第三章直流電機運行特性

1、陶陶 若若 冰冰發(fā)電機勵磁方式不同，特性也不一樣。發(fā)電機勵磁方式不同，特性也不一樣。w 負載特性負載特性w 電壓調(diào)整特性（外特性）電壓調(diào)整特性（外特性）w 調(diào)整特性調(diào)整特性 負載電流負載電流 I 為常數(shù)時，為常數(shù)時，Uf ( If )。保持轉(zhuǎn)速保持轉(zhuǎn)速 n 為常數(shù)。為常數(shù)。 空載特性：空載特性：I0時，時，Uf ( If )。一. 他勵直流發(fā)電機的運行特性l空載特性空載特性 E0f ( If )原動機拖動轉(zhuǎn)子以恒速原動機拖動轉(zhuǎn)子以恒速旋轉(zhuǎn)，電樞繞組開路旋轉(zhuǎn)，電樞繞組開路（Ia0），改變勵磁電），改變勵磁電流流 If ，測量端電壓，測量端電壓 E0與與If 的關(guān)系。的關(guān)系。有磁滯、剩磁、飽和有磁

2、滯、剩磁、飽和現(xiàn)象?，F(xiàn)象。Er ：剩磁電動勢：剩磁電動勢各種直流電機的空載特性都在他勵方式下測定。各種直流電機的空載特性都在他勵方式下測定。l負載特性負載特性 Uf ( If )原動機拖動轉(zhuǎn)子以恒速原動機拖動轉(zhuǎn)子以恒速旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)，I 一定，改變一定，改變 If ，測量測量U 與與If 的關(guān)系。的關(guān)系。w If一定時，在不同的一定時，在不同的I 下有下有不同的不同的U。原因：。原因：IaRa，電樞反應(yīng)的去磁作用。電樞反應(yīng)的去磁作用。w 負載特性與空載特性間相負載特性與空載特性間相差一個特性三角形。差一個特性三角形。ab 電樞反應(yīng)去磁作用電樞反應(yīng)去磁作用ac IaRal電壓調(diào)整特性電壓調(diào)整特性 U

3、f ( I )通常指轉(zhuǎn)速通常指轉(zhuǎn)速nnN ，If為為額定值時，額定值時，U 與與 I 的關(guān)系。的關(guān)系。w U隨隨I 的增大而降低，是一條的增大而降低，是一條下垂的曲線。原因：下垂的曲線。原因：IaRa，電樞反應(yīng)的去磁作用。電樞反應(yīng)的去磁作用。w 電壓調(diào)整率電壓調(diào)整率 U。0NN100%UUUU 他勵發(fā)電機的他勵發(fā)電機的 U約為約為5%1010%，變化不大，變化不大，特性比較硬。特性比較硬。U0為為IfIfN時的空載端電壓。時的空載端電壓。l調(diào)整特性調(diào)整特性 Iff ( I )原動機拖動轉(zhuǎn)子以恒速原動機拖動轉(zhuǎn)子以恒速旋轉(zhuǎn)，保持旋轉(zhuǎn)，保持U 恒定時，恒定時， If 與與I 的關(guān)系。的關(guān)系。w If

4、一定時，一定時，U 會隨會隨 I 變。原變。原因：因：IaRa，電樞反應(yīng)的去磁，電樞反應(yīng)的去磁作用。作用。w 為保持為保持U不變，需調(diào)節(jié)不變，需調(diào)節(jié)If 。二. 并勵直流發(fā)電機的運行特性l建壓及其條件建壓及其條件w 并勵發(fā)電機要有一個自行建并勵發(fā)電機要有一個自行建立勵磁和端電壓的過程，稱立勵磁和端電壓的過程，稱為建壓。為建壓。 w 空載時，空載時，I0，IaIf 0。但。但 If 較小，故可近似認為較小，故可近似認為Ia0，利用空載特性來分析電壓建利用空載特性來分析電壓建立過程。立過程。l建壓及其條件建壓及其條件（1）電機主磁路有剩磁；）電機主磁路有剩磁；（2）勵磁繞組并聯(lián)到電樞）勵磁繞組并聯(lián)

