘积 发电机飞轮力矩：是发电机转动部分的重量与其惯性发电机飞轮力矩：是发电机转动部分的重量与其惯性直径平方的乘积。看起来它是一个与电气参数无关的直径平方的乘积。看起来它是一个与电气参数无关的量量,其实不然，它对电力系统的暂态过程和动态稳定影其实不然，它对电力系统的暂态过程和动态稳定影响很大。它直接影响到在各种工况下突然甩负荷时机响很大。它直接影响到在各种工况下突然甩负荷时机组的速率上升及输水系统的压力上升。组的速率上升及输水系统的压力上升。 它首先应满足输水系统调节保证计算的要求。当电力它首先应满足输水

14、系统调节保证计算的要求。当电力系统发生故障，机组负荷突变时，因调速机构的时滞，系统发生故障，机组负荷突变时，因调速机构的时滞，使机组转速升高，为限制转速，机组需一定量的飞轮使机组转速升高，为限制转速，机组需一定量的飞轮力矩，越大，机组转速变化率越小，电力系统的稳定力矩，越大，机组转速变化率越小，电力系统的稳定性就越好。与机组造价密切相关，性就越好。与机组造价密切相关， 飞轮力矩越大，机飞轮力矩越大，机组重量越大，制造成本越大。组重量越大，制造成本越大。 Z2系列小型直流电机共分系列小型直流电机共分11个机座号，每个机座号有两种铁心长度，制造个机座号，每个机座号有两种铁心长度，制造有直流电动机、

15、直流发电机、直流调压发电机三种，适用于一般正常的工作环境有直流电动机、直流发电机、直流调压发电机三种，适用于一般正常的工作环境。电动机作一般传动用，发电机作为一般直流电源用，调压发电机作蓄电池组充。电动机作一般传动用，发电机作为一般直流电源用，调压发电机作蓄电池组充电用。电用。 励磁方式：电动机为带有少量稳定绕组的并激或他激励磁。发电机为复激或励磁方式：电动机为带有少量稳定绕组的并激或他激励磁。发电机为复激或他激励磁（额定电压为他激励磁（额定电压为230伏的发电机），调压发电机为并激励磁（不带串激绕伏的发电机），调压发电机为并激励磁（不带串激绕组）。电机的他激励磁电压制成有组）。电机的他激励磁

16、电压制成有110伏或伏或220伏二种。电动机额定电压伏二种。电动机额定电压110伏的伏的仅有他励电压仅有他励电压110伏一种。伏一种。 系列电机根据使用要求可制成湿热地区使用的具有防潮、防霉、防盐雾性能系列电机根据使用要求可制成湿热地区使用的具有防潮、防霉、防盐雾性能的湿热带型（的湿热带型（TH）直流电机。）直流电机。 型号含义：型号含义：Z表示表示“直直”流，流，2表示第二次全国定型设计，横线后数字表示表示第二次全国定型设计，横线后数字表示机座号与铁心长短，例如机座号与铁心长短，例如Z2-11前一个前一个1代表代表1号机座，后一个号机座，后一个1代表短铁心，而代表短铁心，而Z2-112中中1

17、1代表代表11号机座，号机座，2代表长铁心。代表长铁心。 结构型式结构型式 1.直流发电机或直流调压发电机仅制造卧式，机座带底脚的一直流发电机或直流调压发电机仅制造卧式，机座带底脚的一种。种。 2.直流电动机可制成下表所示的结构型式。直流电动机可制成下表所示的结构型式。结结 构构 型型 式式代号代号电机型号电机型号卧式机座带有底脚卧式机座带有底脚B3（D2）Z2-11112卧式机座带底脚，端盖有凸缘卧式机座带底脚，端盖有凸缘B35（D2/T2）Z2-1182卧式机座不带底脚，端盖有凸缘卧式机座不带底脚，端盖有凸缘B5（T2）Z2-1162立式机座不带底脚，端盖有凸缘（轴伸向下）立式机座不带底脚

18、，端盖有凸缘（轴伸向下） V1（L3）Z2-11112立式机座带有底脚，端盖有凸缘（轴伸向下）立式机座带有底脚，端盖有凸缘（轴伸向下） V15（L3/D2）Z2-1182Z2系列电动机系列电动机 1.电动机可用三角皮带、正齿轮或弹性联轴器进行传动，不使电机轴承受轴电动机可用三角皮带、正齿轮或弹性联轴器进行传动，不使电机轴承受轴向推力。向推力。 2.电动机可在正转或逆转情况下正常工作。电动机可在正转或逆转情况下正常工作。Z2系列发电机及调压发电机系列发电机及调压发电机 1.Z2系列发电机及调压发电机的旋转方向自换向器端看去为顺时针方向，根系列发电机及调压发电机的旋转方向自换向器端看去为顺时针方向

