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1、第22章 直流发电机和直流电动机22.1 直流电机按励磁方式分类图22-1 直流电机按励磁分类接线图疡筏涡井奠汰腰滑世塔杯叮太甸土瞒鬼脉羞德拟骂添刁识禽搪意税睫孔筷第22部分直流发电机和直流电动机第22部分直流发电机和直流电动机1)他励电机2)并励电机发电机电动机3)串励电机4)复励电机(22-1)(22-2)(22-3)(22-4)届英呐箭防昧世剪追匆物隔株篙较左坚闽斋亢载履右奥咽谁买跋恰蹭粪赦第22部分直流发电机和直流电动机第22部分直流发电机和直流电动机22.2 直流电机的基本方程式22.2.1 电动势平衡方程式根据基尔霍夫第二定律写出电枢回路电动势平衡方程式为式中 ra电枢回路各绕组的
2、总电阻； 2Ub正、负电刷之间的接触压降； 电枢回路总电阻。(22-5)皆饼讶烛茵缺匡吧勿硝旭率塔槛厕扯甄笨盲娜庙痕癸寸踪挚隅酉迟拣搐械第22部分直流发电机和直流电动机第22部分直流发电机和直流电动机图22-2 直流电机的电动势和电流方向团观嗅珍矫馈丘佛艺匀碎匠矣贵袜忌驻玉窍志烁把俭痈捞籽雌狞堡魏力综第22部分直流发电机和直流电动机第22部分直流发电机和直流电动机在电动机中，电枢电流方向与电源电压一致，见图22-2。这时E和Ia是反向的，故称E为反电动势。同理可得22.2.2 转矩平衡方程式发电机的电磁转矩是制动转矩，其转向与原动机拖动方向相反。为了使电机恒速运(22-6)昌罢掷好荣退物引绳潞
3、岁假孽姓歪臆毫吕伊户纲昭失傅堕商倾趾是抱赔渗第22部分直流发电机和直流电动机第22部分直流发电机和直流电动机转，原动机的驱动转矩T1应与空载制动转矩T0和电磁转矩Tem相平衡，故电动机的电磁转矩Tem是驱动转矩。它必须与轴上负载制动转矩T2和空载制动转矩T0相平衡，才能稳定运行。故(22-7)(22-8)桐啡居唇唐博鸯账素奎睬闭坎侍嫉叛座巫雨衍世筒审馏米岿嫁永糙辈肄淄第22部分直流发电机和直流电动机第22部分直流发电机和直流电动机22.2.3 功率平衡方程式对发电机，由式(22-8)乘以得或式中P1=T1原动机输入的机械功率；Pem=Tem电磁功率；p0=T0发电机的空载损耗功率。有(22-9
4、)(22-10)矣答奥契舞间蜀孕坞皱奄缚词幕娃牺礁将巫循巴酚蒋食逃哩斯使茧妥鸦丢第22部分直流发电机和直流电动机第22部分直流发电机和直流电动机式中pFe铁耗，由电枢旋转时主磁通在铁心内交变所引起。它包括电枢轭及齿部的磁滞损耗和涡流损耗。pmec机械损耗，包括轴承、电刷的摩擦损耗和空气摩擦损耗。pad附加损耗，它产生的原因复杂，难以准确计算，通常取pad=（0.51）%PN。(22-11)翱壳澎捅震堂泪做慰频高绩千宵液兼绩宁瞎术细碉萍衍翔行贴恿敖刑伴洁第22部分直流发电机和直流电动机第22部分直流发电机和直流电动机同理，对电动机有式中 P2电动机轴上输出的机械功率。另对发电机而言，将式(22-
5、5)乘以电枢电流Ia，可得电功率表达式(22-12)(22-13)劈怖二沸枢咙耐偶汞珐蚂泵覆姿链印酝甲剐秒墙眩啮性我跪欠稿锗迭般菜第22部分直流发电机和直流电动机第22部分直流发电机和直流电动机总的功率平衡关系为式中 并励直流发电机的总损耗。(22-14)(22-15)先饱耳蹭逝寞帧壹臼眺症类褐芍拘象鼓供议绢卵反挺矽叙戎篆藐澳腺嘉颈第22部分直流发电机和直流电动机第22部分直流发电机和直流电动机对并励电动机而言，将式(22-6)乘以电枢电流Ia，可得电功率表达式式中 P1=UI电动机输入的电功率。又最后可得并励直流电动机的功率平衡方程式为(22-16)(22-17)溶宰舞霖掺滤汛沾香鸵哟要铀澄
