new电气第三章直流电机.ppt

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1、3.3空载和负载时直流电机的磁场,3.1直流电机的工作原理和基本结构,3.2直流电枢绕组,3.4电枢的感应电动势和电磁转矩,3.5直流电机的基本方程,3.6直流发电机的运行特性,3.7直流电动机的运行特性,3.8直流电动机的起动、调速和制动,第三章 直流电机,直流电机的特点,由于存在换向器，其制造复杂，价格较高,直流电动机过载能力较强，热动和制动转矩较大。直流电动机的调速范围宽广，调速特性平滑。直流发电机的电势波形较好，对电磁干扰的影响小。,优点,缺点,直流电机的用途,励磁电源,测速,伺服,主要由定子、转子两部分组成,直流电机,3.1 直流电机的工作原理和基本结构,一、基本结构,直流电机结构-

2、整体图,直流电机结构-去掉外壳,直流电机结构-定子,直流电机转子,直流电机结构-转子铁心,直流电机电刷和换向器结构,直流电机的物理模型,二、直流电机的工作原理,直流发电机工作原理,右图为直流发电机的物理模型，N、S为定子磁极，abcd是固定在可旋转导磁圆柱体上的线圈，线圈连同导磁圆柱体称为电机的转子或电枢。线圈的首末端a、d连接到两个相互绝缘并可随线圈一同旋转的换向片上。转子线圈与外电路的连接是通过放置在换向片上固定不动的电刷进行的。,直流发电机是将机械能转变成电能的旋转机械。当原动机驱动电机转子逆时针旋转时同，线圈abcd将感应电动势。如右图，导体ab在N极下，a点高电位，b点低电位；导体c

3、d在S极下，c点高电位，d点低电位；电刷A极性为正，电刷B极性为负。,感应电动势方向dcba,当原动机驱动电机转子逆时针旋转 后，如右图。,可见，和电刷A接触的导体总是位于N极下，和电刷B接触的导体总是位于S极下，,导体ab在S极下，a点低电位，b点高电位；导体cd在N极下，c点低电位，d点高电位；电刷A极性仍为正，电刷B极性仍为负。,直流发电机工作原理,感应电动势方向abcd,直流发电机运行时的几点结论,电枢线圈内电势、电流方向是交流电；电刷间为直流电势，线圈中感应电势与电流方向一致；产生的电磁转矩T与转子转向相反，是制动性质。,把电刷A、B接到直流电源上，电刷A接正极，电刷B接负极。此时电

4、枢线圈中将电流流过。如右图。,直流电动机是将电能转变成机械能的旋转机械。,在磁场作用下，N极性下导体ab受力方向从右向左，S 极下导体cd受力方向从左向右。该电磁力形成逆时针方向的电磁转矩。当电磁转矩大于阻转矩时，电机转子逆时针方向旋转。,直流电动机工作原理,电流方向abcd,原N极性下导体ab转到S极下，受力方向从左向右，原S 极下导体cd转到N极下，受力方向从右向左。该电磁力形成逆时针方向的电磁转矩。线圈在该电磁力形成的电磁转矩作用下继续逆时针方向旋转。,当电枢旋转到右图所示位置时,同直流发电机相同，实际的直流电动机的电枢并非单一线圈，磁极也并非一对。,直流电动机工作原理,电流方向dcba

5、,直流电动机运行时的几点结论,外施电压、电流是直流,电枢线圈内电流是交流；线圈中感应电势与电流方向相反；产生的电磁转矩T与转子转向相同，是驱动性质。,直流电机的可逆原理,同一台直流电机，通过改变外界条件，可当发电机运行，也可当电动机运行。,励磁方式：励磁绕组的通电方式他励：两个独立电路，I=Ia电机电压、电流；电枢电压、电流；励磁电压、电流并励：电机电压U=励磁电压Uf串励：电机电流I=励磁电流If复励,他励,并励,串励,复励,三、励磁方式,四、直流电机的额定值,额定容量PN：输出功率（kW）；,额定电压UN：额定状态下出线端电压(V)；,额定电流IN：额定状态下出线端电流（A）；,额定转速n

