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•构造:
主要点:
主要组成及作用,如换相器等。
•铭牌数据:
参数个数、数据含义。
•励磁方式:
种类。
■
基本构造:
——定、转子O
电刷、换向器作用:
——起机械整流器作用。
后续基本原理中进一
步介绍(元件交流,电刷两端直流)。
注意:
各部件的作用。
结构
细说
电厕注:
书P.62■图5・1・1的电机
风叶磁极
换向片
电枢转子何A
电枢绕组
换向器
是较大型的电机,其电枢绕组中间开有通风槽。
电枢转子
换向器
绕组端部
V1
;
压紧环
厂二「电枢转动方向
/14J25J36J4V\=\—电动势方向/=w-T"
-i_r-T"
._.-T-'
i_if"
I
3J82J7r68;
5J
o+o
不管电枢如何转动,一条支路中绕组感应的总电势大小基本不变(微小脉动)。
二、主要铭牌数据
铭牌数据:
——额定容量、电压、电流、转速、励磁(电压、电流)等。
——书P・64。
额定容量:
都是指输出。
发电机:
电枢绕组输出的电功率;
电动机:
转子轴上输出的机械功率。
额定励磁电流:
——额定负载时励磁绕组通过的励磁电流。
通常由励磁回路串联的变阻器调节。
通常还标明励磁电压一以备采用与电枢电压不同等级时参考。
三、励磁方式
积复励、差复励;
(从绕组连接情况看)长复励、短复的J。
长疑励(李用于电动机〕
积复励:
平复励、过复励、欠复励。
直流电动机不能釆用差复励,直流发电机不能采用串励。
5-2■直流电机的基本工作原理
•基本工作原理:
注意元件和电刷两端电量的性质;
注意:
“电刷”、“换向器”的作用。
•电势和转矩:
掌握电势和转矩的计算公式。
P・66•式(5-2-1).
(5-2-2)o
•电刷位置:
注意分清:
“实际空间位置”和“短接元件边位
电刷A总是与处于正电位的换向片接触,而电刷B总是与处于负电位的换向片接触。
虽然be和de感应的电势是交变的,但电刷AB两端的电压却是直流的。
实际直流电机的换向片较多,电刷和换向器配合起机械整流器的作用。
厂=电枢转动方向
a¥
尸・十•一目/14」25’36/4厂•・・隼弍十电动势方向
3JS2订1J&
8J5J
o+-IJ
电刷和换向器配合:
每个绕组元件内部感应电势是交流的,
但,一对电刷之间电势等于一个支路中各绕组电势之和,因
此,电刷间的电势为合成电势,是一个脉动的直流电势。
恒定的电动势和电磁转矩
并联支路图说明,转子旋转后电枢绕组所有元件被两个电刷所平分为2个支路(1对极),当n或-不变,电刷之间串接的绕组电势或产生电磁转矩不变(书P.66•公式)。
电势公式:
E=Ke0n,式(5-2^)转矩公式:
T=KT0la,式(5-2-2)
心与Kt关系是常数:
Ke=pN/60a;
Kt=PN/2tta。
・•・Ke/KT=TT/30~1/9.55。
N:
总有效导体数,a:
并联支路对数,P:
极对数。
电刷放置的原则:
中性线)的位置上。
电刷与磁极的相对位置不变
为了感应最大电势或产生最大电磁转矩,电刷所短接的(换向)元件的两个边应处于磁通最弱(几何
电刷的位置:
1•实际位置:
磁极的
正中(说明不了原理等问题)。
2•示意图位置:
直接放在几中线的元件上。
展开图上位置
蔬换向及换向火花
电磁原因
换向定义:
从一条支路换到另一条支路,元件内的电流改变方向。
元件必须经过电刷短接后才能进入另一条支路,换向元件中若存在电势则短接时会产生火花
(还有机械、电化学等原因)。
烧坏换向器、绕组,过热、引爆引燃。
(通过磁极尖增、去磁电枢反应的情况2•移动电刷(与转向有关,发电机和——见书P.67图5-2-4,注意:
发电机
换向火花危害:
换向火花克服:
说明):
1•换向极;
电动机正好相反)。
和电动机的电流与转向的关系正好相反。
“顺发、逆动”。
克服火花应移动的方向(助记):
-
[第二节要点]:
原理(AC/DC转换);
电势、转矩计算;
电刷位置;
换向定义。
5-3■直流发电机
本节的主要内容有四部分:
•空载特性:
掌握空载特性的实质
•自励起压过程:
掌握自励起压的条件及起压过程分析。
•外特性:
定义、电压变化率。
•转矩和功率的平衡:
注意平衡关系。
\空载特性
条件:
1=0,n=nNo特性:
E=f(If)或
Uo=f(If)实质:
——磁化曲线。
与同步发电机相似,也是电机磁路的磁化曲线。
实验测量时注意:
也应该单方向调节励磁电流,否则磁滞的影响,将使结果出现偏差。
过程:
