专升本《电机学》直流电机部分

沈阳工程学院2013专升本

《电机学》课程辅导讲义

（直流电机部分）

王东瑞编考纲：五、直流电机

1.掌握直流电机的基本工作原理和额定值；主要知识点：（一）直流电机的工作原理1.直流发电机结论：直流发电机是将内交流转换为外直流的交流发电机2.直流电动机结论：直流电动机是将外直流转换为内交流的交流电动机（二）额定值1．额定功率（W、kW）发电机：指电刷端输出的电功率；电动机：指轴上输出的机械功率。指电机额定运行时的输出功率3.额定电流指电机额定运行时电枢出线中的电流。

（A）2.额定电压指电机额定运行时电枢出线端的电压。

（V）发电机：电动机：

例题：1.直流电机实质上是一台具有（换向）装置的交流电机，直流发电机的换向装置的作用是（将电机内部交流电转换为外部的直流电），直流电动机换向装置的作用是（将电机外部直流电转换为内部的交流电）。2.直流电动机PN=15kW，UN=110V，nN=1500r/min，

ηN=0.85，其额定运行时电网输入的电功率为（17.68）kw，额定电流IN=（160.4）A考纲:2.掌握直流电机的励磁方式和电枢反应的性质；主要知识点（一）直流电机的励磁方式他励并励串励

复励励磁方式分四种：（以发电机为例）（二）直流电机的电枢反应性质1.电刷在几何中性线时：交轴电枢反应特点：（1）使气隙磁场发生畸变（2）对主磁场起去磁作用（磁路饱和）2.当电刷不在几何中性线上时电刷顺转向偏移电刷逆转向偏移发电机交轴和直轴去磁交轴和直轴助磁电动机交轴和直轴助磁交轴和直轴去磁例题：1.直流电机的励磁方式有他励、并励、（串励）和（复励）四种方式。2.直流电机电枢反应的定义是（电枢磁动势对励磁磁动势的作用），当电刷在几何中的性线时，电动机产生（交轴）性质的电枢反应，其结果使（气隙磁场发生畸变）和对（主磁场去磁作用），物理中性线逆电枢旋转方向偏移。3.直流发电机电刷在几何中性线上，如果磁路不饱各，这时电枢反应是（③）。①去磁；②助磁；③不去磁也不助磁。考纲：3.掌握直流电机的电磁关系主要知识点：（一）电枢电动势与电磁转矩在发电机中:

为电源电动势，向外输出直流电流,

与同方向。为制动转矩。与反方向，在电动机中:

为反电动势。与反方向，为驱动转矩，驱动转子旋转，与同方向。

电枢电动势的计算公式：电磁转矩的计算公式：（二）直流发电机和直流电动机的电动势平衡方程

发电机

电动机（三）功率平衡和转矩平衡关系1.功率平衡2.转矩平衡发电机

电动机例题：1.直流发电机电枢电动势的性质为（电源电动势）电动势，电磁转矩的性质为（制动）转矩；而直流电动机电枢电动势的性质为（反）电动势，电磁转矩的性质为（驱动）转矩.2.直流发电机和电动机除能量转换关系不同外，还表现于发电机的电动势比端电压（高）；而电动机的电动势比端压（低）。3.

直流电机的电磁转矩是由（每极气隙磁通量）和（电枢电流）共同作用产生的。

考纲：4.掌握直流发电机的运行特性和直流电动机的工作特性和运行性能。主要知识点：（一）直流发电机的外特性所以并励比他励发电机端电压下降较多。外特性下降原因：他励时

不变，并励时

（二）并励直流发电机的自励条件1．电机主磁极中有剩磁2．并联在电枢绕组两端的励磁绕组极性要正确3．励磁回路的总电阻小于该转速下的临界电阻（三）直流电动机的起动

要求：起动前应将励磁调节电阻短接，使磁通最大，Tst

最大,

或在保证Tst足够大的条件下，尽量减小Ist。根据起动方法：①直接起动；②电枢回路串变阻器起动；③降压起动。（四）直流电动机的调速1．电枢串电阻调速特点：增大电阻，转速下调。2．降低电源电压调速特点：降低电压，转速下调。3．减弱磁通调速特点：减弱磁通，转速上调。

恒转矩负载时，由于不变，所以调速前后Ia

不变。常数=F=aTICTem

恒转矩负载时，由于不变，所以调速前后Ia

不变。常数=F=aTICTem

恒转矩负载时，由于下降，所以调速后Ia

增大。常数=F=aTICTem（五）直流电动机的反转Tem方向决定了n的方向，改变Tem方向即可改变电动机的转向。1.保持If方向不变，改变Ia

方向，即对调电枢绕组接入电源的两出线端；2.保持Ia

方向不变，改变If方向，即对调励磁绕组接入电源的两出线端。根据可得改变转向的方法：例题：1.一台并励直流发电机，正转能自励，反转也能自励（错）

2.一台并励直流电动机，若改变电源极性，则电机转向也改变。（错）3.如果并励直流发电机的转速上升20%，则空载时发电机的端电压U0升高（②）。①20%；②大于20%；③小于20%。4.直流电动机的调速方法有电枢串电阻调速、（降压）调速和（弱磁）调速三种。

5.直流电动机的起动方法有（降压起动）、（电枢回路串电阻起动）。6.改变直流电动机的转向的方法有（改变电枢电流方向）和（改变励磁电流方向）两种方法。

7.试比较他励和并励直流发电机的外特性有何不同。并说明影响曲线形状的因素。

答：并励直流发电机的外特性比他励软。他励：影响因素有两个

①随着Ia增加，IaRa增加，使U下降；

②随着Ia增加，电枢反应附加去磁作用增强，使磁通Φ

减少，电枢电动势Ea减少，最后使U下降。

并励：影响因素有三个

①随着Ia增加，IaRa增加，使U下降；②随着Ia增加，电枢反应附加去磁作用增强，使磁通Φ减少，电枢电动势Ea减少，最后使端电压U下降；③而端电压U下降，又使If下降，磁通Φ下降，电枢电动势Ea进一步减少，端电压U进一步下降。

8.简述并励直流发电机自励建压的条件。并励直流发电机正转