6、：额定状态下的电机转速(r/min),额定值：指电机正常运行时各物理量的数值。此时亦称电机满载运行。否则为欠载或过载,对于直流发电机，PN是指电刷端输出的电功率，它等于额定电压和额定电流的乘积。PNUNIN 对于直流电动机，PN是指轴上输出的机械功率，所以公式中还应有效率N存在。PNUNINN,说明,系列：是一般用途的中小型直流电机，包括发电机和电动机。系列：是一般用途的大、中型直流电机系列。系列：是用于恒功率且调速范围比较大的拖动系统里的广调速直流电动机。,国产直流电机的主要系列产品,对电枢绕组的要求：,在通过规定的电流和产生足够的电动势和电磁转矩前提下，所消耗的有效材料最省，强度高（机械、

7、电气、热），运转可靠，结构简单等。,电枢绕组:直流电机的电磁感应的关键部件之一,是直流电机的主电路部分，亦是实现机电能量转换的枢纽。,3.2 直流电机电枢绕组,电枢绕组由许多线圈（以下称元件）按一定规律连接而成。按照连接规律的不同，电枢绕组分为单叠绕组和单波绕组等多种型式。,现代直流电机均用鼓形绕组，它又分为叠绕组、波绕组和蛙形绕组。,电枢绕组的形式,叠绕组,波绕组,一、直流电枢绕组的构成,直流电枢绕组基本知识,元件：构成绕组的线圈称为绕组元件，分单匝和多匝两种。一个元件由两条元件边和前、后端接线组成，元件个数用S表示。,元件的首末端：每一个元件均引出两根线与换向片相连，其中一根称为首端，另一

8、根称为末端。,元件：1元件边；2首端；3末端；,换向片,元件边依次放在电枢槽内,一个元件一条边放在槽的上层，另一条元件边放在槽的下层，槽数用 表示。,每个元件有两个元件边，每片换向片又总是接一个元件的上层边和另一个元件的下层边，所以元件数S总等于换向片数K。即S=K。,槽和虚槽,虚槽：把一个上层元件边与一个下层元件边看成一个虚槽，虚槽数用 表示。,如图所示：即一个实槽里有三个虚槽,一个实槽里的虚槽数用u表示，则：,且满足,极对数p，电机的极数为2p,极距：一个磁极在电枢（转子）表面上所跨的距离为极距，用表示。,极轴线：主磁极的中心线，把主磁极平分成两部分。,几何中性线：磁极之间的平分线。,绕组

9、节距：是指被联接起来的两个元件边或换向片之间的距离，以所跨过的元件边数或虚槽数或换向片数来表示。,第一节距：一个元件的两个元件边在电枢表面所跨的距离，用所跨槽数表示。选择的依据是尽量让元件里感应电动势为最大。此时,第二节距：连至同一换向片上的两个元件中第一个元件的下层边与第二个元件的上层边间的距离。,合成节距：连接同一换向片上的两个元件对应边之间的距离。,换向片节距：同一元件首末端连接的换向片之间的距离。,单叠绕组,单波绕组,实际电机的电枢,把导体的一条边放在一个磁极正下方，另一条边放在相临磁极下，以提高导体利用率。一对导体边称为一个元件。每个元件接在一个换向片上，通过换向片与电刷相连。电枢铁

10、心为实心结构，表面加工有槽，导体边（线圈边）放在槽内。,主磁极放置原则N、S极交替放置,间隔相等.,实际的槽,直流电机结构-转子绕组,二、单叠绕组,y=yc=1,单叠绕组、单波绕组，都有y=yc,单叠绕组分析实例,数据计算：,yyC1,实例：P2，SK=16,单叠绕组展开图,槽展开,1,2,3,4,电枢转向,e,e,e,e,虚槽号,元件号,换向片号,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,某一瞬间电刷、磁极放置,磁极：均匀分布，N、S极交替放置。电刷：连接内、外电路。为了在正负电刷间获得最大直流电势以及产生

