电机学孙旭明王善明版第20章

1.他励直流发电机的运行特性空载特性E0＝f(If)原动机拖动转子以恒速旋转，电枢绕组开路（Ia＝0），改变励磁电流If，测量端电压E0与If的关系。有磁滞、剩磁、饱和现象。Er：剩磁电动势各种直流电机的空载特性都在他励方式下测定。他励直流发电机的运行特性负载特性U＝f(If)原动机拖动转子以恒速旋转，I一定，改变If，测量U与If的关系。If一定时，在不同的I下有不同的U。原因：IaRa，电枢反应的去磁作用。负载特性与空载特性间相差一个特性三角形。ab电枢反应去磁作用acIaRa他励直流发电机的运行特性电压调整特性U＝f(I)通常指转速n＝nN，If为额定值时，U与I的关系。U随I的增大而降低，是一条下垂的曲线。原因：IaRa，电枢反应的去磁作用。电压调整率U。0NN100%UUUU他励发电机的U约为5%～10%，变化不大，特性比较硬。U0为If＝IfN时的空载端电压。他励直流发电机的运行特性调整特性If＝f(I)原动机拖动转子以恒速旋转，保持U恒定时，If与I的关系。If一定时，U会随I变。原因：IaRa，电枢反应的去磁作用。为保持U不变，需调节If。2.并励直流发电机的运行特性建压及其条件并励发电机要有一个自行建立励磁和端电压的过程，称为建压。空载时，I＝0，Ia＝If≠0。但If较小，故可近似认为Ia＝0，利用空载特性来分析电压建立过程。并励直流发电机的运行特性建压及其条件（1）电机主磁路有剩磁；（2）励磁绕组并联到电枢绕组两端的极性正确，即励磁磁动势与剩磁磁场方向相同；（3）励磁回路总电阻小于电机运行转速下的建压临界电阻Rcr。建压条件Rcr∝tancr并励直流发电机的运行特性电压调整特性电压调整率U比他励的大，约为20%～30%（因If还随U下降而减小）。负载电流有“拐弯”现象。励磁回路总电阻不变时，U与I的关系U＝f(I)。稳态短路电流短路电流Ik0＝Er/Ra并不很大，常小于IN（因Er数值很小）。3.复励直流发电机的电压调整特性复励发电机通常采用积复励（串、并励绕组的励磁磁动势方向相同）。按照串励绕组磁动势补偿作用的强弱，可分为三类：平复励过复励欠复励20.2直流电动机的运行特性他/并励直流电动机的工作特性U＝UN，If＝IfN时，n、T、与Ia（或P2）关系。转速调整特性n＝f(Ia)aaeUIRnC转速公式Ia“IaRa““n“n“n变化很小n＝f(Ia)为硬特性。20.2直流电动机的运行特性他/并励直流电动机的工作特性转矩特性T＝f(Ia)T近似与Ia成正比。效率特性＝f(Ia)可变损耗等于不变损耗时，最高。p0基本不随Ia变化——不变损耗；pCu随Ia变化——可变损耗。他/并励直流电动机的机械特性他/并励直流电动机的固有机械特性是一条略有下降的直线，是硬特性（很小）。Tnn0固有机械特性：U＝UN，If＝IfN，电枢回路不串任何电阻时的机械特性。a2eTRCC0eUnC，机械特性的斜率，理想空载转速串励和复励直流电动机的机械特性串励电动机的机械特性1串励2复励3他励是一个非线性的软特性，转速n随T的增大而迅速降低。具有优良的起动性能。复励电动机的机械特性机械特性介于并励和串励的之间。20.3直流电动机的调速调速的要求调速范围（调速比）调速平滑性aaeUIRnC电枢串接电阻调速改变端电压调速改变磁通调速他励直流电动机的调速方法经济性调速方法简单，可靠他励直流电动机的调速方法电枢串接电阻调速as2eeTRRUnTCCC机械特性变软。调速范围与负载大小有关。效率低。负载转矩TL不变时，T不变，串入电阻Rs，可使转速n降低，P2减小；而Ia不变，P1不变。电阻的体积大，不能平滑调速。他励直流电动机的调速方法改变端电压调速a2eeTRUnTCCC降低U的人为机械特性是与固有机械特性平行的直线。调速范围宽，平滑性好。效率高。TL不变时，T不变，Ia不变；P1∝U≈Ea∝n，P2∝n。需要可调的直流电源。他励直流电动机的调速方法改变磁通调速a2eeTRUnTCCC减少的人为机械特性：理想空载转速升高，斜率减小。减少通常使n从基速升高。效率高。TL不变时，Ia增大，P1增加；P2∝n，增加。设备简单，耗能少，平滑性好。20.4直流电动机的起动和制动直流电动机的起动起动要求起动转矩大起动冲击电流小能量损耗小简单，便于控制起动方法全压起动电枢串接电阻起动降压起动直流电动机的电制动能耗制动电制动就是产生与转速方向相反的电磁转矩，使转速降低。励磁不变，电枢回路从电网断开，并立即接到制动电阻RB上。电枢电动势Ea产生的电枢电流Ia与电动机状态时的方向相反，产生制动电磁转矩。将电机的动能消耗在电阻上。直流电动机的电制动反接制动将电枢回路反接到电源，并接入限流电阻RL。端电压U与电枢电动势Ea同向，使电枢电流Ia反向，产生较大的制动性电磁转矩。功率消耗在电阻中。直流电动机的电制动回馈制动降低端电压U调速时，会出现电枢电动势Ea＞U的情况，此时电枢电流Ia反向，产生制动性电磁转矩。此时电机实际上作为发电机运行，将机组的动能转换为电能，回馈给电网。电机转速升高，使Ea＞U时，电机也工作在发电机状态，电磁转矩起制动作用，限制转速的进一步升高。