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直流電機(jī)盧斌電機(jī)學(xué)習(xí)題課3-1直流電機(jī)有哪些勵(lì)磁方式勵(lì)磁方式IfUEaI+-IaUEa,IaI+-UfIf+-IfEaI+-IaUIaEaI=If+-U并勵(lì)串勵(lì)復(fù)勵(lì)他勵(lì)自勵(lì)I(lǐng)a=IIa=I+IfIa=I=IfIa=I+IfU=Uf3-6在直流發(fā)電機(jī)中,電刷順電樞旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)一角度,電樞反應(yīng)的性質(zhì)怎樣?當(dāng)電刷逆電樞旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)一角度,電樞反應(yīng)的性質(zhì)又是怎樣?如果是電動(dòng)機(jī),在這兩種情況下,電樞反應(yīng)的性質(zhì)又是怎樣?分析思路:負(fù)載時(shí)的電樞磁動(dòng)勢(shì)和電樞反應(yīng)電樞電流ia電樞磁動(dòng)勢(shì)fa電樞磁場(chǎng)ba空載磁場(chǎng)b0氣隙合成磁場(chǎng)bδ電樞反應(yīng)b0ba(x)bδ(x)O(一)交軸電樞反應(yīng)a〕負(fù)載時(shí)的合成磁場(chǎng)b〕合成磁場(chǎng)分布不計(jì)磁飽和時(shí):計(jì)磁飽和時(shí):交軸電樞反應(yīng)既無(wú)增磁、亦無(wú)去磁作用交軸電樞反具有一定的去磁作用(二〕直軸電樞反應(yīng):

若電機(jī)為發(fā)電機(jī),電刷順電樞旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)一角度,對(duì)主極磁場(chǎng)而言,直軸電樞反應(yīng)將是去磁的。若電刷逆著旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)一度,直軸電樞反應(yīng)時(shí)增磁的。電動(dòng)機(jī)的情況恰好相反。

+++············+++++++++·······+++++++bβbβ+++·····++bβbβFaβFaqFad

1直流發(fā)電機(jī)中,當(dāng)電刷順電樞旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)一個(gè)角度,電樞反應(yīng)的性質(zhì)是:(1)使主磁場(chǎng)發(fā)生畸變(2〕具有去磁作用是主磁場(chǎng)減弱直流發(fā)電機(jī)中,當(dāng)電刷逆電樞旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)一個(gè)角度,電樞反應(yīng)的性質(zhì)是:(1)使主磁場(chǎng)發(fā)生畸變(2〕具有去磁作用是主磁場(chǎng)增強(qiáng)2.直流電動(dòng)機(jī)中,當(dāng)電刷順電樞旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)一個(gè)角度,電樞反應(yīng)的性質(zhì)是:(1)使主磁場(chǎng)發(fā)生畸變(2〕具有去磁作用是主磁場(chǎng)增強(qiáng)直流電動(dòng)機(jī)中,當(dāng)電刷逆電樞旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)一個(gè)角度,電樞反應(yīng)的性質(zhì)是:(1)使主磁場(chǎng)發(fā)生畸變(2〕具有去磁作用是主磁場(chǎng)減弱3-7直流電機(jī)電樞繞組元件內(nèi)的電動(dòng)勢(shì)和電流是交流還是直流?為什么在穩(wěn)態(tài)電壓方程中不出現(xiàn)元件本身的電感電動(dòng)勢(shì)?電樞元件內(nèi)的電動(dòng)勢(shì)和電流是交流直流發(fā)電機(jī):盡管單個(gè)元件內(nèi)的電動(dòng)勢(shì)是交流,但穩(wěn)態(tài)電壓方程考察的對(duì)象是電刷間的輸出電動(dòng)勢(shì)〔由于換向器的“整流〞作用,電刷間輸出電動(dòng)勢(shì)是直流電動(dòng)勢(shì)),所以不會(huì)出現(xiàn)元件本身的電感電動(dòng)勢(shì)直流電動(dòng)機(jī):導(dǎo)體中的電流隨其所處的磁極極性的改變而同時(shí)改變方向,使得電磁轉(zhuǎn)矩不變。換向器將外電路的直流電改變?yōu)榫€(xiàn)圈內(nèi)的交流電(“逆變〞作用)。電壓方程與元件的電感電動(dòng)勢(shì)無(wú)關(guān)。直流電機(jī)穩(wěn)態(tài)電壓方程式

