102知識資料第四章第十二節(jié)直流電機（二）

千里之行，始于足下朽木易折，金石可鏤Word-可編輯（2）電樞反應與下列因素有關。1）電樞反應是電機帶負載時，電樞中有電流流通，產生電樞磁動勢，使空氣隙磁場分布發(fā)生改變。2）電樞反應與電樞電流的大小有關，電樞磁動勢幅值與電樞電流成正比。3）電樞磁動勢的空間位置取決于電刷位置，電刷位于交軸，電樞磁動勢的軸線在交軸，稱為交軸電樞反應；電刷偏移交軸，電樞磁動勢的軸線隨著移動。4）電樞磁動勢與主磁極軸線一致的稱為直軸電樞反應；與主磁極軸線差90°電角度的稱為交軸電樞反應。5）若電刷順著發(fā)電機的旋轉方向或逆著電動機的旋轉方向移過一個角度，直軸電樞反應使主磁通削弱，展示去磁作用；若電刷移動方向相反，展示增磁作用。（3）電樞反應的影響。1）氣隙磁場發(fā)生畸變，物理中性線偏移。2）主磁場消弱，每極磁通減小，電樞磁場成去磁作用。3）電樞反應的去磁作用使電動機轉子轉速升高，引起發(fā)電機感應電動勢和端部電壓下降。4.12.5電壓平衡方程式Ra是包括電刷接觸電阻在內的電樞回路總電阻。（1）直流電動機電壓平衡方程式為：，。1）并勵直流電動機：。2）串勵直流電動機：。（2）直流發(fā)電機電壓平衡方程式為：1）并勵直流發(fā)電機：；電樞電流Ia等于負載電流I、勵磁電流If之和。2）串勵直流發(fā)電機：（3）判別主意。當Ea>Ua時，為直流發(fā)電機；當Ua>Ea時，為直流電動機。（4）的計算。1）直流發(fā)電機：2）直流電動機：4.12.6轉矩平衡方程式（1）直流電動機式電磁轉矩為驅動型的轉矩，提供機械負載的動力和轉子所需的慣性轉矩，將電能轉換為機械能。轉矩平衡方程式為。穩(wěn)態(tài)運行時的轉矩平衡方程式為。（2）直流發(fā)電機是直流發(fā)電機以轉速n穩(wěn)態(tài)運行時，作用在電機軸上的轉矩有三個：一個是原動機的拖動轉矩T1，方向與n相同；一個式電磁轉矩Tem，方向與n相反，為制動性質的轉矩；還有一個由電機的機械損耗及鐵耗引起的空載轉矩T0，也是制動性質的轉矩。原動機克服制動性的電磁轉矩是機械能變?yōu)殡娔?。轉矩平衡方程式為。穩(wěn)態(tài)運行時的轉矩平衡方程式為式中T0——空載轉矩；T2——電動機輸出轉矩；TL——電動機的負載轉矩；T1——發(fā)電機的輸入轉矩；Tem——直流電機電磁轉矩。4.12.7功率平衡方程式（1）直流發(fā)電機的功率平衡方程式為式中P1——原動機輸給發(fā)電機的機械功率，即輸入功率，；Pem——發(fā)電機的電磁功率，，其中為發(fā)電機的電磁功率，為電樞回路銅耗，為勵磁回路銅耗。他勵直流發(fā)電機電樞的功率平衡關系中不考慮勵磁銅耗；P0——發(fā)電機的空載損耗，。其中，為機械損耗，當轉速一定時，為常數(shù)。為鐵耗，當勵磁電流和轉速不變時，基本不變。為附加損耗，。（2）直流電動機功率平衡方程式為式中，P1=UI為直流電動機的輸入功率，他勵直流電動機，不考慮勵磁銅耗。式中P2——軸上輸出的機械功率，；P0——空載損耗，。（3）直流發(fā)電機的效率η為4.12.8直流發(fā)電機的運行特性（1）空載特性：轉速n為常數(shù)且電樞電流Ia為零時，電樞電動勢和勵磁電流If的關系?？蛰d特性實際是電機的磁化特性。電機的空載特性都是在他勵方式下測得，勵磁電流相同時，不間轉速下的空載特性不一樣。（2）外特性：當轉速n為常數(shù)磁回路總電阻Rf為常數(shù)時，電樞端電壓U和負載電流I之間的關系。1）他勵直流發(fā)電機：。2）并勵發(fā)電機隨著端部電壓下降，勵磁電流下降，造成毎極磁通和相應的感應電動勢進一步下降，比他勵下降嚴重。3）積復勵直流發(fā)電機的串勵繞組和并勵繞組的勵磁磁動勢方向相同，使得氣隙磁通加強。一方面補償負載時電樞反應的去磁作用，另一方面是電樞電動勢升高，抵消了電拒回路的電阻壓降，使得電壓變化率較小，輸出端電壓在一定范圍內維持穩(wěn)定。