直流电动机工作原理
T T KTΦIa Ia
Ia
U
Ea Ra
达到新的平衡点(Ia 、 P入) 。
总目录 章目录 返回 上一页 下一页
3 直流电动机的运行特性
直流电动机在正常运行时,虽然电源电压U和
励磁电阻保持不变,但随着励磁方式不同,电
动机的转矩、转速和机械特性有很大的区别。
一、并励电动机
1. 转矩特性 T f(I a )
增
单,操作方便,但启动能
大
耗大。
TL T2 T1 T
总目录 章目录 返回 上一页 下一页
(2) 降压起动法:
n
Ust 2I N Ra
n0
目前基本采用可控硅整流
电源作为调压电源。此启
动方法,启动电流小,启
动平稳,启动能耗小。
0
TLT2 T1 T
3.注意事项
直流电动机在起动和工作时,励磁电路一定要 接通,不能让它断开,而且起动时要满励磁。否则, 磁路中只有很少的剩磁,可能产生事故:
Ia
T
K
ΦI
T
a
I
+
+
If
E
M _
Ia
U
Rst _
Rf
求得
n
U K EΦ
KT
Ra K EΦ
2
T
n
Ra KT KEΦ2
T
n n0 n
总目录 章目录 返回 上一页 下一页
n
U K EΦ
Ra KT KEΦ
2
T
n0
n
式中:n0
U K EΦ
: 理想空载转速
n=
n
Ra
U Ra KEΦ KEΦ
Ia
可得
n
U
Ra
0
K E KIa K E K
n f(I a )
Ia
从上式可见,当轻载时串励电动机的转速
急剧上升,将导致电动机的损坏,所以串
励电动机不允许轻载运行,一般最低负载 不小于额定负载的30%
当Ia较大时,铁心饱和 与并励类似
总目录 章目录 返回 上一页 下一页
总目录 章目录 返回 上一页 下一页
3 直流电动机的运行特性
三、复励电动机
I
他的工作特性介于并励 +
和串励之间。如果并励绕组 U 磁通势起主要作用,其工作 _ 特性与并励电动机工作特性 接近。如果串励绕组磁通势 起主要作用,其工作特性与 串励电动机工作特性接近。 但因为有并励绕组磁通势的 存在,磁通不会趋近于零, 所以空载或轻载时,仍能正 常运行。
T=KT Ia
KT: 与电机结构有关的常数
: 线圈所处位置的磁通
Ia:电枢绕组中的电流
单位: (韦伯),Ia (安) ,T (牛顿•米)
4. 转矩平衡关系 电动机的电磁转矩T为驱动转矩, 它使电枢转动。
在电机运行时,电磁转矩必须和机械负载转矩及空
载损耗转矩相平衡,即
总目录 章目录 返回 上一页 下一页
1. 转矩特性 T f(I a )
当Ia较小时,铁心不饱和
Φ KIa
T
KTΦI a
K
T
I
2 a
If
Ia
+
UM
_
串励
当Ia较大时,铁心饱和
T KTΦI a 与并励类似
总目录 章目录 返回 上一页 下一页
2. 转速特性 n f(I a )
nT
当Ia较小时,Φ KI a
根据
n
同一电源上。
总目录 章目录 返回 上一页 下一页
2 直流电机的基本工作原理
总目录 章目录 返回 上一页 下一页
2 直流电机的基本工作原理
换向器作用: 将外部直流电 转换成内部的 交流电,以保 持转矩方向不 变。
电刷
b
N a
I F
Fn
dT
c
I
S 换向片
–U+ 直流电从两电刷之间通入电枢绕组,电枢电流
4 并励电动机的人为机械特性
根据 n
U K EΦ
Ra KT KEΦ
2
T
n
1.电枢回路串联电阻R
n0
电
阻
2.降低电枢电压U
增
3.减弱磁通
大
nnn000''' n
(
Rf
n
n0
T
增减 加小
U
)
O
T
0
T 总目录 章目录 返回 上一页 下一页
5 并励电动机的起动与反转
起动
直流电动机不允许在额定电压UN下直接起动。 1. 起动问题: (1) 起动电流大
子(磁极)、转子
(电枢)和机座等 部分构成。
S
转子
极心
N ···
