第四章考点总结一、电力拖动系统稳定运行的充分必要条件是：Te TL0 且 dTe dndTL 0dn【Te —电动机的电磁转矩第五章一、直流电机的励磁方式：TL —生产机械的阻转矩 n—转速 (r/min) 】+ UU - +UU - + UU- + UU -Ia II aM MI aI a I fMI If2I aMfI f UU ff I+ -I f1a) b) c) d)图 5-15 直流电机的励磁方式a) 他励式 b) 并励式 b) 串励式 b) 复励式按励磁绕组的供电方式不同，直流电机分 4 种：○1 他励直流电机 ○2 并励直流电机 ○3 串励直流电机 ○4 复励直流电机二、基础公式1. 额定功率 PN直流电动机中，PN 是指输出的机械功率的额定值：PN TN2 n NTN60（ TN 为额定输出转矩，nN 为额定转速）直流发电机中，PN 是指输出的电功率的额定值：PN U N I N2. 电枢电动势 Ea直流电机的电动势： Ea Cen （单位 V ）Ce 为电动势常数CnP Ze（ nP —磁极对数， Z—电枢总有效边数， a—支路对数）60a3. 电磁转矩 Te直流电机的电磁转矩： Te CTI a （单位 N m ）CT 为转矩常数CnP ZT2 a（ nP —磁极对数， Z—电枢总有效边数， a—支路对数）4. 常数关系式CT 60e由于 C 29.55故 CT9.55 Ce三、直流电机( 一) 分类：直流电动机和直流发电机。
直流电动机：直流电能 机械能直流发电机：机械能 直流电能( 二) 直流电动机 ( 考点：他励直流电动机【如下图】 )+ Ua -EaI a+ TLI f T T0Ra LI+ + +a I fUa Ea Uf_ _ _UUf f e n 负载-a) b)1. 电压方程：图5-18 直流电动机物理量的正方向与等效电路a) 物理量的参考正方向 b) 等效电路励磁回路： U f电枢回路： U aRf I fEaRa I a(特点：Ua Ea )( Ra —— 包括电枢绕组和电刷压降的等效电阻 Ea —— 直流电机感应电动势 )其中 Ea CeΦn2. 转矩方程： Te3. 功率方程：TL T0○1 输入电功率 电磁功率输入电功率P1 =励磁回路输入电功率Pf +电枢回路输入电功率 Pa( 注意：一般题目没有给出励磁信息，那么输入电功率 =电枢回路输入电功率 )电枢回路输入电功率Pa =电磁功率Pem +铜耗功率pCua励磁回路输入的电功率： Pfa电枢回路输入的电功率： PaUf I fU a I aRf fI2EaRa I a I aEa I aI2Ra aPempCua( pCuaR I 2 —— 电枢回路的铜耗PemEa Ia —— 电机的电磁功率 )a且有 Ea I anpZ 60Φ nIanp Z 60a60ΦIa2 πnp Z 2πaΦIaTe 即 Ea I a Te（原本基础公式为 TeCT ΦIa ）而由上式可得电动机电磁转矩的另一种计算公式：TPemePem 2πn 609.55 Pemn故 Te9.55 Pemn（ Pem 的取值单位为 w 才适用）Te 9550Pem n（ Pem 的取值单位为 kW 才适用）○2 电磁功率 输出机械功率电磁功率 =机械功率 =机械空载功率 (损耗)+机械负载功率 (输出功率 )由于 TeTL T0 和 Pem Te故 TeT0 TLPemp0 PLPL —— 电机的机械负载功率p0 —— 电机的空载损耗，包括机械摩擦损耗pm 和铁心损耗pFe○3 输入电功率 P1 输出机械功率 P2电功率 电磁功率 机械功率P1 Pem P 2ppCufCufppCCuauapFe ppmmecpFe图5-19 直流电动机的功率图P1 Pf PapCufpCuaPempCupFe pmpadd P2 P2 p式中 P2 —— 电动机的输出功率，有 P2=PL；padd —— 电动机的附加损耗，是未被包括在铜耗、铁耗和机械损耗之内的其他损耗；II22p —— 电动机的总损耗，并有p pCufpCuapFe pmpaddRf fRa ap0 padd故电动机的效率为：4. 工作特性：P2 1 pP1 P2 p5. 如何避免造成“飞车”？答：直流电动机在使用时一定要保证励磁回路连接可靠， 绝不能断开。