19、，根据使用要求亦可制成逆时针方向旋转的发电机或调压发电机。据使用要求亦可制成逆时针方向旋转的发电机或调压发电机。 2.Z2系列发电机及调压发电机根据订货要求可制成与系列发电机及调压发电机根据订货要求可制成与Y系列三相异步电动机系列三相异步电动机配套成的发电机组成套供应。配套成的发电机组成套供应。 3.调压发电机的额定功率为平均电压（对调压发电机的额定功率为平均电压（对110/160伏的为伏的为135伏，对伏，对220/320伏伏的为的为270伏）时的功率，当电压高于平均电压时其输出功率不大于额定功率，当伏）时的功率，当电压高于平均电压时其输出功率不大于额定功率，当电压低于平均电压时其输出电流不

20、大于额定电流。电压低于平均电压时其输出电流不大于额定电流。 Z3系列为型系列，用以代替系列为型系列，用以代替Z2老系列，为一般工业用小型直老系列，为一般工业用小型直流电动机。与流电动机。与Z2系列相比，具有调速范围广，体积小，转动惯量小，系列相比，具有调速范围广，体积小，转动惯量小，质量轻等优点。安装尺寸与国际电工委员会（质量轻等优点。安装尺寸与国际电工委员会（IEC）推荐标准相同）推荐标准相同为卧式结构，机座带底脚。为卧式结构，机座带底脚。 Z4系列直流电动机是统一设计的新系列，可取代系列直流电动机是统一设计的新系列，可取代Z2、Z3系列，系列，使用于转速范围大、过载能力使用于转速范围大、过

21、载能力1.6倍的电力拖动。恒功率弱磁向上倍的电力拖动。恒功率弱磁向上调速可达到调速可达到1.03.8 nN，恒转矩降低电枢电压向下调速最低可至，恒转矩降低电枢电压向下调速最低可至20r/min。 Z4与与Z2、Z3系列相比，系列相比，具有更多的优点。它不仅可用具有更多的优点。它不仅可用直流电源供电，更适用与静止直流电源供电，更适用与静止整流电源供电，转动惯量小，整流电源供电，转动惯量小，有较好的动态性能，并能承受有较好的动态性能，并能承受较高的负载变化率。适用于需较高的负载变化率。适用于需要平滑调速、效率高、自动稳要平滑调速、效率高、自动稳速、反应灵敏的控制系统。速、反应灵敏的控制系统。 额定

22、电压为额定电压为160V的电动机，在单相桥式整流器供的电动机，在单相桥式整流器供电情况下，在电枢回路需要接入电抗器以抑制脉动电电情况下，在电枢回路需要接入电抗器以抑制脉动电流。流。 额定电压为额定电压为440V的电动机不需要外接电抗器。的电动机不需要外接电抗器。Z4系列电动机一般不带有串励绕组，系列电动机一般不带有串励绕组，Z4-315355型两型两个机组带有补偿机组。个机组带有补偿机组。Z4-100280型不带补偿机。型不带补偿机。Z4直流电动机技术数据表直流电动机技术数据表型号型号额定额定功率功率额定转速额定转速弱磁弱磁转速转速电枢电枢电流电流励磁励磁功率功率电枢回电枢回路电阻路电阻电枢电

23、枢电感电感磁磁场场电电感感外外接接电电感感效率效率转动转动惯量惯量重重量量160v400V440Vkwr/minr/minA W(20） mHHMh%Kg.m2kgZ4-100-12.21490 300017.93151.1911.2221567.80.044721.59552630 200017.92.1721.4131558.542960400013.32.82261878.941310 40001280.121480300010.79.12861868.42.2860 30006.670.61.499020006.516.761631860.31.5 20005.163.215,000k

