《华北电力大学 电机学 87讲 教案PDF22 第二十四章 直流发电机》由会员分享，可在线阅读，更多相关《华北电力大学 电机学 87讲 教案PDF22 第二十四章 直流发电机（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二十四章第二十四章 直流发电机直流发电机 一、教学要求：一、教学要求： (1) 了解直流发电机的励磁方式 (2) 掌握直流发电机的电压方程式、电磁功率及电磁转矩关系 (3) 掌握直流发电机的运行特性 (4) 掌握并励直流发电机的自励条件 241 直流发电机的用途和分类直流发电机的用途和分类 一、用途：1、直流电动机的电源。2、同步电机的励磁机。3、电镀、电解大电流电源。 4、运输工具（飞机、轮船）的电源 二、分类：按励磁方式分： 1、它励直流发电机励磁由其它电源供给。 特点：、励磁电压U与其端电压 U 无关。 f 、电枢电流=负载电流 a I)( a III= 励磁电流 f f f R U
2、I= jff rrR+= 2、自励直流发电机励磁由本身发出的电供给 并励直流发电机励磁绕组与电枢绕组并联 特点： ：U U f =III fa += R U I f = 串励直流发电机励磁绕组与电枢绕组串联 特点： fa III= 复励直流发电机既有并励绕组又有串励绕组 差复励 积复励 242 直流发电机稳态运行的基本方程式直流发电机稳态运行的基本方程式 一、 电势平衡方程一、 电势平衡方程 直流发电机的电路图如图 241 所示。 nCE ea = U I Ia Ea +- 图 241 直流发电机的电路图 aaa RIUE+= 其中，是两组电刷与换向器间的接触压降。 baaaa UrIRI+=
3、2 b U 所以 a b aa I U rR +=2 (电枢回路总电阻) UEa： 发电机 二、功率平衡关系二、功率平衡关系 1、 空载： fem ppPP+= 01 2、 负载： aaaaaaaaM RIUIIRIUIEP 2 )(+=+= 对于它励： IIa= waM PUIP+= Femadwa ppppPP+= 21 对于并励： fa III+= wafaafM ppPRIIIUP+=+= 2 2 )( adfemfwa pppppPP+= 21 %100)1 (%100)(%100 21 1 1 2 + = = PP P P PP P P 不变损耗=可变损耗时， m （适于所有电机）
4、 三、转矩平衡关系三、转矩平衡关系 + + = )( 1 admfe M PPP PP 60 2 n = 01 TTT M += a a aaM M I n pN n In a Np IEP T 2 60 2 ) 60 ( = = = 直流发电机的基本方程式如下： aaa RIEU= （ ， aaa RIUE+=nCE ea =） aMm ICT= )( 1admfeM pppPP+= fwaMaaM ppPTIEP+= 2 01 TTT M += 243 它励直流发电机的运行特征它励直流发电机的运行特征 1 空载特性 n=const, I=0 ，U )( 0f If= 2 外特性：n=con
5、st , )R.( f不变 或constI f =,U)(If= 3调整特性：n=const , U=const, )(IfI f = 一、 空载特性一、 空载特性 n=const，I=0 时，U)( f If= 称为空载特性，如图 242 所示。 由于 ff a FI CenEU = 0 ，而)( f Ff=表示磁化曲线。 结论： 空载曲线反映了磁化曲线的关系。 不同的转速有不同的空载曲线，而磁化曲线反映了电机的磁路，只有一条。 电机通常运行于膝点。 有剩磁电压 Nr )%42(UU = U。 UN IfIf。 C 0 图 242 空载特性 二、 外特性（电压调整特性）二、 外特性（电压调整
6、特性） )(, NN IfUIconstInconstn ff =时，称为外特性。如图 243 所示。 0 UN INI U U0 图 243 外特性 外特性下降的原因 U =URIIRIE aaaaaa , =UInCE aaea E电枢反应附加去磁作用， 电压调整率 %100 0 = N N U UU U 三、 调整特性三、 调整特性 n=const ， U=const 时 , 称为调整特性。如图 244 所示。 )(IfI f = If I If0 IfN IN 图 244 调整特性 244 并励直流发电机的自励条件和运行特性并励直流发电机的自励条件和运行特性 一、 自励过程和条件一、
7、自励过程和条件 并励直流发电机的电路图如图 245 所示。 U I If Ea Ia +- 图 245 并励直流发电机的电路图 自励条件：有剩磁（感应电势） U 和同时满足空载特性 f I fff RIUIfU=和场阻线)( 0 ，如图 246 所示。 当一定时,U， f R f I f f Rtg I U tg 11 = 。若 n 一定， 。 f R Ur If U。 Rfcr 空载特性 场阻线 图 246 并励直流发电机的自励过程 n 一定时， ；一定，。如图 247 所示。 Rfcf RR , n1 n2 n1n2 f I U 图 247 临界励磁电阻和临界转子转速 励磁绕组的接法和转向
8、应使得励磁电流产生的磁通与剩磁方向一致（励磁绕组的连接与转子转向应 正确配合） ，如图 248 所示。 r + - r + - r + - 图 248 励磁绕组的接线 二、并励直流发电机的运行特性二、并励直流发电机的运行特性 1空载特性和调整特性： 用它励接法测取。 2外特性：如图 249 所示。 特点：随着，并励的电压比它励的下降得多。 I 有拐弯现象。 稳定短路电流小。 k I U UN U0 IKINI 并励 它励 0 图 249 它励和并励直流发电机的外特性 （1）电压下降的原因 U，电阻压降的作用； =UIIRIE aaaa , U附加去磁作用 =IRInC aae ,UEa =UE R U I a f f ,U （2）拐弯现象。 L R U I = IUEIUIR afL 当压较高时，磁路饱和。励磁电流变化引起的电势变化小。所以随着 RL的减小。 I 当电压较低时，磁路不饱和，励磁电流变化引起的电势变化大，所以随 RL的减小。如图 24 10 所示。 I U。 Ea Ea If If If 图 2410 (3)稳态短路电流小。 a r K R E I= (Er剩磁电势，很小()。由于剩磁电势很小，所以不大。 N U)%42 r E K I