原因：一旦励磁电流 If = 0，则电机主磁通将迅速下降至剩磁磁通，若此时电动机负载较轻， 电动机的转速将迅速上升， 造成“飞车”；若电动机的负载为重载， 则电动机的电磁转矩将小于负载转矩， 使电机转速减小，但电枢电流将飞速增大， 超过电动机允许的最大电流值， 引起电枢绕组因大电流过热而烧毁 因此， 在闭合电动机电枢电路前应先闭合励磁电路，保证电动机可靠运行 三) 直流发电机 ( 考点：他励直流发电机【如下图】 )+Ia+UUf f-U aEaI f Tmn-TeT0原动机Ra L+ + +Ia I fUa Ea Uf_ _ _a) b)图5-21 直流发电机物理量的正方向与等效电路a) 物理量的参考正方向 b) 等效电路1. 电压方程： Ea2. 转矩方程： Tm3. 功率方程：Ua Ra I aTe T0(特点：U a Ea ) 式中 EaCeΦn○1 输入机械功率 电磁功率输入机械功率Pm (原动机 )=电磁功率Pem +克服空载功率 p0P1 Pm Tm(TeT0 )Pem p0○2 电磁功率 输出电功率2电磁功率Pem =输出电功率P2 +铜耗功率pCuaPemEa I aUI aRa a P2pCuaI○3 输入机械功率 P1 输出电功率 P2机械功率 电磁功率 电功率P1 Pem P2pFepmpCua图5-23 直流发电机的功率图P1 Pemp0 P2pCua pmpF e直流发电机的效率P2 1 pP1 P2 p式中 p —— 直流发电机的总损耗， 四、考题解答p pmpFepCuapadd1. 某他励直流电动机的额定数据为PN =17kW,U N =220V,nN =1500r/min ， N =83%。
计算额定电枢电流I N 、额定电磁转矩和额定负载时的输入电功率分析：电机的额定功率指的是输出功率，电动机的额定功率PN 指的是机械功率（没有空载损耗 =电磁功率）（发电机的额定功率PN 指的是电功率）解： (1) 额定电枢电流(2) 额定电磁转矩I N =PNN U N170.83103A =22093.10 AT PN PN 9.55 PN9.5517 103（ Nm） 108.2（3 N m）NeN 2 πn n 601500(3) 额定负载时输入电功率法一： P1 U N I NNP 17220 93.1010320482W20.48kW法二： P1NW0.8320.48kW2. 有一他励直流发电机的额定数据为：PN =46kW ，U N =230V,nN =1000r/min ， Ra =0.1 ，已知 p0 =1kW ，padd =0.01 PN ，求额定负载下P1 、 Pem 和 N 分析：电机的额定功率指的是输出功率，发电机的额定功率PN 指的是电功率；解： padd0.01PNP 460.46kW103INN2U N 230A 200ApCuaI N Ra4000W4kWp p0paddpCua1 0.46 45.46 kW(1) 额定负载下输入功率P1 PN(2) 额定负载下电磁功率p (465.46)kW51.46kW(3) 额定负载下发电机效率PNPem PN46pCua(464)kW50kW法一 : NP1法二： N 151.46p100%189.39%5.46100%1 10.61%89.39%PN p 46 5.46第六章一、他励直流电动机的机械特性：1. 机械特性的一般形式+_ U aQn UaI a ( Ra R) UaRa R Te AIaCeΦUa RaR2 TeCeΦn0CeΦTeCTΦVRCeΦCeCTΦ MRa式中 n0 —— 直流电机的理想空载转速，U +A I f0n a ；CeΦU f Rf_R—— 直流电机机械特性的斜率，cRa R图 6-1 他励电动机接线图2。
CeCT Φ2. 固有机械特性 ( 特点：电枢电压、励磁电压均为额定值 )n U N Ra TC Φ C C Φ2 ee N e T N○1 T0 时， n nU a是理想空载。