24、W发电机圈式线圈电机维修1.1.3 1.1.3 直流电机电枢绕组直流电机电枢绕组绕组元件绕组元件(线圈线圈)：外包：外包绝缘的单匝或多匝线圈。绝缘的单匝或多匝线圈。绕组的要求：在能通过绕组的要求：在能通过规定电流和产生足够电规定电流和产生足够电势前提下，尽可能节省势前提下，尽可能节省有色金属和绝缘材料，有色金属和绝缘材料，结构简单、运行可靠。结构简单、运行可靠。同步机定子下线1槽楔 2线圈绝缘 3电枢导体4层间绝缘 5槽绝缘 6槽底绝缘 电枢铁心冲片有效边：每一个嵌放好的元件被切割的两条磁力线边。有效边：每一个嵌放好的元件被切割的两条磁力线边。pQ2 SN2y1yy123NSN1y2yyS节距

25、：节距： 第一节距第一节距y1表示元件两边之间的距离。表示元件两边之间的距离。 y1=，整距；，整距； y1 ，短距；，短距； y1，长距；长距；端接：处在铁心端部连接上、下元件边的导体。端接：处在铁心端部连接上、下元件边的导体。上、下元件边上、下元件边(上、下圈边上、下圈边) ：双层绕组中的上、下层绕组。：双层绕组中的上、下层绕组。极距：相邻异性磁极间的距离。极距：相邻异性磁极间的距离。叠绕叠绕波绕波绕第二节距第二节距y2：相连接的前一元件下圈边与后一元件上圈边间的距离。：相连接的前一元件下圈边与后一元件上圈边间的距离。合成节距合成节距y：相串联元件对应边间的距离，单叠绕组：相串联元件对应边

26、间的距离，单叠绕组 y = 1。总槽数总槽数极数极数叠绕：叠绕： y= y1- y2 = yk = 1波绕：波绕： y= y1+ y2 = yk 换向节距换向节距yk ：一个元：一个元件的上层元件边与下件的上层元件边与下层元件边所连接两个层元件边所连接两个换向片的距离。换向片的距离。双层直流机：双层直流机：Q= S =K元件数元件数换向换向片数片数取取y1=Q =16， 2p =4， y =1，Nc=1 的单叠右行绕组的展开图，的单叠右行绕组的展开图，y1=Q/2p =4， y2= -3实线实线-上上层边层边虚线虚线-下下层边层边电刷放在磁极中心线上，与空载为零的元件电刷放在磁极中心线上，与空

27、载为零的元件1 1、5、9、13接触。接触。磁极在磁极在上层上层单叠绕组动态图单叠绕组动态图将同极性的电刷将同极性的电刷A1、 A2以及以及B1、 B2接在一起，故电枢绕组并联接在一起，故电枢绕组并联支路数支路数2a= 2p =4=电刷数电刷数，使每极下两个有效边的电流相同，获，使每极下两个有效边的电流相同，获得最大电磁转矩（电）；或每条支路的感应电势最大（发）。得最大电磁转矩（电）；或每条支路的感应电势最大（发）。发电机状态单波绕组：从某个换向片出发，串联单波绕组：从某个换向片出发，串联p个元件而绕电枢一周后所接的换向片与出个元件而绕电枢一周后所接的换向片与出发时换向片相邻。一般后退一片，端

28、接短且避免交叉，又称左行绕组。发时换向片相邻。一般后退一片，端接短且避免交叉，又称左行绕组。整整数数 pQy21整数整数 pKyk1例：极对数例：极对数p p2 2，槽数、元件数及换向片数为，槽数、元件数及换向片数为Q Q= =S S= =K K1515。721151 pKyyk34341521 pQy5换向片换向片-5元件元件-8-12元件元件-15-4换向片换向片波绕组的支路对数波绕组的支路对数a1，与极对数无关，可获得最大电磁转矩。，与极对数无关，可获得最大电磁转矩。 可用一对电刷，但因受允许电流密度限制，减少电刷将增大可用一对电刷，但因受允许电流密度限制，减少电刷将增大电刷截面，故选电

29、刷组数应等于极数。电刷截面，故选电刷组数应等于极数。还有复叠绕组、复波绕组、混合绕组还有复叠绕组、复波绕组、混合绕组 正常电压，大中容量的电流大、电压低的直流机用叠绕；几十千瓦以下正常电压，大中容量的电流大、电压低的直流机用叠绕；几十千瓦以下的电流小、电压高的中小型电机和电压高中型电机用波绕。的电流小、电压高的中小型电机和电压高中型电机用波绕。电动机状态 1.1.4 直流电机励磁方式：它励、并励、串励和复励，后三种直流电机励磁方式：它励、并励、串励和复励，后三种为自励。并励和复励发电机常用。为自励。并励和复励发电机常用。1.1.5 1.1.5 直流电机的额定值直流电机的额定值额定电压，额定电流