11、最大的电磁转矩，电刷放在被电刷短路的元件电势为零的位置。根据这一原则，使电刷恰好放在磁极中心线上。电势为零的元件：在一个主极下的元件边电势具有相同的方向。在磁极的几何中心线上电势为零。,单叠绕组的特点,并联支路数等于磁极数，2a=2p;元件的两个出线端连接于相邻两个换向片上；每条支路由不相同的电刷引出，电刷数等于磁极数;由正负电刷引出的电枢电流Ia为各支路电流之和，即,单叠绕组和单波绕组的区别,3.3 直流电机的磁场,磁场是电机实现机电能量转换的媒介。直流电机中除主极磁场外，当电枢绕组中有电流流过时，还将会产生电枢磁场。电枢磁场与主磁场的合成形成了电机中的气隙磁场，它是直接影响电枢电动势和电磁

12、转矩大小的。,一、空载时直流电机的磁场,直流电机的空载是指电枢电流等于零或者很小，且可以不计其影响的一种运行状态，此时电机无负载，即无功率输出。直流电机空载时的气隙磁场可以看作就是主极磁场，即由励磁磁通势单独建立的磁场。,直流电机空载时的磁场分布示意图1 极靴；2极身；3定子铁轭；4励磁绕组；5气隙；6电枢齿；7电枢铁轭,N,S,磁通、磁路,主磁通、主磁路：由N极出发，经气隙进入电枢齿部，经电枢铁心的磁轭到另外的电枢齿，通过气隙进入S极，再经定子轭回到原来N极。,主磁通交链励磁绕组和电枢绕组，在电枢绕组中感应电动势或产生电磁转矩。,漏磁通、漏磁路：不进入电枢铁心，直接经过相邻的磁极或定子轭。,

13、影响饱和程度,N,S,1）空载时气隙磁通密度的分布图形,空载时，励磁磁动势主要消耗在气隙上。当忽略铁磁材料的磁阻时，主磁极下气隙磁通密度的分布就取决于气隙的大小和形状。,磁极中心及附近的气隙小且均匀，磁通密度较大且基本为常数，靠近极尖处，气隙逐渐变大，磁通密度减小；极尖以外，气隙明显增大，磁通密度显著减少，在磁极之间的几何中性线处，气隙磁通密度为零。,图3.23 直流电机空载磁场的磁密分布,气隙磁密度为一平顶波,主磁极的励磁磁动势主要消耗在气隙上，当忽略主磁路中铁磁性材料的磁阻时，主磁极下气隙磁通密度的分布就取决于气隙的大小,2）直流电机的空载磁化曲线,电机的磁化曲线,考虑到电机的运行性能和经

14、济性，直流电机额定运行的磁通额定值的大小取在磁化曲线开始弯曲的地方。即取在图中的A点（称为膝点）。,直线，不饱和部分,饱和部分,膝点,磁化曲线：表示空载主磁通0与主极磁动势Ff之间的关系曲线，0f（Ff）。通过实验或计算得到。,二、直流电机负载时磁场,负载时的气隙磁场将由主极磁动势和电枢磁动势共同作用建立。,假设励磁电流为零，只有电枢电流。由图可见电枢磁动势产生的气隙磁场在空间的分布情况，电枢磁动势为交轴磁动势。,1）交轴电枢磁动势,沿几何中心线切开,2）电枢磁通势单独产生的气隙磁通密度波形为一三角波（气隙是均匀）,电枢磁动势及电枢B,如果气隙是均匀的，则在极靴范围内，磁密分布也是一条直线。但

15、在两极极靴之间的空间内，因气隙长度大为增加，磁阻急剧增加，虽然此处磁通势较大，磁密却反而减小，因此磁密分布曲线是马鞍形,三、直流电机的电枢反应,1）交轴磁动势及电枢反应,负载时电枢磁动势对主极磁场的影响称为电枢反应。,（现以发电机为例进行分析，设电机电枢逆时针旋转）,电枢反应作用：1）引起气隙磁场畸变，使电枢表面磁密等于零的位置（物理中性线）偏离几何中性线，2）不计饱和时，交轴电枢反应（总）既无增磁、亦无去磁作用 计及饱和时，交轴电枢反应（总）具有一定的去磁作用。,增磁,去磁,Na,Sa,去磁,增磁,2）电刷偏离几何中性线时的直轴电枢磁动势和直轴电枢反应,直轴分量直接作用于F0方向,起直接的增