發(fā)電機(jī):Ea=U+IaR+2ΔUs=U+IaRaIa=I+If(并勵(lì)),Ia=I〔他勵(lì)、串勵(lì))電動(dòng)機(jī):U=Ea+IaR+2ΔUs=Ea+IaRaIa=I-If〔并勵(lì)),Ia=I〔他勵(lì)、串勵(lì))3-11一臺(tái)他勵(lì)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速提高20%,空載電壓會(huì)提高多

少(If不變)?若為并勵(lì)發(fā)電機(jī),則電壓升高的百分值

比他勵(lì)發(fā)電機(jī)多還是少(Rf不變)?If不變?chǔ)挡蛔兯麆?lì)空載:Ea=U0=CenΦn20%U020%并勵(lì)空載:Ea=U0=CenΦ=RfIfnU0Rf不變IfΦnU0增幅大于20%3-12一臺(tái)他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的額定電壓為230V,額定電流為10A,額定轉(zhuǎn)速為1000r/min,電樞電阻R=1.3Ω,電刷壓降2?Us=2V,勵(lì)磁繞組電阻Rf=88Ω。已知在750r/min時(shí)的空載特性如下表示

If/A0.41.01.62.02.53.03.64.45.2E0/V3378120150176194206225240額定轉(zhuǎn)速、勵(lì)磁電流為2.5A時(shí),空載電壓為多少?若轉(zhuǎn)速為900r/min,空載電壓為多少?滿(mǎn)載時(shí)電磁功率為多少?3-13一臺(tái)四極82kW,230V,970r/min的并勵(lì)發(fā)電機(jī),R〔750)=0.0259,Rf〔750)=22.8額定負(fù)載時(shí)勵(lì)磁回路中串入3.5Ω的調(diào)節(jié)電阻,電刷壓降為2V,鐵耗和機(jī)械損耗共2.5kW,雜散損耗為額定功率的0.5%,試求額定負(fù)載時(shí)發(fā)電機(jī)的輸入功率、電磁功率和效率。分析:并勵(lì)發(fā)電機(jī)額定負(fù)載時(shí):I=P/UN=82000/230=356.52AIa=I+If=365.265APe=P2+Ia2R+2△UsIa+I(xiàn)f2Rf=88.197kW或者:Pe=EaIa=(U+IaR+2△Us)Ia=(230+365.27*0.0259+2)*365.265=88.197kW〔引薦)P1=Pe+P0==88.198+2.5+0.5%×82=91.108kW3-15一臺(tái)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)為某一轉(zhuǎn)速,如將它停車(chē),僅改變勵(lì)磁電流的方向后重新啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn),發(fā)現(xiàn)此時(shí)轉(zhuǎn)速與原來(lái)不同,是什么原因?分析:轉(zhuǎn)速變化,由于僅有If方向變化,U、Ia、Ra都沒(méi)變化,由下式可知一定是主磁通變化了。1.剩磁的影響。的一部分用來(lái)抵消剩磁2.電樞位置不在幾何中心線(xiàn)。If變向前后直軸電樞反應(yīng)的效果是相反的,導(dǎo)致Φ不一樣3-16一臺(tái)17kW、220V的并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī),電樞總電阻Ra=0.1歐,電刷壓降為2V,在額定電壓下電樞電流為100A,轉(zhuǎn)速為1450r/min,并勵(lì)繞組與一變阻器串聯(lián)以限制勵(lì)磁電流為4.3A。當(dāng)變阻器短路時(shí),勵(lì)磁電流為9A,轉(zhuǎn)速降低到850r/min,電動(dòng)機(jī)帶有恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,機(jī)械損耗等不計(jì),試計(jì)算〔1〕勵(lì)磁繞組的電阻和變阻器電阻〔2〕變阻器短路后,電樞電流的穩(wěn)態(tài)值;(3〕電磁轉(zhuǎn)矩值

勵(lì)磁支路總電阻R=220/4.3=51.16Rf=220/9=24.44R滑=51.16-24.44=26.72Tl不變,機(jī)械損耗等不計(jì)3-17一臺(tái)96kW的并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī),額定電壓為440V,額定電流為255A,額定勵(lì)磁電流為5A,額定轉(zhuǎn)速為500r/min,電樞電阻為0.07歐,電刷壓降2?Us=2V,不計(jì)電樞反應(yīng),試求〔1〕電動(dòng)機(jī)的額定輸出轉(zhuǎn)距;(2〕額定電流時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩〔3〕電動(dòng)機(jī)的空載轉(zhuǎn)速。

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