直流发电机的运行特性

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1、直流发电机的运行特性电气工程学院韩力电机学3.62011直流发电机WhatisaD.C.Generator?输入机械能输出直流电能2电机学教案，©2011by重庆大学电气工程学院　韩力，hanli@cqu.edu.cn，023-65111229直流发电机的运行特性OperationCharacteristics（4个）空载特性(补充)当n=nN，I=0时：U0=f(If)外特性（重点）当n=nN，If=C或Rf=C时：U=f(I)调整特性当n=nN，U=UN时：If=f(I)效率特性当n=nN，U=UN时：η=f(P2)运行特性与电机的励磁方式有关。以下分他励、并励、复励分别介绍…3电机学教

2、案，©2011by重庆大学电气工程学院　韩力，hanli@cqu.edu.cn，023-65111229他励发电机的运行特性▲空载特性NoLoadCharacteristic当n=nN，I=0时：U0=f(If)Ea=CenNΦ=U+IaRa=U0U0∝Φ，Φ=f(If)空载特性实质上就是电机的磁化曲线。剩磁电压U0r≈(2～4)%UN4电机学教案，©2011by重庆大学电气工程学院　韩力，hanli@cqu.edu.cn，023-65111229他励发电机的运行特性▲外特性ExternalCharacteristic当n=nN，If=C时：U=f(I)U=Ea-IaRa=CenNΦ-IaRa

3、随着I的增加，有两个因素使端电压U下降：（1）I↗→IaRa↗→U↘（2）I↗→Ia↗→Fa↗→交轴电枢反应↗→去磁效应使Φ↘→U↘IUO5电机学教案，©2011by重庆大学电气工程学院　韩力，hanli@cqu.edu.cn，023-65111229他励发电机的运行特性▲电压调整率VoltageRegulationIUOU0UNIN基本上属于恒压的直流电源，Ik=(20-30)IN6电机学教案，©2011by重庆大学电气工程学院　韩力，hanli@cqu.edu.cn，023-65111229If0他励发电机的运行特性▲调整特性RegulationCharacteristic当n=nN，U=

4、UN时：If=f(I)U=Ea-IaRa=CenNΦ-IaRa随着电枢电流I的增加，端电压U有下降的趋势。为了维持U=UN，必须使：If↗→Φ↗→Ea↗IIfOIfNIN7电机学教案，©2011by重庆大学电气工程学院　韩力，hanli@cqu.edu.cn，023-65111229他励发电机的运行特性▲效率特性EfficiencyCharacteristic不变损耗p0＝机械损耗pΩ＋基本铁耗pFe可变损耗pI＝基本铜耗pCua＋电刷损耗ps＋励磁铜耗pCuf＋杂散损耗pΔP2ηOPNηN8电机学教案，©2011by重庆大学电气工程学院　韩力，hanli@cqu.edu.cn，023-651

5、11229并励发电机自励问题外特性9电机学教案，©2011by重庆大学电气工程学院　韩力，hanli@cqu.edu.cn，023-65111229AIf0U0O励磁电阻线并励发电机▲自励过程U=Ea-IaRa=CenNΦ-IaRaUf=U=RfIfΦ=f(If)IfU0EaI+-IaRfU0r磁化曲线10电机学教案，©2011by重庆大学电气工程学院　韩力，hanli@cqu.edu.cn，023-65111229AIf0U0O励磁电阻线并励发电机▲自励条件（1）电机必须有剩磁；U0r磁化曲线临界电阻线（2）励磁磁动势的方向必须与剩磁的方向一致；（3）励磁回路的总电阻必须小于临界电阻。ΦrΦ

6、f问题：如果并励发电机旋转后不能建立电压，应该如何处理？11电机学教案，©2011by重庆大学电气工程学院　韩力，hanli@cqu.edu.cn，023-65111229并励发电机的外特性当n=nN，Rf=C时：U=f(I)U=Ea-IaRa=CenNΦ-IaRa与他励发电机比较，随着I的增加，还有第三个因素使端电压U下降：U↘→If↘→Φ↘→Ea↘→U↘↘并励直流发电机：ΔuN≈20％IfUEaI+-IaRfRLUNINIkIUOU0他励并励根据：I=U/RL≈Ea/(Ra+RL)(1)RL↘→I↗→U↘(2)RL↘↘→U↘↘→If↘↘→Ea↘↘→I↘→拐弯(3)当U=0时：I=Ik，稳态

7、短路电流不大。12电机学教案，©2011by重庆大学电气工程学院　韩力，hanli@cqu.edu.cn，023-65111229复励发电机的外特性复励：既有并励绕组，又有串励绕组的励磁方式。积复励：串励磁动势与并励磁动势的方向相同。差复励：串励磁动势与并励磁动势的方向相反。IfEaI+-IaUUIOINUN差复励欠复励平复励过复励积复励13电机学教案，©2011by重庆大学电气工程学院　韩力，h