16、磁或去磁作用,对主极磁场影响较大.,一、电枢绕组的感应电动势 二、直流电机的电磁转矩三、电磁功率,3.4 电枢的感应电动势和电磁转矩,直流电机运行时感应电动势始终存在,直流电机无论作电动机运行还是作发电机运行，电枢绕组内都产生感应电动势。,电动机/发电机运行时电枢元件中的电势与电流方向,一、电枢绕组的感应电动势,一个磁极极距范围内，平均磁密用 表示，极距为，电枢的轴向有效长度为，每极磁通为，则,电枢绕组有2a条支路,每条支路元件相同每条支路所处磁场也对称相同每条支路的合成电动势方向相同,大小相同电机感应电动势即为一条支路电动势,一根导体的平均电动势为：又因为：所以：因为一条支路里的串联总导体数

17、（z为电枢总导体数），于是，电枢电动势为：,二、直流电机的电磁转矩,如果电动势和发电机相关，那么，电磁转矩和电动机可以联系在一起，求解电磁转矩的过程和求解电动势是一样的：,1）先求一个导体的平均电磁力：,2）平均电磁力乘以电枢的半径，即得到一根导体所受的平均转矩：,3）电机总的电磁转矩则为：式中：是一个常数，称为转矩常数，是电枢总电流，从表达式可以看出，电磁转矩的大小正比与每极磁通和电枢电流。,，对于一个具体的电机而言，是一个常数，并且通过换算，两者之间有一固定的关系，或,一台制造好的电机，它的电磁转矩正比于每极磁通和电枢电流，与磁密分布无关。,三、电磁功率,直流电动机：从电源吸收的电功率，通

18、过电磁感应作用，转换成轴上的机械功率；直流发电机：原动机克服电磁转矩的制动作用所做的机械功率等于通过电磁感应作用在电枢回路所得到的电功率。,例:已知一台四极直流电动机额定功率为100kW，额定电压为330V，额定转速为 720r/min，额定效率为0.915，单波绕组，电枢总导体数为186，额定每极磁通为 6.9810-2Wb，求额定电磁转矩是多少？解：转矩常数 额定电流 额定电磁转矩,他励直流电机,3.5 直流电机的基本方程,图3-28 稳态运行时直流电机的电路图 a)发电机 b)电动机,a),b),特点：I=Ia；电动势与电流关系：,电枢总电阻,同向,电枢电阻,电刷压降,一、电压方程,1）

19、他励直流发电机,电压方程,特点：I=Ia；电流方向电动势与电流关系：电压方程,电枢总电阻,反向,电枢电阻,电刷压降,2）他励直流电动机,该两种电压方程适合任何励磁方式的直流电机,发电机电压方程,电动机电压方程,二、功率方程,P0：克服机械摩擦、风阻、铁心损耗等所需的功率.,原动机输入给发电机的机械功率,发电机：机械能 转化为电能,功率平衡方程,1）他励直流发电机,电动机：电能 转化为机械能,其中：,功率平衡方程,联立以上两式,2）他励直流电动机,发电机的制动性质 分析步骤：1）右手定则判定e方向 2）左手定则判定电磁转矩方向电动机的驱动性质 分析步骤：外加电流i,左手定则判定受力方向,三、转矩

20、平衡方程,直流电机的制动运行状态,Tem,T1,T0,v,n,1）他励直流发电机,a.右手定则判定e方向 b.左手定则判定电磁转矩方向,直流电机的电动运行状态,Tem,T2,T0,v,n,2）他励直流电动机,外加电流i,左手定则判定受力方向,四、直流电机的可逆性,电机的可逆性：从原理上讲，任何电机既可作为发电机、亦作为电动机运行。电动机：电动势方向与电流方向相反电磁转矩与转速转向相同发电机时：电动势方向与电流方向相同电磁转矩与转速转向相反,直流电机总结,电磁转矩电动势电压方程（电动机）转矩方程（电动机）,直流电机运行状态的判定：,电动机运行,发电机运行,直流发电机的四个基本物理量：U、I、If

