机电传动控制-3 直流电机ppt课件.ppt

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1、第三章直流电机的工作原理及特性3.1直流电机的基本结构和工作原理3.2直流发电机3.3直流电动机的机械特性3.4直流他励电动机的启动特性3.5直流他励电动机的调速特性3.6直流他励电动机的制动特性第三章直流电机的工作原理及特性3.1直流电机的基本结构和工作原理3.1.1直流电机的基本结构换向器定子转子3.1.1直流电机的基本结构(定子剖面图)主磁极换向极磁极数－主磁极的个数磁极对数=磁极数/2第三章直流电机的工作原理及特性3.1直流电机的基本结构和工作原理3.1.1直流电机的基本结构(转子结构图）转子换向片转轴电枢线圈第三章直流电机的工作原理

2、及特性3.1直流电机的基本结构和工作原理3.1.1直流电机的基本结构(转子硅钢冲片图）电枢铁芯硅钢冲片第三章直流电机的工作原理及特性3.1直流电机的基本结构和工作原理3.1.1直流电机的基本结构(换向器图）电刷换向片第三章直流电机的工作原理及特性3.1直流电机的基本结构和工作原理第三章直流电机的工作原理及特性3.1.2直流电机的工作原理有关磁场的几个物理量1.磁感应强度B(磁场强弱和方向)NSNSNNSS电流方向右手螺旋法则第三章直流电机的工作原理及特性3.1.2直流电机的工作原理有关磁场的几个物理量2.铁磁材料的磁化曲线（铁、镍、钴及它们的

3、合金）磁感应强度磁场强度铁磁材料导磁系数真空中的导磁系数非铁磁材料铁磁材料铁磁材料有磁滞现象、磁滞损耗、涡流损耗。有关磁场的几个物理量3.右手定则判电势方向，左手定则判运动方向B---磁感应强度v---速度方向e---感应电势I---电流方向f---电磁力方向第三章直流电机的工作原理及特性3.1.2直流电机的工作原理有关磁场的几个物理量4.电路磁路电流I磁通φ电动势E磁通势F电压降U=IR磁压降电阻R磁阻Rm欧姆定律磁路欧姆定律第三章直流电机的工作原理及特性3.1.2直流电机的工作原理NSne,iKe—电势常数Kt—转矩常数，9.55Ke第三

4、章直流电机的工作原理及特性3.1.2直流电机的工作原理第三章直流电机的工作原理及特性3.2直流发电机他励并励串励复励励磁方式(直流电动机与之类似）第三章直流电机的工作原理及特性3.3直流电动机的机械特性3.3.1他励电动机的机械特性电压平衡方程第三章直流电机的工作原理及特性3.3.1他励电动机的机械特性n=f(T)T0n0---理想空载转速（T=0）△n—速度降由得直流电动机机械特性一般表达式：nn0TdT第三章直流电机的工作原理及特性3.3.1他励电动机的机械特性当n=0时，（3.13）式为堵转矩堵转电流他励电动机的机械特性硬特性β＞10软

5、特性β＜10绝对硬特性β→∞机械特性硬度第三章直流电机的工作原理及特性3.3.1他励电动机的机械特性1.固有机械特性n=f(T)（1）首先估算电枢电阻Ra电动机的机械特性有固有特性与人为特性之分。根据机械特性一般表达式，n=f(T)是一条直线。该直线可用理想空载点(0,n0)和额定工作点(TN,nN)两点确定。由于：总损耗=输入功率－输出功率额定负载下铜耗，一般占总损耗的50－75％。故有：由Ia=IN，得：其中，nN为给定的额定参数，仅需求出n0和TN。现由额定参数，通过，最终求解：第三章直流电机的工作原理及特性3.3.1他励电动机的机械特

6、性（2）计算额定条件下反电势故有：（3）求理想空载转速（4）求额定转矩根据(0,n0)和(TN,nN)两点,确定的机械特性曲线n=f(T)如右图所示。同理也可获得反转时的特性曲线。根据基本公式当T＝0时，有：第三章直流电机的工作原理及特性3.3.1他励电动机的机械特性2.人为机械特性（分别改变Rad、U、φ）电枢串接电阻Rad时的人为机械特性：串接电阻后1.n0不变；2.K斜率变大即机械特性变软，过渡时间变长。n1.改变n0(减小)2.斜率k不变机械特性硬度不变1.n0增加2.斜率变大，特性变软改变电枢电压U或磁通φ时的人为机械特性第三章直流

7、电机的工作原理及特性3.3.1他励电动机的机械特性第三章直流电机的工作原理及特性3.3.2串励电动机的机械特性代入机械特性一般表达式（3.13）得软特性串励时，电流处处相等。取C为比例常数，有：第三章直流电机的工作原理及特性3.3.3复励电动机的机械特性复励电动机特性具有他励和串励电动机的性质他励磁通φes=70%总磁通串励磁通φs=30%总磁通他励复励串励第三章直流电机的工作原理及特性电动机的机械特性例题例3-1一台他励直流电动机在稳态下运行时，电枢反电势E＝E1，如负载转矩TL=常数，外加电压和电枢电路中的电阻均不变，问减弱励磁使转速上升

8、到新的稳态值后，电枢反电势将如何变化?是大于、小于还是等于E1?解两个已知条件，一个是负载转矩TL＝常数；一个是从一个稳态到另一个稳态(而不涉及瞬态过程)，电枢反电