电机学第三章直流电机课件

第3章直流电机3.6直流发电机的运行特性运行特性：直流电机正常运行时外部各可测物理量之间的变化关系。转速n=const端电压U负载电流I励磁电流If特性曲线：外特性U=f(I)，If=const负载特性U=f(If)，I=const调整特性If=f(I)，U=const第3章直流电机3.6直流发电机的运行特性运行特性：直流电第3章直流电机一、他励发电机的运行特性UfRfEaUIfIa

当n=nN=const，I=0时1.

空载特性第3章直流电机一、他励发电机的运行特性UfRfEaUIfI第3章直流电机空载特性曲线上升分支空载特性曲线下降分支平均空载特性曲线

空载时

U0

=Ea

空载特性实质上就是Ea–If

与磁化特性曲线相同第3章直流电机空载特性曲线上升分支空载特性曲线下降分支平均第3章直流电机2.负载特性

当n=nN=const，I=const时If0UUrI1=0

I=0时即为空载特性

一般规律：I↑则U↓一般有剩磁电压UrI2>I1I3>I2第3章直流电机2.负载特性当n=nN=const，I第3章直流电机3.外特性

当n=nN=const，If

=IfN=const时I0UU0UN不饱和饱和

端电压下降原因

电枢反应去磁↑

电枢电阻压降↑电压调整率：额定负载（U=UN，I=IN）过渡到空载（U=U0，I=

0

）时的电压变化率。IN第3章直流电机3.外特性当n=nN=const，If第3章直流电机4.调整特性

当n=nN=const，U=UN=const时0IfIfNIIN

规律：

-负载增大时，电枢反应及电枢电阻压降都增大

-若要端电压保持不变，励磁电流必须增大第3章直流电机4.调整特性当n=nN=const，U第3章直流电机4.效率特性

当n=nN=const，U=UN=const时P2效率一般在70~90%存在最大效率第3章直流电机4.效率特性当n=nN=const，U第3章直流电机二、并励发电机的自励和外特性1.

励磁问题的特殊性RfEaUIfIaI

励磁电压由发电机本身的端电压提供

Uf

=U,应该先有电压端电压是在励磁电流作用下建立的

U=Ea-IaRa,应该先有励磁并励发电机建立电压的过程称为自励过程

必须满足一定的条件第3章直流电机二、并励发电机的自励和外特性1.励磁问题的第3章直流电机2.自励过程If0UUr

发电机转子被拖动发电机要有剩磁→UrA点：Ur

产生励磁电流

B点：产生空载电压

C点：再产生励磁电流

D点：…………

最后：唯一交点（If0，U0）U0If0励磁电阻线空载特性ABCD第3章直流电机2.自励过程If0UUr发电机转子被拖动第3章直流电机0UUrU0IfIf0临界电阻线3.自励条件

电机的主磁路有剩磁

-否则不能开始发电过程

励磁回路的总电阻小于临界电阻

-临界电阻必须合适

-不能太大，太小，相切

励磁绕组连接极性要正确

-要形成正反馈第3章直流电机0UUrU0IfIf0临界电阻线3.自励条件第3章直流电机4.外特性

当n=nN=const，Rf=const时0UU0UNIINIcr他励式并励式

趋势：

I↑→U↓，且下降更多特点-端电压下降较快-有拐弯现象-稳态短路电流很小第3章直流电机4.外特性当n=nN=const，Rf第3章直流电机三、复励发电机的外特性1.

励磁绕组特点RfEaUIfIaI-装有两个励磁绕组

-并励：匝数多，电流小，为主

-串励：匝数少，电流大，为辅第3章直流电机三、复励发电机的外特性1.励磁绕组特点Rf第3章直流电机2.特性I0UUNIN差平复励欠复励过复励复励式积复励（相加）平复励差复励（相减）欠复励过复励

平复励：

-用串励磁势补偿电阻压降和电枢反应第3章直流电机2.特性I0UUNIN差平复励欠复励过复励复第3章直流电机3.7直流电动机的运行特性一、并励电动机的运行特性工作特性定义:直流电动机，当U=UN=const、If=IfN=const时，n、Tem、η随P2

的变化规律。

一般认为1.转速特性RfEaUIfIaI第3章直流电机3.7直流电动机的运行特性一、并励电动机的第3章直流电机nn0P2转速调整率：空载转速与额定转速之差与额定转速的比值。

转速略微下降0第3章直流电机nn0P2转速调整率：转速略微下降0第3章直流电机2.转矩特性

若n=const，则

T2

稍微上翘

Tem稍微上翘TemP20TemT2T0第3章直流电机2.转矩特性若n=const，则Tem第3章直流电机3.效率特性P2效率

空载损耗为不变损耗，不随负载变化负载电流较小时效率较低负载电流增大，效率也增大负载电流很大时，铜损特大，效率减小必然存在最大点第3章直流电机3.效率特性P2效率空载损耗为不变损第3章直流电机4.并励电动机运行特性

结论：Φ≠0

可能性：

-负载很小，n

→n0

→∞，飞车

-负载很大，Ia↑↑，烧坏电机第3章直流电机4.并励电动机运行特性结论：Φ≠0可第3章直流电机5.并励电动机机械特性

特点：

-特性为线性

-转速下降与Ra

有关-硬特性nn0Tem0第3章直流电机5.并励电动机机械特性特点：nn0Tem第3章直流电机二、串励电动机的运行特性RfEaUI1.转速特性第3章直流电机二、串励电动机的运行特性RfEaUI1.转速第3章直流电机nI转速调整率：0----输出1/4额定功率时电动机的转速第3章直流电机nI转速调整率：0----输出1/4额定功第3章直流电机2.转矩特性TemI0不饱和时，饱和时，第3章直流电机2.转矩特性TemI0不饱和时，饱和时，第3章直流电机3.串励电动机运行特点（2）自适应特性

-负载很大时n↓，使T↑，维持P2输出

-负载减小时T↓则