21、、n。（n由原动机拖动，保持不变）,运行特性：在U、I、If 之间，保证其中一个量不变，另外两个物理量之间的函数关系。,主要特性：,（1）n常数，I常数，Uf（If）；空载特性,（2）n常数，If常数，Uf（I）；外特性,（3）n常数，U常数，Iff（I）；调节特性,3.6 直流发电机的运行特性,一、他励直流发电机的运行特性,1、空载特性,定义：当、时，,直流发电机的空载特性是非线性的的，上升与下降的过程是不相同的。实际中通常取平均特性曲线作为空载特性曲线。,空载时，。由于，因此空载特性实质上就是。由于 正比于，空载特性实质即为磁化曲线。,2、外特性,由曲线可见，负载电流增大时，端电压有所下降

22、。,根据 可知，端电压下降有两个原因：一是在励磁电流一定情况下，负载电流增大，电枢反应的去磁作用使每极磁通量减少，使电动势减少；另一个原因是电枢回路上的电阻压降随负载电流增大而增加，使端电压下降。,电压调整率,从空载到负载，电压下降的程度由电压变化率来表示。,U0是空载时的端电压，一般他励直流发电机的电压变化率约为510%。,3、调节特性,由曲线可见，在负载电流变化时，若保持端电压不变，必须改变励磁电流，补偿电枢反应及电枢回路电阻压降对对输出端电压的影响。,4、效率特性（P98）,并励的励磁是由发电机本身的端电压提供的，而端电压是在励磁电流作用下建立的，这一点与他励发电机不同。,二、并励直流发

23、电机的自励和外特性,请同学们根据电路图写方程等式：,曲线1为空载特性曲线，曲线2为励磁回路总电阻 特性曲线，也称场阻线,（1）并励发电机的自励,若再增加励磁回路电阻，发电机将不能自励。,增大，场阻线变为曲线3时，称 为临界电阻。如图所示。,原动机带动发电机旋转时，如果主磁极有剩磁，则电枢绕组切割剩磁通感应电动势。在电动势作用下励磁回产生。如果励磁绕组和电枢绕组连接正确，产生磁通与剩磁方向相同，使主磁路磁通增加，电动势增大，增加。如此不断增长，直到励磁绕组两端电压 与空载电枢感应电动势 相等时，达到稳定的平衡工作点A。,并励发电机的自励条件,（1）电机必须有剩磁。可通过“充磁”,（2）励磁绕组的

24、接线与电枢旋转方向必须正确配合，使励磁电流产生的磁场方向与剩磁方向一致,（3）励磁回路的电阻应小于与电机转速相对应的临界电阻。,（2）并励发电机的外特性 Uf（I）,1）电枢反应的去磁作用2）电枢回路上的电阻压降随负载电流增大而增加，使端电压U下降3）端电压U的下降使励磁电流If同时减小，使磁通和电枢电动势进一步减小。,3.7 直流电动机的运行特性,直流电动机的运行特性：1）工作特性；2）机械特性。,一、工作特性,1）转速特性,定义：当，时,由方程式可得,分析:Ia增大时，影响电动机转速的因素电枢电阻压降,使n电枢反应去磁,使n为稳定运行,使曲线稍微下降转速调整率,nN,n0,PN,忽略电枢反

25、应的去磁作用，转速与负载电流按线性关系变化：,Ia,运行中，励磁绕组不允许断开.如果断开，If=0，趋向于剩磁磁通，电枢电流增加，Te数值不稳定.当T2为轻载时，TeT2+T0，电机一直加速，飞车;当T2为重载时，TeT2+T0，停车，发热.,注意事项：,2）转矩特性,定义：当，时,由于电枢反应，转速n略下降，转矩特性曲线略微向上弯曲.,Ia,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。,3）效率特性,额定电压UN,Rf为常

