電機學(xué)-直流發(fā)電機ppt課件

1、aieemf 直流發(fā)電機直流發(fā)電機直流發(fā)電機的勵磁方式可以是他勵、并勵和復(fù)勵。直流發(fā)電機的勵磁方式可以是他勵、并勵和復(fù)勵。以并勵為例推導(dǎo)直流發(fā)電機的基本方程式。以并勵為例推導(dǎo)直流發(fā)電機的基本方程式。各物理量正方向的規(guī)定：各物理量正方向的規(guī)定： 電樞電動勢電樞電動勢Ea與電流與電流Ia方向一致；方向一致； 電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩Tem與轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速n方向相反，方向相反， 為制動轉(zhuǎn)矩。為制動轉(zhuǎn)矩。掌握并勵發(fā)電機的自勵條件、掌握并勵發(fā)電機的自勵條件、 基本方程式和工作特性?；痉匠淌胶凸ぷ魈匦?。)(fffIfRI)(0fIfU 并勵發(fā)電機的自勵條件并勵發(fā)電機的自勵條件ffRIU 0IIIaf“自勵發(fā)電機自勵

2、發(fā)電機”， If15INffRIU ffffRIRI/tanjffrrR0U并勵發(fā)電機空載時，電機端電壓并勵發(fā)電機空載時，電機端電壓fI與勵磁電流與勵磁電流的關(guān)系的關(guān)系,稱為發(fā)電機空載特性稱為發(fā)電機空載特性 aaaRIEU空載時空載時是一條直線是一條直線 稱該直線為勵磁回路電阻線場阻線）。稱該直線為勵磁回路電阻線場阻線）。IfU0(1) (1) 空載特性空載特性空載時，空載時，aoEU nCEea n n等于常數(shù)等于常數(shù)aE)()(0ffIfIfu空載特性實質(zhì)即為磁滯回線空載特性實質(zhì)即為磁滯回線的下降線，有剩磁的下降線，有剩磁r,有相有相應(yīng)的剩磁電壓應(yīng)的剩磁電壓r調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)rjIf單調(diào)增長單調(diào)增

3、長U=1.11.3 UNIf單調(diào)減小至單調(diào)減小至0rU0空載特性測試方法：空載特性測試方法：自勵特征自勵特征發(fā)電機自勵時的穩(wěn)定點為勵磁回路伏安特性曲線與空載特性的發(fā)電機自勵時的穩(wěn)定點為勵磁回路伏安特性曲線與空載特性的交點。交點。123P增大勵磁回路的總電阻增大勵磁回路的總電阻fR則電阻線的斜率將增大則電阻線的斜率將增大 勵磁回路的電阻與空載特性相切勵磁回路的電阻與空載特性相切而無確定的交點，故電機將沒有而無確定的交點，故電機將沒有穩(wěn)定的工作點。此時的勵磁回路的穩(wěn)定的工作點。此時的勵磁回路的電阻稱為發(fā)電機自勵時的勵磁臨界電阻稱為發(fā)電機自勵時的勵磁臨界電阻，電阻， fcrR當(dāng)勵磁回路電阻高于臨界電

4、阻時，當(dāng)勵磁回路電阻高于臨界電阻時，空載電壓極低空載電壓極低 ，與剩磁電壓，與剩磁電壓r差不多差不多自勵特征12nn 1n12fcrfcrRRfcrR同一臺發(fā)電機臨界電阻同一臺發(fā)電機臨界電阻的大小與發(fā)電機的轉(zhuǎn)速有關(guān)的大小與發(fā)電機的轉(zhuǎn)速有關(guān)轉(zhuǎn)速越高，轉(zhuǎn)速越高，臨界電阻越大臨界電阻越大1fcrR自勵的條件自勵的條件（1電機必須有剩磁。電機必須有剩磁。 可通過可通過“充磁充磁”（2勵磁繞組的接線與電樞旋轉(zhuǎn)方向必須正確配合，勵磁繞組的接線與電樞旋轉(zhuǎn)方向必須正確配合，使勵磁電流產(chǎn)生的磁場方向與剩磁方向一致使勵磁電流產(chǎn)生的磁場方向與剩磁方向一致（3勵磁回路的電阻應(yīng)小于與電機轉(zhuǎn)速相對應(yīng)的勵磁回路的電阻應(yīng)小于

5、與電機轉(zhuǎn)速相對應(yīng)的臨界電阻。臨界電阻。 一、基本方程式（1電勢平衡式電樞回路：ffjffRIrrIU)(Ea UbaaaaaUrIURIUE2abaaIUrR2bU2正、負一對電刷與向器之間的接觸電阻壓降。約為勵磁回路：nCEeaEaU 一、基本方程式（2轉(zhuǎn)矩平衡式10em1：輸入轉(zhuǎn)矩; 0:空載制動轉(zhuǎn)矩（3功率平衡式emTTT01n602aTemICTaieemf方向與n相反功率平衡式功率平衡式emPpP01P1：輸入功率：輸入功率; p0：空載損耗功率：空載損耗功率;Pem：電磁功率：電磁功率電磁功率電磁功率PemPem：aaemIEP 這是發(fā)電機電樞產(chǎn)生的總電功率。這是發(fā)電機電樞產(chǎn)生的總