5、到電樞繞組兩端的極性正確，即勵繞組兩端的極性正確，即勵磁磁動勢與剩磁磁場方向相磁磁動勢與剩磁磁場方向相同；同；（3）勵磁回路總電阻小于）勵磁回路總電阻小于電機運行轉(zhuǎn)速下的建壓臨界電機運行轉(zhuǎn)速下的建壓臨界電阻電阻Rcr 。w 建壓條件建壓條件Rcrtancr l過程分析：過程分析： 剩磁：勵磁磁場與剩磁方向一致。 r ErIf 與r方向一致 EaIf U和If同時滿足空載特性曲線U0f（If）和場阻線URfIf 。臨界電阻：tancr U0/ If=Rcr 電機的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，場阻線發(fā)生移動， 穩(wěn)定工作點發(fā)生改變。不同的轉(zhuǎn)速， 具有不同的臨界電阻IfUfI0U10fIA20U3l電壓調(diào)整特性電壓

6、調(diào)整特性w 電壓調(diào)整率電壓調(diào)整率U比他勵的比他勵的大大，約為約為20%30% （因（因If 還隨還隨U下降而減?。Ｏ陆刀鴾p?。?。 w 負載電流有負載電流有“拐彎拐彎”現(xiàn)象?，F(xiàn)象。勵磁回路總電阻不變時，勵磁回路總電阻不變時，U 與與 I 的關(guān)系的關(guān)系Uf ( I ) 。w 穩(wěn)態(tài)短路電流短路電流穩(wěn)態(tài)短路電流短路電流Ik0Er/ /Ra并不很大，常小于并不很大，常小于IN（因（因Er數(shù)值很?。?shù)值很?。Ｈ? 復(fù)勵直流發(fā)電機的電壓調(diào)整特性 復(fù)勵發(fā)電機通常采用積復(fù)勵（串、并勵繞組的勵磁復(fù)勵發(fā)電機通常采用積復(fù)勵（串、并勵繞組的勵磁磁動勢方向相同）。磁動勢方向相同）。按照串勵繞組磁動勢按照串勵繞組磁動

7、勢補償作用的強弱，可補償作用的強弱，可分為三類：分為三類： 平復(fù)勵平復(fù)勵 過復(fù)勵過復(fù)勵 欠復(fù)勵欠復(fù)勵l他他/并勵直流電動機的工作特性并勵直流電動機的工作特性UUN，IfIfN時，時，n、T、 與與 Ia （或（或 P2）關(guān)系）關(guān)系。 w轉(zhuǎn)速調(diào)整特性轉(zhuǎn)速調(diào)整特性 nf ( Ia )aaeUI RnC轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速公式公式 n變化變化很小很小nf(Ia)為硬特性。為硬特性。 l他他/并勵直流電動機的工作特性并勵直流電動機的工作特性w轉(zhuǎn)矩特性轉(zhuǎn)矩特性 Tf ( Ia )T 近似與近似與 Ia 成正比成正比。 w效率特性效率特性 f ( Ia )可變損耗等于不變損耗時，可變損耗等于不變損耗時， 最高最高。

8、p0基本不隨基本不隨Ia變化變化不變不變損耗；損耗；pCu隨隨Ia變化變化可可變損耗。變損耗。他他/并勵直流電動機的機械特性并勵直流電動機的機械特性他他/并勵直流電動機的固有機械特性是一條略有下降的并勵直流電動機的固有機械特性是一條略有下降的直線，是硬特性（直線，是硬特性（ 很小很?。＃?。Tnn0固有機械特性：固有機械特性：UUN ，IfIfN ，電樞回路不串任何電阻，電樞回路不串任何電阻時的機械特性。時的機械特性。a2eTRC C0eUnC ，機械特性的斜率，機械特性的斜率，理想空載轉(zhuǎn)速，理想空載轉(zhuǎn)速 串勵和復(fù)勵直流電動機的機械特性串勵和復(fù)勵直流電動機的機械特性l串勵電動機的機械特串勵電動

9、機的機械特性性1 串勵串勵2 復(fù)勵復(fù)勵3 他勵他勵w 是一個非線性的軟特性，轉(zhuǎn)是一個非線性的軟特性，轉(zhuǎn)速速n隨隨T的增大而迅速降低。的增大而迅速降低。w 具有優(yōu)良的起動性能。具有優(yōu)良的起動性能。 l復(fù)勵電動機的機械特復(fù)勵電動機的機械特性性w 機械特性介于并勵和串勵的機械特性介于并勵和串勵的之間。之間。l調(diào)速的要求調(diào)速的要求w 調(diào)速范圍（調(diào)速比）調(diào)速范圍（調(diào)速比）w 調(diào)速平滑性調(diào)速平滑性aaeUI RnCw 電樞串接電阻調(diào)速電樞串接電阻調(diào)速w 改變端電壓調(diào)速改變端電壓調(diào)速w 改變磁通調(diào)速改變磁通調(diào)速l他勵直流電動機的調(diào)速方法他勵直流電動機的調(diào)速方法w 經(jīng)濟性經(jīng)濟性w 調(diào)速方法簡單，可靠調(diào)速方法簡

