电机学总复习（2016）.ppt

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1、总复习直流电机及其电力拖动第一部分机械整流装置与电枢同轴旋转空间静止不动（即与磁极相对静止）电枢线圈电动势（交流）电枢电动势（刷间电势）（直流）换向器电刷机械逆变装置电枢线圈电流（交流）电枢电流（刷间电流）（直流）（发电机）（电动机）一、直流电机基本工作原理直流电源方向恒定的电磁转矩注意：电刷两端电枢电动势、电枢电流为直流单个线圈内电动势、电流为交流二、直流电机的磁场1、励磁方式2、空载磁场(主极磁场、定子磁场）Ff由定子上的励磁绕组通直流励磁电流If建立，为主磁场。4、负载磁场（气隙合成磁场）Fδ1

2、）电枢反应的概念他励（包括永磁）并励串励复励Fa-Fa气隙磁场由定子励磁电流和转子电枢电流共同建立。Ff2）电枢反应的影响（交轴、直轴助磁、直轴去磁）3）电枢反应的补偿3、电枢磁场(转子磁场）Fa由转子上的电枢电流Ia建立，为电枢反应。电枢反应:思考一下问题：电枢是旋转的，电枢电流建立的电枢磁场为什么是空间静止的呢？尽管电枢是旋转的，但电刷空间静止，电枢表面电流是以电刷为分界线的，保证空间同一极下所有导体中的电流方向不变，因而从空间来看，电枢电流产生的磁动势和磁场也是静止的。电机中定、转子磁场相

3、对静止具有普遍性，只有这样才能产生不等于零的平均电磁转矩。电枢磁场（空间静止）Fa转子磁场（电枢磁场Fa）性质：恒定定子磁场（主极磁场Ff）性质：恒定相对静止5、直流电机磁场性质三、直流电机电枢绕组单叠绕组单波绕组并联支路数电刷放置电枢电流2p2（与p无关）元件几何形状对称时电刷应放在与主极中心线对准位置，使空载时正、负刷间感应电势最大，被电刷短路的元件感应电势最小。Ia=2pi支路Ia=2i支路联接方式：上元件边处于同一个磁极下的元件串联成一条支路上元件边处于所有同极性磁极下的元件串联成一条支路元件

4、几何形状对称时电刷应放在与主极中心线对准位置，使空载时正、负刷间感应电势最大，被电刷短路的元件感应电势最小。四、直流电机的基本公式（要求定量计算课件、作业）电枢电动势：电磁转矩：电磁功率：电动势常数:转矩常数:五、直流电机的基本方程（他励、并励）（定量计算课件、作业）1、电动势平衡方程式电枢回路：励磁回路：发电机：电动机：2、功率平衡方程式（定量计算）pcuapFepmecpadP1PemP2输入功率输出功率电磁功率pcubpcuf（并励）（可忽略）发电机：电动机：P1PemP2pcuapFepmec

5、padpcub（可忽略）pcuf（并励）T0（空载制动转矩）直流发电机原动机T1（驱动转矩），n3、转矩平衡方程式T0（空载转矩）Tem（电磁转矩），n直流电动机机械负载T2（负载转矩）Tem（电磁转矩）发电机电动机稳态恒速旋转时：空载时：稳态恒速旋转时：理想空载时：实际空载时：额定转矩：六、直流电机的工作特性空载特性:负载特性:外特性:调整特性:目的是保持U不变电压变化率：空载特性负载特性特性三角形1、他（并）励发电机的工作特性2、电动机的工作特性（他、并励、串励）转速特性:转矩特性:效率特性:理想

6、空载转速、转速变化率“飞车”现象（串励）交直两用（串励）可变损耗、不变损耗七、直流电机的换向1、换向的概念3、改善换向的方法—装换向极2、换向火花产生的电磁原因目的：抵消换向元件中感应电动势位置：极间几何中心线上极性：与电枢反应磁动势相反换向极绕组联接方法：与电枢绕组串联电抗电动势er、ea旋转电动势产生原因八、直流电机的电力拖动1.三种负载转矩特性TZ=f(n)恒转矩负载恒功率负载风机/泵类负载反抗性位能性2.他励直流电机的机械特性T=f(n)固有机械特性n0Nβ很小，为“硬特性”，即转矩变化时，转

7、速变化很小。特点Tn下斜直线人为机械特性电枢回路串电阻降低端电压减弱主磁通不变，调速，不变（平行）调速调速起动、调速NNN3.他励直流电机的起动三种起动方法（直接起动、降压起动、电枢回路串电阻）4.他励直流电机的制动(四象限运行）三种制动方法制动原理电压平衡方程式机械特性表达式能量关系能耗、反接、回馈各自实现方法、优缺点1）画机械特性，并标出运行点；2）电压平衡方程式；注意运行点对应的电压、转速（电枢电势）、电磁转矩（电流）的正负号；正向电动能耗制动（下放）电动势反向反接制动（低速下放）回馈制动（下坡

8、、调压调速）反向电动电压反向反接制动（快速停机）能耗制动（停机）回馈制动（高速下放）三种制动方法共同点保持磁场大小、方向不变，改变Ia的方向（T的方向）或改变n的方向，使T与n方向相反，获得制动转矩。n0-n0直流电动机四象限运行5.他（并）励直流电机的调速电枢回路串电阻降低端电压减弱主磁通6.电力拖动系统稳定运行条件电动机机械特性n=f(Tem)生产机械负载特性n=f(TZ)交点处满足画机械特性、标出运行点、对运行点求解nAAnBBTB变压器第二部分(