6、電功率。也是原動機為克服制動作用的電磁轉(zhuǎn)矩也是原動機為克服制動作用的電磁轉(zhuǎn)矩所需要輸入到發(fā)電機的機械功率。所需要輸入到發(fā)電機的機械功率。 ememTP是原動機輸入到發(fā)電機的機械功率被轉(zhuǎn)換成發(fā)電機輸出的電功率是原動機輸入到發(fā)電機的機械功率被轉(zhuǎn)換成發(fā)電機輸出的電功率功率平衡式功率平衡式空載損耗功率空載損耗功率p0p0：adFemecpppp0pmec：機械損耗：機械損耗; pFe: 鐵心鐵心損耗；損耗；pad： 附加損耗附加損耗adFemecCufCuappppppadFemecCufppppp0并勵發(fā)電機并勵發(fā)電機 他勵發(fā)電機他勵發(fā)電機 并勵發(fā)電機總損耗并勵發(fā)電機總損耗 aacuaRIP2發(fā)電機

7、電樞回路內(nèi)電阻總損耗發(fā)電機電樞回路內(nèi)電阻總損耗 功率和效率adppfepcufpcuapPpPPmecem201功率平衡式：效率：%100)1 (%100112PpPPkW10010%;91%80NkW1000100%;94%86NkW100001000%96%91N10kW以下%;85%70 二、二、 發(fā)電機的運行特性發(fā)電機的運行特性直流發(fā)電機的四個基本物理量：直流發(fā)電機的四個基本物理量： U、I、If、n。（。（n由原動機拖由原動機拖動，保持不變）動，保持不變）運行特性：在運行特性：在U、I、If 之間，保證其中一個量不變，另外兩個之間，保證其中一個量不變，另外兩個物理量之間的函數(shù)關(guān)系。物

8、理量之間的函數(shù)關(guān)系。主要特性：主要特性：（1n常數(shù)，常數(shù)， I常數(shù)，常數(shù)， UfIf）；負載特性）；負載特性（2n常數(shù)，常數(shù)， Rf常數(shù)，常數(shù)，UfI）；外特性）；外特性（3n常數(shù)，常數(shù)， U常數(shù)，常數(shù)，IffI）；調(diào)節(jié)特）；調(diào)節(jié)特性性(1) (1) 空載特性空載特性負載特性負載特性u uf(If)f(If)在負載電流在負載電流I I0 0時，時， 即為空載特性。即為空載特性?？蛰d時，空載時，aEU nCEea n n等于常數(shù)等于常數(shù)aE)()(0ffIfIfu空載特性實質(zhì)即為磁滯回線空載特性實質(zhì)即為磁滯回線的下降線的下降線)(fffIfRI)(0fIfU If空載特性空載特性 UofIf）空

9、載特性可以通過實驗的手段得到。空載特性可以通過實驗的手段得到。調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)rIf單調(diào)增長單調(diào)增長U=1.11.3 UNIf單調(diào)減小至單調(diào)減小至0If反向單調(diào)增長反向單調(diào)增長U=（1.11.3UNIf單調(diào)減小至單調(diào)減小至0UfGAVrIU外特性外特性 Rf Rf常數(shù)，常數(shù)，U Uf fI I）他勵外特性也可以通過實驗的手段得到他勵外特性也可以通過實驗的手段得到:調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)RLRLI I從零增至額定值從零增至額定值aaeaaaRInCRIEU 1 他勵他勵12 并勵并勵2n n不變不變IfIf不變不變GAVrRL電樞回路的總電阻壓降；電樞回路的總電阻壓降；電樞反應(yīng)的去磁作用；電樞反應(yīng)的去磁作用；IU外特

10、性外特性 U Uf fI I）UEIUaf并勵調(diào)節(jié)并勵調(diào)節(jié)RLRL1 他勵他勵12 并勵并勵2INcrI)32( crI電樞回路的總電阻壓降；電樞回路的總電阻壓降；電樞反應(yīng)的去磁作用；電樞反應(yīng)的去磁作用；端電壓下降致使勵磁電流減小。端電壓下降致使勵磁電流減小。 aroKRUI/當(dāng)端電壓較高時，當(dāng)端電壓較高時，電機磁路處在較飽和區(qū)，電機磁路處在較飽和區(qū)，勵磁電流的變化對感應(yīng)電勢的影響不大勵磁電流的變化對感應(yīng)電勢的影響不大 當(dāng)發(fā)電機進入低飽和以至不飽和區(qū)當(dāng)發(fā)電機進入低飽和以至不飽和區(qū) f的減小使的減小使U降低很快，從而導(dǎo)降低很快，從而導(dǎo)I反而減小反而減小 Rf常數(shù)常數(shù)電壓調(diào)整率電壓調(diào)整率n從空載到

11、負載，電壓下降的程度由電壓變化率來表示。從空載到負載，電壓下降的程度由電壓變化率來表示。%1000NNUUUUU0U0是空載時的端電壓，是空載時的端電壓， 一般他勵直流發(fā)電機的電一般他勵直流發(fā)電機的電壓變化率約為壓變化率約為5 510%10%。IIf調(diào)整特性調(diào)整特性 If Iff(I)f(I)轉(zhuǎn)速一定，負載電流變化時，為維持他勵直流發(fā)電轉(zhuǎn)速一定，負載電流變化時，為維持他勵直流發(fā)電機的端電壓不變，需要調(diào)節(jié)勵磁電流。負載電流增機的端電壓不變，需要調(diào)節(jié)勵磁電流。負載電流增大，勵磁電流也增大。大，勵磁電流也增大。I=IN,U=UN I=IN,U=UN 時的時的IfIf，稱為，稱為額定勵磁電流。額定勵磁電流。INIfN外特性和調(diào)整特性