26、值时的n=f(Te)不计磁饱和时,稍微下降的直线考虑磁饱和时,下降程度趋小(水平略上翘)拖动计算时一般按斜线计算,n0,二、机械特性,有一台17KW、220V的并励电动机，额定转速nN=1450r/min，额定线电流和励磁电流分为为IN=95A和IfN=4.3A，电枢电阻R=0.09，试求额定负载时电动机的下列数据：（1）电枢电流和电枢电动势；（2）电磁功率和电磁转矩；（3）输入功率和效率。,例3-1,解：（1）IaN=IN-IfN=95-4.3=90.7AEaN=UN-IaNR-2Us=220-90.70.09-2=209.8V(2)PeN=EaNIaN=209.890.7=19028W T

27、eN(3)P1N=UI=22095=20900W,三、电力拖动系统稳定运行条件,1、稳定运行的概念 电力拖动系统在某种扰动作用下，离开原来的平衡状态，但仍能在新的条件下达到平衡状态，或者在扰动消失后仍能自动恢复原平衡状态，则该系统是稳定的。2、稳定运行的条件,（1）必要条件：电动机的机械特性与负载的转矩特性必须有交点，即存在Tem=TL(2)充分条件：在交点的转速以上存在Tem TL，而在交点的转速以下存在Tem TL。,不稳定运行,稳定运行,起动过程：电动机接通电源后，由静止状态加速到稳定运行状态的过程。,3.8 直流电动机的起动、调速和制动,一、直流电动机的起动,起动的要求：起动转矩大；起

28、动电流小；起动设备简单、经济、可靠。,起动方法：直接起动；电枢回路串电阻；降低电压起动。,Te,1.直接起动,缺点：起动瞬间，n=0，Ea=0，Ia=U/Ra，电流很大，能够达到10-20倍的额定电流，一般电机无法承受。,起动转矩：电动机起动瞬间的电磁转矩。起动电流：起动瞬间的电枢电流。,2、电枢回路串电阻起动,他励直流电动机三级起动电路,3、降压起动,降压启动：起动降低电枢绕组电压 UUN 当直流电源电压可调时，可采用降压起动方法。发展：过去可调的直流电源采用直流的发电机-电动机组，现在多用晶闸管整流电源代替。优点：起动平稳，起动过程中能量损耗小。,二、他励和并励直流电动机的调速,调速：负载

29、不变情况下的速度改变调速的基本要求：调速范围宽，方法简单，经济。调速方法：电枢控制：改变电压，电枢串电阻；磁场控制：改变励磁电流。,1、电枢串电阻调速,特点：只能将转速往下调损耗大特性软设备简单，投资少 属恒转矩调速。,n1,TL,适用于：容量不大，低速运行时间不长，对调速性能要求不高的场合。,2、降低电压调速,特点：损耗小使用较多需要专用电源,TL,B,适用于：对调速性能要求较高的中大容量拖动系统,Te,A,3、弱磁升速,特点：方法简单温升高换向变差,TL,电动机的机械特性与负载特性的交点即为电动机的工作点，电动机在此工作点稳定运行。若改变电动机电源电压、磁通及电枢回路所串电阻，工作点就会发

30、生变化，分布在四象限中。,电动机在四个象限内运行，有两种基本的运行状态：,制动运行状态。,电动运行状态,三、直流电动机制动,电动机的运行状态,电动运行状态：在nT坐标系的第、象限，T与n同方向，T为拖动性质转矩。从能量关系看，电动机是从电网吸收电能向轴上的负载输出机械能。,制动运行状态：电动机运行在nT坐标系的第、象限，T与n反方向，T为制动性质的阻转矩。从能量关系看，电动机是将机械能变为电能全部消耗掉或大部分回馈电网。,他励直流电动机的四象限运行,1）电动运转状态电动机转矩的方向与转速的方向相同，此时电网向电动机输入电能，并变为机械能以带动负载。,2）制动运转状态电动机转矩与转速的方向相反，

