《电机技术》3.2.4 直流电机基本特性任务手册VIP

直流电机基本特性【任务要求】知识点技能点理解直流电动机的工作特性理解直流电动机的机械特性直流电动机工作特性的分析与应用直流电动机机械特性的分析与应用重点难点电动机的机械特性电动机的机械特性【任务清单】任务1：他励直流电动机的工作特性1、转速特性：当U=UN，If=IfN时，电枢电流Ia与转速n之间的关系曲线。忽略电枢反应的去磁作用，转速特性是一条略有下降的直线，如曲线①所示。转速表达式：从图中可以看出，并励电动机转速随负载电流变化不大，故称为硬特性。其缺点是不能过载。注意：并励电动机的励磁回路不能断开。如果断开，Φ=Φ剩，由于Φ剩很小，当电动机轻载时，其转速将急剧上升，出现“飞速”现象。当电动机重载时将停转，两种情况将给电动机带来很大危害。2、转矩特性：当U=UN，If=IfN时，电磁转矩TM与电枢电流Ia之间的关系曲线，考虑电枢反应的去磁作用，转矩上升的速度比电流上升的慢，当Ia较大时，TM稍有降低，如曲线②所示。转矩表达式：3、效率特性：U=UN，If=IfN时，效率η与电枢电流Ia之间的关系曲线,如曲线③所示。空载损耗为不变损耗，不随负载电流变化，当负载电流较小时效率较低，输入功率大部分消耗在空载损耗上；负载电流增大，效率也增大，输入的功率大部分消耗在机械负载上；但当负载电流增大到一定程度时铜损快速增大此时效率又变小，因此p0=pCua时效率最大。任务2：他励直流电动机的固有机械特性定义：当U=UN，If=IfN时，电磁转矩TM与转速n之间的关系曲线。我们可以推导出转速n和转矩TM之间的表达式。β为机械特性的斜率，T=0时的转速称为理想空载转速，用实际空载转速：任务3：他励直流电动机的人为机械特性1、电枢串电阻时的人为特性：保持U=UN，Φ=ΦN不变,只在电枢回路中串入电阻Rad时的人为特性。特点：1）空载转速不变，斜率变大；2）随着电阻的增大，转速降落增加，特性变软2、降低电枢电压时的人为特性：保持R=Ra，Φ=ΦN不变，改变电枢电压时的人为特性。特点：1)空载转速随着U的减小而减小；2)电压不同时,曲线是一组平行线，转速降落不变。由于电动机电枢绕组绝缘耐压强度的限制，电枢电压只允许在额定值以下调节，所以不同值的人为特性曲线均在固有特性曲线之下。3、减弱励磁磁通时的人为特性：保持保持U=UN，R=Ra不变，只改变励磁回路调节电阻Rfj的人为特性。特点：理想空载转速随磁通的减小而增大；转速随着磁通的改变而改变，斜率增大，特性变软。由于励磁线圈发热和电动机磁饱和的限制，电动机的励磁电流和它对应的磁通只能在低于额定值的范围内调节。当磁通过分削弱后：1）如果电动机负载转矩不变，将使电动机电流大大增加而严重过载；2)当磁通等于零时，理论上来说空载时电动机转速将无穷大，通常称为“飞车”；3)当电动机轴上的负载转矩大于电磁转矩时，电动机不能启动，电枢电流很大，长时间的大电流会烧坏电枢绕组。因此，他励直流电动机启动前必须先加励磁电流，在运转过程中绝不允许励磁电路断开或励磁电流为零，为此直流他励电动机一般都设有“失磁”保护。【任务拓展】请认真思考并回答下列问题1、试利用机械特性公式，分析并励直流电动机负载过大烧毁电动机的原因。2、名词解释（1）恒转矩负载；（2）恒功率负载；（3）通风机类负载。3、电枢串接电阻时人为机械特性的特点？4、电源电压改变时人为机械特性的特点？5、改变主磁通Φ时人为机械特性的特点？6、他励直流电动机的机械特性指的是什么？是根据哪几个方程式推导出来的？7、一台直流他励电机额定功率PN=96KW，额定电压U