直流发电机的运行特性

直流发电机

的运行特性电气工程学院韩力电机学§3.6重庆大学电气工程学院，电机学课程教案，©2005by韩力，，2直流发电机

WhatisaD.C.Generator?输入机械能输出直流电能重庆大学电气工程学院，电机学课程教案，©2005by韩力，，3直流发电机的运行特性

OperationCharacteristics（4个）空载特性当n=nN，I=0时：U0=f(If)外特性（重点）当n=nN，If或Rf=C时：U=f(I)调整特性当n=nN，U=UN时：If

=f(I)效率特性当n=nN，U=UN时：η

=f(P2)运行特性与电机的励磁方式有关。以下分他励、并励、复励分别介绍…重庆大学电气工程学院，电机学课程教案，©2005by韩力，，4他励发电机的运行特性

▲空载特性NoLoadCharacteristic当n=nN，I=0时：U0=f(If)Ea=CenNΦ=U+IaRa=U0U0∝Φ，Φ=f(If)空载特性实质上就是电机的磁化曲线。剩磁电压U0r≈(2～4)%UN重庆大学电气工程学院，电机学课程教案，©2005by韩力，，5他励发电机的运行特性

▲外特性ExternalCharacteristic当n=nN，If=C时：U=f(I)U=Ea-IaRa=CenNΦ-IaRa随着I的增加，有两个因素使端电压U下降：（1）I↗→IaRa↗→U↘（2）I↗→Ia↗→Fa↗→交轴电枢反应↗→去磁效应使Φ↘→U↘IUO重庆大学电气工程学院，电机学课程教案，©2005by韩力，，6他励发电机的运行特性

▲电压调整率VoltageRegulationIUOU0UNIN重庆大学电气工程学院，电机学课程教案，©2005by韩力，，7If0他励发电机的运行特性

▲调节特性RegulationCharacteristic当n=nN，U=UN时：If=f(I)U=Ea-IaRa=CenNΦ-IaRa随着电枢电流I的增加，端电压U有下降的趋势。为了维持U=UN，必须使：If↗→Φ

↗→Ea↗IIfOIfNIN重庆大学电气工程学院，电机学课程教案，©2005by韩力，，8他励发电机的运行特性

▲效率特性EfficiencyCharacteristic不变损耗p0＝机械损耗pΩ＋基本铁耗pFe＋杂散损耗pΔ可变损耗pCu＝基本铜耗pCua＋电刷损耗ps＋励磁铜耗pCuf

P2ηOPNηN重庆大学电气工程学院，电机学课程教案，©2005by韩力，，9并励发电机自励问题外特性重庆大学电气工程学院，电机学课程教案，©2005by韩力，，10AIf0U0O励磁电阻线并励发电机

▲自励过程U=Ea-IaRa=CenΦ-IaRaUf=U=RfIfΦ=f(If)IfU0EaI+-IaRfU0r磁化曲线重庆大学电气工程学院，电机学课程教案，©2005by韩力，，11AIf0U0O励磁电阻线并励发电机

▲自励条件（1）电机必须有剩磁；U0r磁化曲线临界电阻线（2）励磁磁动势的方向必须与剩磁的方向一致；（3）励磁回路的总电阻必须小于临界电阻。ΦrΦf问题：如果并励发电机旋转后不能建立电压，应该如何处理？重庆大学电气工程学院，电机学课程教案，©2005by韩力，，12并励发电机的运行特性

▲外特性当n=nN，Rf=C时：U=f(I)U=Ea-IaRa=CenNΦ-IaRa与他励发电机比较，随着I的增加，还有第三个因素使端电压U下降：U↘→If↘→Φ↘→U↘↘并励直流发电机：ΔuN≈20％IfUEaI+-IaRfRLUNINIkIUOU0他励并励根据：I=U/RL≈Ea/(Ra+RL)(1)RL↘→I↗→U↘(2)RL↘↘→U↘↘→If↘↘→Ea↘↘→I↘→拐弯(3)当U=0时：I=Ik，稳态短路电流不大。重庆大学电气工程学院，电机学课程教案，©2005by韩力，，13复励发电机的运行