31、此时，用电动机吸收机械能并转化为电能。,直流电动机的两种运转状态：,制动：从某一稳定转速开始减速到停止或限 制位能负载下降速度的一种运行过程。,制动的方式有三种：能耗制动、反接制动、回馈制动。,+,-,+,-,1、能耗制动,能耗制动的实现,能耗制动机械特性图,能耗制动时，U=0，R=Ra+RZ，代入他励直流电动机机械特性方程式,由上式可知，n0时，T0；n=0时，T=0，所以机械特性位于第象限，并通过原点。,反接制动时，电压U与反电势Ea同方向。实现反接制动有两种方法：,电压反接（一般用于反抗性负载）转速反向（用于位能性负载）,2、反接制动,（一）电压反接的反接制动,断开 和，接通 和,Ia为

32、负值，T为负值，T与n反向，故为制动状态。,电压反接制动的实现,(用于反抗性负载),转速反向反接制动的实现,转速反向反接制动的原理接线图,当开关K闭合，电动机运行于电动状态。当开关K断开，电枢回路串入较大电阻RZ，使n0时，电磁转矩小于负载转矩，电动机反向加速，T与n反向，进入转速反向的反接制动运行。,（二）转速反向的反接制动（用于位能性负载）,直流电机种类多定子转子不可少直流电源应用广起动调速性能高实现整流和逆变换向电刷配合好能量转换全靠它电枢绕组真奇妙,第三章 知识点概括,单叠单波型两种应用场合分开表电枢反应一作用主极磁场就损耗等效电路需先画基本方程定记牢并励若想要自励三个条件少不了,起动

33、制动和调速拖动运行三件宝若要分析此特性电压方程是王道,第三章 知识点概括,课堂练习,1.直流电机电枢绕组导体中流过的电流是（）。(A)直流电流(B)交流电流(C)脉动的直流电流(D)无法确定答案：B,课堂练习,2.他励直流电动机带恒转矩负载运行在额定状态下，现减小励磁电流，则电动机转速将（）。(A)升高(B)降低(C)不变(D)先升高后降低答案：A,课堂练习,3.并励直流发电机的额定输出功率可表达为（）。答案：A,课堂练习,4.一台他励直流发电机转速下降10%，而励磁电流和电枢电流均不变，则（）。(A)电枢电势下降10%(B)电磁转矩下降10%(C)电枢电势和电磁转矩都下降10%(D)电枢电势

34、和电磁转矩都不变答案：A,课堂练习,5.一台并励直流电动机，运行在额定电压下，则当电枢电流增大时，电磁转矩将。A增大；B减小；C不变；D 先增大后减小答案：A,110V,额定运行状态,新运行状态,操作：电枢回路串电阻,负载性质：恒转矩负载,T,n,A,B,C,1,2,Te,TL,例3-2,P110,110V,某台他励直流电动机，额定功率PN=22KW,额定电压UN=220V，额定电流IN=115A,额定转速nN=1500r/min,电枢回路总电阻Ra=0.1，忽略空载转矩T0,电动机带额定负载运行时，要求把转速降到1000r/min，计算：（1）采用电枢串电阻调速调速需串入的电阻值；（2）采用

35、降低电源电压调速需把电源电压降到多少；（3）上述两种调速情况下，电动机的输入功率与输出功率。解：（1）额定情况下,例2,串入电阻前后，n0不变,故额定转速降nN=n0-nN=1582.7-1500=82.7r/min n=n0-n=1582.7-1000=582.7r/min电枢串电阻后，,（2）降低电源电压,方法2：,（2）输入功率,串电阻：,降电压：,输出功率,额定负载,例3：一台并励直流发电机，铭牌数据如下：PN=23kW，UN=230V，nN=1500r/min，励磁回路电阻Rf=57.5，电枢电阻Ra=0.1,不计电枢反应磁路饱和。现将这台电机改为并励直流电动机运行，把电枢两端和励磁绕组两端都接到220V的直流电源：运行时维持电枢电流为原额定值。求（1）转速n；（2）电磁功率；(3)电磁转矩。,作业,3-1，3-2，3-8,3-93-12,3-17,谢谢大家！,