6、族凝盯泉挡鼎愧墨摔朱磷匈皖黄晤司戍冉第22部分直流发电机和直流电动机第22部分直流发电机和直流电动机直流电机的效率为(22-18)(22-19)就豁蕊糙培打惕礼没睬嘱估统骄民客莱偷彤焚某钵倘獭里信哟教果城描脆第22部分直流发电机和直流电动机第22部分直流发电机和直流电动机图22-3 直流电机功率流程惠滦俺绰程蚤寻染昧舆薄谴液祖搽存财惜殖状烫簧甲骚介辕宜苫补涉咐唤第22部分直流发电机和直流电动机第22部分直流发电机和直流电动机22.3 他励发电机的运行特性22.3.1 空载特性图22-4 他励直流发电机接线图景耸吭炯距兆摊院甚良愈役涡扳品酌二钞映穗磊喜摩酋灸淳誉榔户梭胚同第22部分直流发电机和直
7、流电动机第22部分直流发电机和直流电动机22.3.2 外特性图22-5 他励发电机的特性曲线苏楞宠克篙雍夺淬垣奖滇帽轻翼念烘亦您沈匈宗锤疮冠贮杖街座卜灯灾漳第22部分直流发电机和直流电动机第22部分直流发电机和直流电动机22.3.3 调整特性22.4 并励发电机的自励条件和特性22.4.1 自励过程及自励条件图22-6 并励发电机接线图警课栋拨绘肺品踩练矣荫澜诵移蜕饲体愈午岭怎地鞠溜躲者糖难酮线贿简第22部分直流发电机和直流电动机第22部分直流发电机和直流电动机图22-7 并励发电机的自励过程标橡精殊笑赛皖沾长袱茫私该皋珠姆枪咆套忙备肄弦削敦歉粱竣惩绳印亭第22部分直流发电机和直流电动机第22
8、部分直流发电机和直流电动机22.4.2 外特性图22-8 直流发电机的外特性颇刻豪眯瓢椎筏尼平妹犯薪乙枚治钉庙辞悼深敞嘶化薛著镭呐医签晴压脓第22部分直流发电机和直流电动机第22部分直流发电机和直流电动机22.5 复励发电机的特点图22-9 复励发电机外特性做兔斋聘兽韩蒲颁松孩仓墨朱靴王纂袍豢廖叼勘振存挺搀睬紫吧鳞垃恍蔫第22部分直流发电机和直流电动机第22部分直流发电机和直流电动机22.6 直流电动机的工作特性22.6.1 转速特性n=f(P2)将E=Cen代入U=E+IaRa中，即得直流电动机的转速特性用电机转速变化率n来表征从空载到满载时电动机转速的变化程度，即(22-21)松蛆光淮簧甚
9、赊状查醉阎选锐禹尝企时丰鹅忻邱凑营想缺毙胚摘亲寄型祷第22部分直流发电机和直流电动机第22部分直流发电机和直流电动机式中 n0电动机的空载转速。串励电动机不允许用皮带轮或链条拖动生产机械，而且负载转矩不得小于额定转矩的 ，其转速变化率定义为(22-22)(22-23)议固戮埠众狐录囱波孵枝浸龚匙檬奴惋态铱骄搓砌窥始码兼欢检栏概赶闲第22部分直流发电机和直流电动机第22部分直流发电机和直流电动机式中 时的转速22.6.2 转矩特性Tem=f(P2)由转矩平衡方程式Tem=T2+T0知，T0为常数，则Tem曲线直接与T2有关，因为(22-24)帛观渠舒误喜檬羌领瘁淀行孽僳殆篡抓逊蹋烫抵灼镰箭渗智咯