30、，额定转速，额定转矩，额额定电压，额定电流，额定转速，额定转矩，额定温升，励磁方式等。定温升，励磁方式等。电动机额定功率：指轴上输出机械功率电动机额定功率：指轴上输出机械功率 PN=TNN=2TNnN /60发电机额定功率：指输出电功率，发电机额定功率：指输出电功率，PN=UNIN额定角额定角速度速度额定输额定输出转矩出转矩额定转速额定转速 直流电机的空载磁场：励磁磁通单独直流电机的空载磁场：励磁磁通单独建立的磁场，电枢电流为建立的磁场，电枢电流为0 0。 因主极靴宽度因主极靴宽度，极靴下气隙不太均，极靴下气隙不太均匀，每条磁力线不尽相同。极靴中间气隙磁匀，每条磁力线不尽相同。极靴中间气隙磁密

31、大；极靴以外气隙磁密小。密大；极靴以外气隙磁密小。 HB0fFfIfff 或或磁化曲线磁化曲线1.2 1.2 直流电机的基本理论直流电机的基本理论电枢反应电枢反应 是指电枢磁动势对励磁磁场的是指电枢磁动势对励磁磁场的影响。影响。电枢反应使气隙磁场发生畸变，有一定的电枢反应使气隙磁场发生畸变，有一定的去磁作用；使物理中性线偏离几何中性线。去磁作用；使物理中性线偏离几何中性线。电刷在几何中性电刷在几何中性线上的电枢磁场线上的电枢磁场1.空载磁密平顶曲线，空载磁密平顶曲线，2.电枢磁势三角波曲线，电枢磁势三角波曲线，3.电枢磁电枢磁势产生的气隙磁密马鞍曲线，势产生的气隙磁密马鞍曲线，4.合成畸变的磁

32、密曲线合成畸变的磁密曲线AxxDNiFaaax AFaq21 ax0FB 1.2.31.2.3、4 4直流电机的感应电势和电磁转矩直流电机的感应电势和电磁转矩lvBexx la2NlvBa2NlvBlveEava2N/1xxa2N/1xxa 电枢电势： 0 xavldxB1B，a2NN每每条条支支路路的的导导体体数数：电电枢枢总总导导体体数数：。和正比于，故nEnCnapNla2N60np2lEaea 60226060nn2 p nvrrp60 速速度度感应电势：感应电势：并联支路电势并联支路电势= =电枢电势电枢电势 fafffeeaIGnIKCnCE 不不计计饱饱和和时时，机械角机械角速度

33、速度电磁转矩电磁转矩 pDa2电电枢枢空空间间直直径径：aTaaaveICIa2Npa2Ill2p2NNTT 为为导导体体电电流流，aaavaviliBf aavaavaavliBDfDT22 对对单单根根导导体体，aaai2I 电电枢枢电电流流eTaeC55. 9CIT ，且且正正比比于于故故afafaeIIGIa2NpT 不不计计饱饱和和时时，直流发电机的运行原理直流发电机的运行原理IaUM+_IffR stR+_IEsaaaUIREU 2 并励电机稳定运行时：并励电机稳定运行时：电动机的运行原理电动机的运行原理稳定运行时：稳定运行时：saaaUIRUE 2 fffIRU ffaaaIRI

34、REU V.U,VUss60222 金属石墨：金属石墨：石墨：石墨：aaaIRUE faIII faIII 电动机转矩平衡方程式电动机转矩平衡方程式eCuecCuaCufaacaafaf1PpPpppI )EU2RI(UI)II(UUIP aa2aaaIEIRUI: 即即mechFe202eppPpPP 02eTTT dtdJTTT02e 稳定运行时，稳定运行时，电磁转矩电磁转矩机械转矩机械转矩空载转矩空载转矩惯性转矩惯性转矩发电机转矩平衡方程式发电机转矩平衡方程式dtdJTTT0e1 原动机拖原动机拖动转矩动转矩稳定运行时，稳定运行时，0e1TTT 电动机功率平衡方程式电动机功率平衡方程式转