励磁绕组
···
S 机座
N
直流电动机的磁极和磁路
总目录 章目录 返回 上一页 下一页
1. 磁极 用来在电机中产生磁场。 永磁式: 由永久磁铁做成。 励磁式: 磁极上绕线圈,线圈中通过直流电, 形成电磁铁。 励磁: 磁极上的线圈通以直流电产生磁通,称为励磁。
3 直流电动机的机械特性
3. 机械特性 n f(T)
n U Ra K E KIa K E K
T
KTΦI a
K
T
I
2 a
求得
串励电动机在负载变化
n U b 时, 转速 n 的变化大—软
aT
机械特性(自然特性)。
适合于拖动启动频繁、负载变化大的负载。
当负载增加时,转速快速下降,当负载减小 时,转速快速上升,这样不仅可以确保安全,而 且可以提高生产效率。
总目录 章目录 返回 上一页 下一页
2.起动方法 (1) 电枢串电阻起动法
Iast
UN Ra Rst
(1.5 ~
2.5)IN
在满磁下R将st RUsIt置aNst 最 R大a 处,逐渐减小nRst使n升高。
n
U K EΦ
Ra KT KEΦ
2
T
n0
n
n0
电 阻
此启动方法,启动设备简
P0 P1 PaCu 4190 2190 2000 W
(3)额定转矩
T 9550 P2 9550 22 210 N .m
n
1000
(4)反电动势
E U Ra Ia 110 0.04 234 100 .6 V
总目录 章目录 返回 上一页 下一页
方向如图所示。由于换向片和电源固定联接,无论
线圈怎样转动,总是S极有效边的电流方向向里, N
极有效边的电流方向向外。电动机电枢绕组通电后
中受力(左手定则)按顺时针方向旋转。
总目录 章目录 返回 上一页 下一页
电刷
b
N
a
I F
E
F
d
n T
E
cI
S 换向片 – U+ 线圈在磁场中旋转,将在线圈中产生感应电动
U E Ia Ra
E K EΦ n
T KTΦI a
0
求得
n
U Ra KEΦ KEΦ
Ia
n f(I a )
Ia
式中:n0
U K EΦ
: 理想空载转速
总目录 章目录 返回 上一页 下一页
3 直流电动机的机械特性
3. 机械特性 n f(T)
n
U Ra KEΦ KEΦ
KT KEΦ
f (T) 特性曲线
2
T
:转速降
n0 n nN
n
并励电动机在负载变化
时, 转速 n 的变化不大—
硬机械特性(自然特性)。 0
ΔnN
n0 nN nN
100%
TN T nN很小,大约为3%~8%
总目录 章目录 返回 上一页 下一页
3 直流电动机的运行特性
二、串励电动机
特点:Ia I f f(I a )
(3)如果电机在空载运行,可能造成飞车,使电机遭 受严重的机械损伤,而且因电枢电流过大而将绕组 烧坏。
总目录 章目录 返回 上一页 下一页
2.反转
电磁转矩: T=KT Ia
改变直流电机转向的方法有两种: (1) 改变励磁电流的方向。 (2) 改变电枢电流的方向。 注意:改变转动方向时,励磁电流和电枢电流两 者的方向不能同时变。
磁电流If和磁通不变,即 = 常数。则
T=KT Ia = KT Ia
即:并励电动机的磁通
= 常数,转矩与电枢电流
nT
T f(I a )
成正比。
2. 转速特性 n f(I a )
0
Ia
总目录 章目录 返回 上一页 下一页
3 直流电动机的运行特性
由以下公式
nT n0
T f(I a )
由图可求得
If
U
E
Ia Ra If
Ia U Rf
UE Ra
I Ia If Ia
I
+
+
E
M _
Ia
U
Rst _
Rf
总目录 章目录 返回 上一页 下一页
UE U E Ia Ra Ia Ra
I Ia If Ia
U If Rf
由上分析可知:
当电源电压U和励磁回路的电阻Rf一定时, 励
及PO ; (3) 额定转矩T; (4) 反电动势E。