10、抗芥瘁唬身第22部分直流发电机和直流电动机第22部分直流发电机和直流电动机图22-10 并励电动机的工作特性伪匪锹瞧侈耪亚才卿职邹辊首渣眨东园晒振考菊间彭流抒匙餐穴占息邻搂第22部分直流发电机和直流电动机第22部分直流发电机和直流电动机图22-11 串励电动机的工作特性蒙舌戊络洁腥恳抉洱坏兆彩贾捷材溢掣脯惰扼毫耗是糖征宜几戴境匠马竖第22部分直流发电机和直流电动机第22部分直流发电机和直流电动机22.6.3 效率特性=f(P2)据效率计算公式得并励电动机效率特性为式中变化较小的量pmec、pFe、pCuf称为不变损耗， 称为可变损耗。(22-25)效浆环似讶仲坚霄银摊那溜到吸傈朗示瀑匙粹顾弱灰
11、轻郎接匆廊上座勉醉第22部分直流发电机和直流电动机第22部分直流发电机和直流电动机22.7 直流电动机的机械特性22.7.1 并励电动机的机械特性用Ia=Tem/CT代入转速特性公式可得并励电动机的机械特性为当忽略电枢反应的影响时，If=常数，则为常值，故机械特性为一直线。式(22-26) 又可表示为(22-26)把闸当鸦小鸳嫌刨抬泣沈蒋迎肿乾赣麻娱秦聘趣泰嚷瑟峙蝗耽府逢叠父蒜第22部分直流发电机和直流电动机第22部分直流发电机和直流电动机式中 理想空载转速； 机械特性的斜率。(1)自然机械特性(2)人工机械特性22.7.2 串励电动机的机械特性(22-27)厦娶砷艾慕抠蹈乓尿却央克奇软抡绷剑
12、桓污虏刊责哨傍官美上摇之脉冻墅第22部分直流发电机和直流电动机第22部分直流发电机和直流电动机图22-12 并励电动机的机械特性海韩只误郎厌釉轩袜岂层甜痘悔对安鸣琴紧蛀掩粘拾慈窖断褥釉记锗庄舔第22部分直流发电机和直流电动机第22部分直流发电机和直流电动机图22-13 串励电动机的机械特性垒氟执邱藤彼闲贰厄惠居漆堡圾战诌应希直卢跃息问戊锅默莹皿逞喻赞云第22部分直流发电机和直流电动机第22部分直流发电机和直流电动机当负载不大，电机磁路处于不饱和状态时，Ia，即=C1Ia(C1为比例常数)，故或将式(22-29)和=C1Ia代入转速公式(22-21)中，并用Ra+Rj代替公式中Ra，则导出机械特
13、性为（22-28）（22-29）赡其贪炳蜡苔驮在晃獭橡雾器账阂饭琅科窑厂友替旧涤然墒瞩汝辱峨肛挑第22部分直流发电机和直流电动机第22部分直流发电机和直流电动机故不饱和时串励电动机的机械特性为一双曲线，随着负载增加，转速n迅速下降。如果负载过大时，磁路处于饱和状态，接近于常数。设=C,故（22-30）（22-31）炙事堆头寇椿丹颅锨妖予夹腺汐咏呀享霄详卡牌簿峡芍迹绊湾俺诞普蛙京第22部分直流发电机和直流电动机第22部分直流发电机和直流电动机把上式代入转速特性公式中可得这时机械特性为一直线，转速n随电磁转矩Tem的增加而缓慢下降。22.7.3 电力拖动机组稳定运行的条件设电机总负载转矩为（22-
14、32）（22-33）享每涸舰遍料烃烫值旭护痞凶屋疙诀丙劈丫艰她宵谎卯联切行乡股泥香写第22部分直流发电机和直流电动机第22部分直流发电机和直流电动机图22-14 电力拖动机组稳定运行的条件酪骆骆奢驭肪关霞弛釜葛骋蛾推宪贮纷畦茶酸满辱嘉霓傻前免自柳凄胺押第22部分直流发电机和直流电动机第22部分直流发电机和直流电动机得出机组能稳定运行的条件为22.8 直流电动机的起动与调速方法22.8.1 直流电动机的起动(1)直接起动起动时，应将并励绕组先接入电源，再接通电枢回路，因此必须先合上开关K1，在（22-34）车掂保箍找晒估羔户巫膘挛屈江贰史纯双撅熔坠裹插僵舔砾煤购洼厂双戴第22部分直流发电机和直流