35、矩平衡方程式同乘转矩平衡方程式同乘：输入电功率：输入电功率：电刷接触损耗电刷接触损耗机械损耗机械损耗电刷电压降电刷电压降emchpCufpCuapFep1P2PePcp2aaaaaIRUIIE: 即即 cCuaCuf2aca2facaaaaepppPIU2RIUIUIIU2RIUIEPa 发电机功率平衡方程式发电机功率平衡方程式mechFee0e1ppPpPP 电动机功率图电动机功率图1.4 直流电动机的工作特性直流电动机的工作特性，因因：aaeRIEUnCE nIaTe工作特性：当工作特性：当U=U N 、I f=I fN时，时，Te=f(Ia) 、 n=f(Ia) 、=f(Ia) 。他励（

36、并励）直流电动机的工作特性他励（并励）直流电动机的工作特性a0eaaeInCIRCUn 故故： e0CUn 理理想想空空载载转转速速：aTaTeICICT 不计去磁作用，不计去磁作用，%100)II(UUI2RIppp1%100Pp1%100PPfacaa2aCufmechFe112 a2aCufmechFeRIppp 得，得，0dIda 令令固定损耗固定损耗=可变损耗，效率最可变损耗，效率最大，且出现在大，且出现在80%负载时。负载时。串励直流电动机的工作特性串励直流电动机的工作特性aafkIII ，故故因因nIaTekCRRkICUICRRCUnefaaeaefae 则则2aTeIkCT

37、Ia0，串励直流电动机不允许空载运行。，串励直流电动机不允许空载运行。不计饱和，不计饱和，计饱和时，计饱和时，Tem以高于以高于Ia一次方的比例增加，一次方的比例增加，以保证在同样大小起动电流下，比并励机以保证在同样大小起动电流下，比并励机有更大的起动转矩。有更大的起动转矩。串励电动机的串励电动机的=f(Ia)和并励电动机相似。和并励电动机相似。UIa+_IfM复励电动机工作特性复励电动机工作特性复励复励U+_IMIa介于并励和串励之间。如果并励绕组介于并励和串励之间。如果并励绕组磁势起主要作用，其工作特性与并励磁势起主要作用，其工作特性与并励电动机工作特性接近。如果串励绕组电动机工作特性接近

38、。如果串励绕组磁势起主要作用，其工作特性与串励磁势起主要作用，其工作特性与串励电动机工作特性接近。但因为有并励电动机工作特性接近。但因为有并励绕组磁势的存在，磁通绕组磁势的存在，磁通 不会趋近于不会趋近于零，所以空载或轻载时，仍能正常运零，所以空载或轻载时，仍能正常运行。行。例一台他励直流电动机，例一台他励直流电动机，PN1325kW，UN 750V，IN 1930A，nN200rmin，Ra0.0161，2Uc=2V，设额定负载下，总制动转矩（即负载转矩）保，设额定负载下，总制动转矩（即负载转矩）保持不变时，求：持不变时，求：(1) 突然串电枢突然串电枢R0.0743，串电阻最初瞬间和达到稳

39、定时的电，串电阻最初瞬间和达到稳定时的电枢电流和转速分别为多少？枢电流和转速分别为多少？(2) 将少磁通将少磁通10%时，稳定的电枢电流和转速时，稳定的电枢电流和转速 。 不不变变。性性，转转速速不不变变，即即电电势势突突然然串串入入电电阻阻时时，因因惯惯1解：解：V71720161. 01930750U2IRUEcaNaNaN NacaNaIA3430743. 00161. 02717750RRU2EUI 速速也也开开始始下下降降。电电磁磁转转矩矩随随着着下下降降，转转原原数数据据，变变，电电磁磁转转矩矩应应恢恢复复到到稳稳态态时时因因总总制制动动转转矩矩不不A1930IINa 磁磁转转矩矩

40、不不变变，因因总总制制动动转转矩矩不不变变，电电2A21459 . 011930IIaa V71320161. 02145750U2IRUEcaaa min/r2219 . 01717713200EEnnaaN 因因磁磁通通不不变变，min/r160717574200EEnna 越越大大，转转速速越越低低。 R V57420743. 00161. 01930750U2IRRUEcaaa 例一台并（他）励直流电动机，例一台并（他）励直流电动机，PN22kW，UN 220V，IN 115A，nN1500rmin，Ra0.18，Rf628。求：。求：(1) CEN ， CTN ；(2) Te 、T0 ， (3) n0 、n0 。 A7 .114628220115RUII1fNNa 解：解： mN7 .1457 .11427. 1ICT2aNMem min/r1654133. 0220CUn3NeN0 A/mN133. 0150018. 07 .114220nRIUCNaaNNe A/mN27.