4）差復勵直流發(fā)電機的串勵繞組和并勵繞組的勵磁磁動勢方向相反，輸出端電壓的變化較大，便于獲得恒流特性。隨著負載電流的增強，發(fā)電機的端電壓下降。為了維持端電壓不變，增強勵磁電流抵消電樞反應的去磁作用引起的電壓降和電樞回路電阻引起的電壓降。（3）電壓調節(jié)率：發(fā)電機從額定負載到空載時，端電壓升高的數(shù)值與額定電壓的比值。并勵發(fā)電機在電樞端電壓下降時，勵磁電流減?。▌畲烹娮韬阒禃r），使步下降.電壓調節(jié)率△U比他勵直流發(fā)電機大。（4）調節(jié)特性：當轉速為常數(shù)且電樞端電壓時，勵磁電流與負載電流I之間的關系。（5）并勵（復勵）直流發(fā)電機的自勵建壓滿意的條件。1）電機主磁路有剩磁。2）勵磁回路與電樞回路的接線須準確配合，勵磁繞組并聯(lián)到電樞兩端的極性準確。3）勵磁回路的總電阻不能超過臨界點阻值。4.12.9他勵/并勵直流電動機的工作特性當電樞電壓U=UN、勵磁電流If=IfN時，電動機的轉速n、電磁轉矩T，效率η與電樞電流Ia（或輸出功率P2）之間的關系。（1）轉速特性n=f（Ia）?？紤]電樞反應的去磁作用，是一條略為下傾的直線。（2）轉矩特性T=f（Ia）?？紤]電樞反應的去磁作用，比過原點的直線略向右偏。（3）效率特性η=f（Ia）。當可變損耗和不變損耗相等時，效率達到最大值。4.12.10直流電動機的機械特性（1）他勵/并勵直流電動機的機械特性1）電樞端電壓U與勵磁電流If一定時，轉速n與電磁轉矩T之間的關系為機械特性。其中為理想空載轉速；為機械特性的斜率；為電樞回路串接的電阻。2）固有機械特性。當電樞端電壓U=UN、勵磁電流If=IfN時，電樞不串電阻時的機械特性。該特性是一條略為向下傾斜的直線，轉矩變化時轉速變化很小，為硬特性。3）串勵直流電動機的固有機械特性。當電樞端電壓U=UN，電樞不串接任何電阻時的機械特性，是一條非線性的軟特性。串勵直流電動機不允許空載或輕載運行，否則會造成飛車，損壞電動機。（2）電動機穩(wěn)定運行的條件。電動機的機械特性和負載機械特性有交點，交點處滿意。4.12.11直流電動機的起動主意（1）直接起動：直接將電動機接到額定電壓的電源上舉行起動，最初的起動電流很大，只適用于容量很小的直流電動機。（2）電樞串電阻起動：電樞回路串人起動電阻以限制起動電流的主意，起動過程的電能損耗較大，很不經濟，只適用于中、小型直流電動機。（3）降壓起動：降低電樞端電壓以限制起動電流的主意，需要專用的直流調壓電源，設備投資較大，起動安穩(wěn)，起動過程中的能量損耗小。他勵或并勵直流電動機起動時，為產生較大的起動轉矩，應不降低勵磁繞組端電壓，勵磁回路中串聯(lián)的電阻應調至最小。將電動機接到額定電壓的電源上舉行起動，最初的起動電流很大，只適用于容量很小的直流電動機。電動機的轉速n、電磁轉矩T、效率η與電樞電流Ia(或輸出功率P2)之間的關系。4.12.12直流電動機的電磁制動（1）電磁制動：電動機產生與其轉向相反的電磁轉矩使電動機盡快停轉，或者限制機組的轉速。（2）電磁制動主意。1）回饋制動：調壓調速中，降低電樞端電壓U或電力機車下坡時，在外力作用下轉速升高時，使U<Ea時.電樞電流Ia與T均反向，電機進人發(fā)電運行狀態(tài)，T起制動作作用，將動能轉換為電能回饋給電網。適用于機組減速或限速的場合。2）能耗制動：保持勵磁電流If大小及方向不變，使電樞脫離電網而經制動電阻閉合。則電樞電流Ia與均變負，起制動作用，使機組減速，直至停轉。制動時，機組的動能轉換為電能，消耗在電樞間路的總電阻上。常用于他勵直流電動機迅速停車或下放重物3）反接制動：抵御性負載時，使電動機迅速停車；位能性負載時，限速反轉。迅速停車：保持他勵電動機勵磁電流If大小及方向不變，將電樞電源反接，并串人制動電阻RL，則電樞電流Ia