第2章直流电机第2章直流电机2.1直流电机的工作原理2.1直流电机的工作原理直流电流N电磁关系气隙磁场的分布波形及线圈电动势波形每极下有3个串联线圈时的电动势波形2.2直流电机的基本结构和额定值直流电机结构图直流电机横向剖面图直流电机的定子直流电机的换向极和电刷2.转子（电枢）直流电机的换向器直流电机1.绕组的基本概念单叠绕组、单波绕组、复叠绕组、复波绕组、蛙绕组（叠绕和波绕混合绕组）。(1)元件是构成电枢绕组的基本单元，其两端分别与两片换向片相连的单匝或多匝线圈。(2)叠绕组和波绕组N2.单叠绕组2.单叠绕组电动机NN单叠绕组的展开图电机装配图1.额定电压UN发电机的UN：指输出电压的额定值。电动机的UN：指输入电压的额定值。2.额定电流IN发电机的IN：指输出电流的额定值。电动机的IN：指输入电流的额定值。3.额定功率PN发电机的PN：指输出电功率的额定值(UNIN)。电动机的PN：指输出机械功率的额定值(UNINηN)。4.额定转速nN5.额定励磁电压UfN6.额定励磁电流IfN※额定状态：指U、I、P、n均为额定值的状态。※满载状态：指I=IN的状态。M2.直流发电机按励磁方式分类2.3直流电机的磁场和电枢反应二、负载时的电枢磁动势消耗在x点处每个气隙上的电枢磁动势为电枢磁场沿气隙的磁通密度分布为电枢反应电枢反应的结果四、电枢反应对换向的影响及改善措施2.换向的基本概念换向元件中电流的变化换向不良的影响3.改善换向的方法2.4直流电机的感应电动势和电磁转矩=nE=CEn※CE——电动势常数。二、直流电机的电磁转矩电枢直径为：电枢电流与支路电流的关系为：则3.电磁转矩的方向和性质方向：由和Ia共同决定。性质：发电机为制动转矩，Te与n方向相反。电动机为拖动转矩，Te与n方向相同。4.电动势常数和转矩常数的关系2.5直流电动机的运行分析Te=TL=T0＋T2(1)输入功率P1P1=UI=UaIa(2)电枢铜损耗PCuaPCua=RaIa2(3)电磁功率PePe=P1－PCu推导：UI=UaIa=(E＋RaIa)Ia(4)空载损耗P0P0=PFe＋Pfw＋Pad(6)效率二、直流电动机的工作特性当If=0，=r很小，n不能突变→E很小→Te=CTrIa仍有一定数值。M(2)当Ia较大、磁路已饱和时，≈常数，串励直流电动机的优点3.复励电动机【例2－1】已知某并励直流电动机，PN=22kW,UN=220V,IN=115A,nN=1500r/min,电枢电阻Ra=0.18，励磁电阻Rf＝628。试求：(1)CEN、CTN；(2)电磁转矩Te；(3)额定输出转矩T2；(4)空载转矩T0；(5)理想空载转速n0与实际空载转速n0。解：(1)612.6直流发电机的运行分析3.功率平衡方程【例2－2】一台并励直流发电机PN=46kW，UN=115V,nN=1500r/min,电枢电阻Ra=0.01，励磁电阻Rf＝20，把此发电机当电动机运行，所加电源电压UN=110V，保持电动机电枢电流和发电机时一样，不考虑磁路的饱和影响，求电动机的转速和电磁转矩。解：(1)发电机的电枢电流为当不考虑磁路的饱和时，电动机的常数为二、他励直流发电机的工作特性当n=nN，Ua=UaN时：If=f(Ia)三、并励直流发电机的自励与外特性当RfRk时，EEr，能够自励。当Rf=Rk时，E不确定，不能自励。当RfRk时，E≈Er，不能自励。2.并励直流发电机的外特性IN【例2－3】一台并励直流发电机UN=220V，IN=76A,nN=1500r/min,电枢电阻Ra=0.1，励磁电阻Rf＝100，效率=86%。试求额定状态下的输入功率、电磁功率和电磁转矩。解：励磁电流为电磁功率为直流电机直流电容电机直流电机练习题第2章结束