《直流电机13直流发电机》由会员分享，可在线阅读，更多相关《直流电机13直流发电机（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二十四章 直流发电机,第四篇 直流电机,1.了解直流发电机的励磁方式 2.掌握直流发电机的基本方程式（电压、功率和转矩） 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,本章基本要求,直流发电机,直流发电机的用途及分类 直流发电机稳态运行时的基本方程式 他励直流发电机的运行特性 并励直流发电机的自励条件和特性 复励直流发电机的特性,主要内容,直流发电机,24.1 直流发电机的用途及分类,直流发电机,一、用途： 1、直流电动机的电源； 2、同步电机的励磁机； 3、电镀、电解等的低压大电流直流电源； 4、飞机、火车、轮船等运输工具的电源。,二、分类：按励磁方式分 1励磁方式：直流
2、电机的励磁绕组的供电方式。 2分类： （1）他励直流电机；（2）并励直流电机； （3）串励直流电机；（4）复励直流电机。,24.1 直流发电机的用途及分类,直流发电机,二、分类：,24.1 直流发电机的用途及分类,直流发电机,二、分类：,24.1 直流发电机的用途及分类,直流发电机,二、分类：,1、他励直流发电机 励磁电流由其他电源单独供给。 特点： 励磁电压Uf与电枢电压U无关。 励磁电流 If = Uf /Rf Rf = rf+rfj 电枢电流(Ia)=负载电流(I ) 即Ia = I,24.1 直流发电机的用途及分类,直流发电机,二、分类：,2、自励直流发电机 励磁由本身发出的电能供给，
3、据励磁绕组与电枢绕组的连接方式进行分类。 并励直流发电机:励磁绕组与电枢绕组并联 特点: Uf=U If =Uf /Rf Ia=If+I,24.1 直流发电机的用途及分类,直流发电机,二、分类：,2、自励直流发电机 串励直流发电机:励磁绕组与电 枢绕组串联 特点: Ia=I=If 复励直流发电机:既有并励绕组又有串励绕组 差复励:磁场相减 积复励:磁场相加,24.1 直流发电机的用途及分类,直流发电机,二、分类：,2、自励直流发电机,复励直流发电机,24.2 直流发电机稳态运行时的基本方程式,直流发电机,一、电动势平衡方程式,各物理量的正方向采用发电机惯例,电枢电动势：,为电枢回路总电阻， 为
4、正负电刷与换向器表面的接触压降。,直流发电机:,电动势平衡方程为：,适用于其他励磁方式的直流发电机,24.2 直流发电机稳态运行时的基本方程式,直流发电机,二、功率平衡方程式,1、空载：,2、负载：,他励：,24.2 直流发电机稳态运行时的基本方程式,直流发电机,二、功率平衡方程式,2、负载：,并励：,24.2 直流发电机稳态运行时的基本方程式,直流发电机,二、功率平衡方程式,3、效率,不变损耗=可变损耗时，效率最大（适用于所有电机）,三、转矩平衡方程式,24.2 直流发电机稳态运行时的基本方程式,直流发电机,直流发电机的方程式,24.3 他励发电机的运行特性,直流发电机,直流发电机的四个基本
5、物理量：U、I、If、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）空载特性：n常数， I0， U0f（If）；,（2）外特性：n常数， If常数（或rj常数），Uf（I）；,（3）调节特性：n常数， U常数，Iff（I）。,24.3 他励发电机的运行特性,直流发电机,一、空载特性,定义：nconstnN， I0， U0f（If）。,分析：,空载特性实质即为磁化曲线,确定磁路和运行点的饱和程度,直流发电机的空载特性为非线性，上升与下降的过程不同。实际中通常取平均特性曲线作为空载特性曲线。,24.3 他励发电
6、机的运行特性,直流发电机,一、空载特性,空载特性可以通过实验得到。,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Ur= (2 4) % UN 其他方式发电机由他励方式测得,24.3 他励发电机的运行特性,直流发电机,二、外特性（电压调整特性）,定义：nconst nN ， If const IfN ，Uf（I）。,外特性下降的原因: U =Ea-IaRa , Ia=I IaRaU Ea =Cen , Ia电枢反应附加去磁作用 Ea U 电压调整率:,U0是空载时的端电压，一般他励直流发电机的电压变化
7、率约为510%。,24.3 他励发电机的运行特性,直流发电机,三、调整特性（励磁电流调整特性）,定义：nconst nN ， U const U N ，If f（I）。,调整特性上翘的原因: 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输出端电压的影响。负载电流增大，电枢反应的去磁作用及电枢回路电阻压降增加，为维持端电压不变，励磁电流增大。,24.4并励直流发电机的自励条件和运行特性,直流发电机,一、自励过程和条件,自励过程：并励发电机建立电压的过程。 自励条件：满足建压的条件。,过程分析： 剩磁：励磁磁场与剩磁方向一致。 r ErIf 与r方向一致
8、EaIf U和If同时满足空载特性曲线U0f（If）和场阻线URfIf 。 临界电阻：tg U0/ If=Rf 电机的转速发生变化，场阻线发生移动， 稳定工作点发生 改变。不同的转速， 具有不同的临界电阻,24.4并励直流发电机的自励条件和运行特性,直流发电机,一、自励过程和条件,24.4并励直流发电机的自励条件和运行特性,直流发电机,一、自励过程和条件,自励条件：,（1）电机必须有剩磁。可通过“充磁”获得,（2）励磁绕组的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。,改变并励发电机的极性，励磁绕组连接及转向要同
9、时改变；若转向不能变，改变剩磁方向，即反向充磁。,若励磁绕组本身的电阻已超过所对应的临界电阻值，电机不可能自励，唯一的办法是提高电机的转速，从而提高其临界电阻值。,24.4并励直流发电机的自励条件和运行特性,直流发电机,二、并励发电机的运行特性,1、空载特性和调整特性： 用他励接法测取。,2外特性：nconst nN ， Rf const ，Uf（I）。,24.4并励直流发电机的自励条件和运行特性,直流发电机,二、并励发电机的运行特性,2外特性： 特点： 随着负载电流I 增加 ，并励的电压比他励的下降的多。 有拐弯现象。 稳定短路电流小。,原因： 1）外特性下降的多的原因：除了他励发电机存在的
10、电枢反应去磁作用和电枢回路上的电阻压降使端电压下降外，还有第三个原因，即由于上述两个原因使端电压下降，引起励磁电流减小，引起主磁通、感应电动势和端电压进一步下降。,24.4并励直流发电机的自励条件和运行特性,直流发电机,二、并励发电机的运行特性,2外特性：,原因： 2）外特性拐弯的原因：负载电阻减小后，一方面使负载电流增加，端电压下降；另一方面，端电压下降后，使励磁电流减小，电势下降，使负载电流下降。 当电压较高时，磁路饱和，励磁电流对电势影响不大；（负载电流随电阻下降而增大） 当电流达到临界值时，磁路退出饱和，励磁电流的微小变化引起感应电势的较大变化，使端电压下降的幅度大于负载电阻减小的幅度，（负载电流下降）,24.4并励直流发电机的自励条件和运行特性,直流发电机,二、并励发电机的运行特性,2外特性：,原因： 3）稳定短路电流小的原因：短路时，端电压U=0，励磁绕组电压等于0。励磁电流为零，感应电势仅为剩磁电动势，并引起短路电流，而剩磁电动势不大，故稳定短路电流也不大。,24.5 复励直流发电机特性,直流发电机,并励发电机比他励发电机电压调整率大，复励可改善发电机的性能,外特性：,