发电机转动,依靠剩磁可产生很小的剩磁电压,如果接线正确,流过励磁绕组的微小励磁产生的磁通方向与剩磁磁通方向相同,电枢绕组感应的电势增强,于是出现正反馈,如果励磁回路电阻足够小,正反馈的作用将继续下去,直到磁路饱和,电势稳定在一个确定的数值上。
1•有剩磁(若无,应可充磁);
2•接线正确(励磁与剩磁同向);
3.场阻线与空载特性有一个确定的交点(励磁电路电阻适当)。
励磁方式:
他励、并励和复励(前面
已讲)——P.69图5-3-3o
外特性与励磁方式有关,以并励发电机为主进行说明,注意“条件”o
关系式——P.69式(5・3・2)。
他励:
励磁电压不受影响,只有内阻压降。
—比并励较硬。
并励:
•・•内阻压降使端电压略有下降,励磁相对减少。
——注意:
电压变化率的计算和区别(P.69)
转矩平衡方程:
Ti=T+T。
,——T电磁转矩,T]输入转矩,T。
空载转矩。
功率和效率公式:
书P.70■式(5-3-6)、(5-3-7)。
功率平衡:
由转矩平衡关系及电压平衡方程得到功率的平衡关系。
并由此引出效率的计算公式。
5-4■直流电动机
本节的主要内容有三大部分:
nil
•机械特性:
转动原理、影响特性的因素、特性表达式和形状。
•转矩特性:
了解不同励磁所对应的转矩特性形状。
•起动与反转:
<
1
起动的特点和方法(注意起动时励磁的作用);
反转的方法。
原理:
结构上保证在相同极性磁极下,电流方向相同。
因此就能产生恒定转矩。
电压平衡方程式:
U=E+la(Ra+R)励磁方式:
——并、串、复励磁,书P.71•图5-4-10
电流之间的关系与励磁方式有关:
书P.71•图5-4-1o
不用差复励。
转动原理:
电枢通电,在励磁绕组产生的磁场下,受力起动。
电刷和换向器保证每个磁极下导体电流方向始终不变。
电磁转矩:
——书P・71■式(543)与发电机相同。
平衡方程可得:
n=U/Ke(P-Ra/KeKT(p2=叶kAno無点:
并(施)励特性,直线、硬轉性;
串励,•••空载时<!
)"
・・・无理想空载转速,注意“飞车”;
(积)复励,介于并励和串励之间。
自然机械特性:
又称为“固有机
械特性”(不人为改变参数);
(弱磁、降压、串电阻)O
转矩特性是指:
电磁转矩T和电枢电流la的关系曲线,实际就是电磁转矩的计算公式。
不同的励磁方式,转矩特性的形状不同。
因为起动时,转速为零,电枢感应的电势为零,根据电
压平衡方程,起动时电枢电流la二(U-Ea)/Ra=U/Rao而•・•电枢电阻通常很小,所以起动电流很大(10〜20倍的额定电流)。
・・・0.5kW以上的直流电动机不能直接起动,否贝[J
流控制在1・5〜2・0ln。
注:
1•起动时,励磁磁场通常应该最大,才能减少起动电流,并增加起动转矩;
2•电
枢绕组串联的起动电阻不能采用滑动变阻器,应釆用分段切除的变阻器(•・•大电流)o
方法:
1•改变电枢电流方向,励磁电流方向不变;
2■改变励磁电流方向,电枢电流方向不变。
即:
单独改变电枢绕组或单独改变励磁绕组的接线(将两个接线端反接)。
反转时电枢电流更大,应该采取措施限流。
同时改变电枢和励磁绕组的接线,则电枢电流和励磁电流的方向将同时改变,电动机的电磁转矩的方向不变,电动机的转速也不变。
交、直流两用电动机的工作原理就是以此为依据的。
交、直流两用电动机实际上是一台直流电动机,使用时若电源为交流电,则转向仍然不会发生变化。
[第四节要点]:
机械特性(各种励磁);
转矩特性;
起动、反转(方法)O
第五章各节要点
C-rr-巧»
■仝卫上空
1=
第一节:
基本结构(电刷、换向器的作用);
铭牌数据;
励磁方式。
第二节:
电势、转矩计算;
电刷位置;
换向。
第三节:
空载特性;
自励起压过程、条件;
外特性(各种励磁曲线)。
第四节:
机械特性(各种励磁);
转矩特性;
起动、反转(方法)。
第五章的主要内容
■主要内容:
知道直流电机的结构原理和励磁方式;
掌捱直流电机电枢电势和电磁转匪的分析方企;
掌捱直流发电机的特性;
掌握直流电动机竝械特性;
能够根据电压平衡方程和有关特性进行相应计算。
——也是“计算点”之一。
■电枢绕组元件的交流电流、电势是如何转变成电刷两端的直流电流和电势的?
发电机是如何自励起压的?
电动机的起动方疾和起动过程分析等粧念应该掌握。
■计算任务主要是:
电磁转矩、功率、电动势、转速、电动机起动电阻等的计算。
本章的计算任务也是本课程的主要计算任务之一。
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