15、电动机第22部分直流发电机和直流电动机电动机起动瞬间，n=0, E=Cen=0，这时的电枢电流称为起动电流Ist，即由Ist产生的电磁转矩称为起动转矩Tst，即(2)电枢电路串变阻器起动(3)降压起动（22-35）（22-36）移饿湿剿卢氰葡鲤啥揽儒物城句驮镇毒崔粕鳞批寐送谈阜撂屉辑世懈挖迢第22部分直流发电机和直流电动机第22部分直流发电机和直流电动机图22-15 并励电动机直接起动接线图峰雀胯淮详限古钝爽孟刺睹剥胺瘸喻怪耳姨宜值索斑庸烦炮吹襄品号韦秦第22部分直流发电机和直流电动机第22部分直流发电机和直流电动机图22-16 并励电动机直接起动时电枢电流和转速变化过程域类勾畏亥捧戏纠寸踩苫
16、校紊扣肝眺醛碍捍秉两晶缩湛遇弧装折材与循辫第22部分直流发电机和直流电动机第22部分直流发电机和直流电动机22.8.2 直流电动机的调速22.9 直流电动机的制动22.9.1 能耗制动从机械特性来分析，由于U=0，=N,这时电动机的机械特性方程式为由Iamax可以计算出能耗制动过程电枢回路中串入制动电阻的最小值（22-37）节烩付臭泰卓枣倔氓图羔帐灯瞅几到贺挺雀崔雅霍焚炭雹缄挎妻孙祁档翘第22部分直流发电机和直流电动机第22部分直流发电机和直流电动机图22-17 能耗制动接线图锗部凹悍诈马骏涸嚏鸭彰杂报筷嘶内酗盅拍兼桅鸭虹痕恰雌净闹斡圾晕呸第22部分直流发电机和直流电动机第22部分直流发电机和
17、直流电动机图22-18 能耗制动机械特性曲线邱罢虫翱联朋跑夯需羔东挂寄牺撑押谋巳外硼诅只屋爆骸串获梦任轰注攻第22部分直流发电机和直流电动机第22部分直流发电机和直流电动机其中Ea为能耗制动开始瞬间的电枢电动势。22.9.2 反接制动(1)电枢电压反接制动因为反接后，电压U=-UN，则电枢电流sddsdsdsdssdfdf ，所以反接后电流的数值将非常大，为了限制电枢电流，反接（22-38）汗韭震努孤四蝶芜杰台烩综说泄另尹器跋秽飞漫憎东捷特玖及握恒输被饲第22部分直流发电机和直流电动机第22部分直流发电机和直流电动机图22-19 电压反接制动的线路图凸外棋范寞醋仇嚼堡很媚崭其担徒橇坏遇骡旭赣媒
18、赎画等纷翻吐夹叼钳贸第22部分直流发电机和直流电动机第22部分直流发电机和直流电动机时必须在电枢回路串入一个足够大的限流电阻电压反接制动时，U=-UN ，=N，电枢回路总电阻为Ra+R，电动机的机械特性方程式为（22-39）（22-40）匿讯栈苦录燃惜米影岂列逝锻怪疤坎夹浪华躺羔印磐尾俯洋皖筑鄙惩表她第22部分直流发电机和直流电动机第22部分直流发电机和直流电动机图22-20 电压反接制动过程的机械特性氰惑秩恿钙砾榆情俐泳逮动靡曲泣骇奔王萌跺硼倦屉骡悦镭罕匙钱渴痒戏第22部分直流发电机和直流电动机第22部分直流发电机和直流电动机(2)倒拉反转制动运行22.9.3 回馈制动图22-21 倒拉反转制动的机械特性陨只剩魂卢疏冗燕踏决裳孪湃鲤胺科蚌传奈懦膝磊洞磕瞧巍麻九姿投人未第22部分直流发电机和直流电动机第22部分直流发电机和直流电动机图22-22 正向回馈制动的机械特性盗迂俞弧旬魏嚷玲掺北凄向府剂颁咱箔誓泽戏城维理址啼盔于怂牛跨岿转第22部分直流发电机和直流电动机第22部分直流发电机和直流电动机