10、單，可靠他勵直流電動機的調(diào)速方法他勵直流電動機的調(diào)速方法l1.電樞串接電阻調(diào)速電樞串接電阻調(diào)速as2eeTRRUnTCC C 機械特性變軟。機械特性變軟。 調(diào)速范圍與負載大小有關(guān)。調(diào)速范圍與負載大小有關(guān)。 效率低。效率低。 負載轉(zhuǎn)矩負載轉(zhuǎn)矩TL不變時，不變時，T不變，串不變，串入電阻入電阻Rs ，可使轉(zhuǎn)速，可使轉(zhuǎn)速 n 降低，降低，P2 減??；而減小；而Ia不變，不變，P1不變。不變。 電阻的體積電阻的體積大，不能平大，不能平滑調(diào)速?；{(diào)速。他勵直流電動機的調(diào)速方法他勵直流電動機的調(diào)速方法l2.改變端電壓調(diào)速改變端電壓調(diào)速a2eeTRUnTCC C 降低降低U 的人為機械特性是與固的人為機械特

11、性是與固有機械特性平行的直線。有機械特性平行的直線。 調(diào)速范圍寬，平滑性好。調(diào)速范圍寬，平滑性好。 效率高。效率高。 TL不變時，不變時，T不變，不變，Ia不變；不變；P1UEan， P2 n。 需要可調(diào)的需要可調(diào)的直流電源。直流電源。他勵直流電動機的調(diào)速方法他勵直流電動機的調(diào)速方法l3.改變磁通調(diào)速改變磁通調(diào)速a2eeTRUnTCC C 減少減少 的人為機械特性：理想空的人為機械特性：理想空載轉(zhuǎn)速升高，斜率減小。載轉(zhuǎn)速升高，斜率減小。 減少減少 通常使通常使 n 從基速升高。從基速升高。 效率高。效率高。 TL不變時，不變時，Ia增大，增大，P1增加；增加；P2 n，增加。增加。 設(shè)備簡單，

12、耗能設(shè)備簡單，耗能少，平滑性好。少，平滑性好。l直流電動機的起動直流電動機的起動w 起動要求起動要求 起動轉(zhuǎn)矩大起動轉(zhuǎn)矩大 起動沖擊電流小起動沖擊電流小 能量損耗小能量損耗小 簡單，便于控制簡單，便于控制w 起動方法起動方法 全壓起動全壓起動 電樞串接電阻起動電樞串接電阻起動 降壓起動降壓起動直流電動機的電制動直流電動機的電制動w能耗制動能耗制動電制動就是產(chǎn)生與轉(zhuǎn)速方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)電制動就是產(chǎn)生與轉(zhuǎn)速方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)速降低。速降低。 勵磁不變，電樞回路從電網(wǎng)斷開，勵磁不變，電樞回路從電網(wǎng)斷開，并立即接到制動電阻并立即接到制動電阻RB上。上。 電樞電動勢電樞電動勢Ea產(chǎn)生的電樞電

13、流產(chǎn)生的電樞電流Ia與電動機狀態(tài)時的方向相反，產(chǎn)與電動機狀態(tài)時的方向相反，產(chǎn)生制動電磁轉(zhuǎn)矩。生制動電磁轉(zhuǎn)矩。 將電機的動能消耗在電阻上。將電機的動能消耗在電阻上。直流電動機的電制動直流電動機的電制動w反接制動反接制動 將電樞回路反接到電源，并接將電樞回路反接到電源，并接入限流電阻入限流電阻RL 。 端電壓端電壓U與電樞電動勢與電樞電動勢Ea同向，同向，使電樞電流使電樞電流 Ia 反向，產(chǎn)生較大反向，產(chǎn)生較大的制動性電磁轉(zhuǎn)矩。的制動性電磁轉(zhuǎn)矩。 功率消耗在電阻中。功率消耗在電阻中。直流電動機的電制動直流電動機的電制動w回饋制動回饋制動 降低端電壓降低端電壓U調(diào)速時，會出現(xiàn)電樞電動勢調(diào)速時，會出現(xiàn)電樞電動勢EaU的