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1、直流发电机,直流发电机的励磁方式可以是他励、并励和复励。以并励为例推导直流发电机的基本方程式。,各物理量正方向的规定：,电枢电动势Ea与电流Ia方向一致；电磁转矩Tem与转速n方向相反，为制动转矩。,掌握并励发电机的自励条件、基本方程式和工作特性。,并励发电机的自励条件,“自励发电机”，If15IN,空载时,是一条直线,称该直线为励磁回路电阻线（场阻线）。,If,U0,(1)空载特性,空载时，,空载特性实质即为磁滞回线的下降线，有剩磁r,有相应的剩磁电压r,空载特性测试方法：,自励特征,发电机自励时的稳定点为励磁回路伏安特性曲线与空载特性的交点。,增大励磁回路的总电阻,则电阻线的斜率将增大,励
2、磁回路的电阻与空载特性相切而无确定的交点，故电机将没有稳定的工作点。此时的励磁回路的电阻称为发电机自励时的励磁临界电阻，,当励磁回路电阻高于临界电阻时，空载电压极低，与剩磁电压r差不多,自励特征,同一台发电机临界电阻,的大小与发电机的转速有关,转速越高，临界电阻越大,自励的条件,（1）电机必须有剩磁。可通过“充磁”,（2）励磁绕组的接线与电枢旋转方向必须正确配合，使励磁电流产生的磁场方向与剩磁方向一致,（3）励磁回路的电阻应小于与电机转速相对应的临界电阻。,一、基本方程式,（1）电势平衡式,电枢回路：,Ea U,正、负一对电刷与向器之间的接触电阻压降。约为,励磁回路：,EaU,一、基本方程式,
3、（2）转矩平衡式,10em,1：输入转矩;0:空载制动转矩,（3）功率平衡式,方向与n相反,功率平衡式,P1：输入功率;p0：空载损耗功率;Pem：电磁功率,电磁功率Pem：,这是发电机电枢产生的总电功率。,也是原动机为克服制动作用的电磁转矩所需要输入到发电机的机械功率。,是原动机输入到发电机的机械功率被转换成发电机输出的电功率,功率平衡式,空载损耗功率p0：,pmec：机械损耗;pFe:铁心损耗；pad：附加损耗,并励发电机,他励发电机,并励发电机总损耗,发电机电枢回路内电阻总损耗,功率和效率,功率平衡式：,效率：,二、发电机的运行特性,直流发电机的四个基本物理量：U、I、If、n。（n由原
4、动机拖动，保持不变）,运行特性：在U、I、If 之间，保证其中一个量不变，另外两个物理量之间的函数关系。,主要特性：,（1）n常数，I常数，Uf（If）；负载特性,（2）n常数，Rf常数，Uf（I）；外特性,（3）n常数，U常数，Iff（I）；调节特性,(1)空载特性,负载特性uf(If)在负载电流I0时，即为空载特性。,空载时，,空载特性实质即为磁滞回线的下降线,If,空载特性 Uof（If）,空载特性可以通过实验的手段得到。,外特性 Rf常数，Uf（I）,他励外特性也可以通过实验的手段得到:,调节RL,I从零增至额定值,电枢回路的总电阻压降；电枢反应的去磁作用；,外特性 Uf（I）,并励调
5、节RL,2 并励,2,电枢回路的总电阻压降；电枢反应的去磁作用；端电压下降致使励磁电流减小。,当端电压较高时，电机磁路处在较饱和区，励磁电流的变化对感应电势的影响不大,当发电机进入低饱和以至不饱和区,f的减小使U降低很快，从而导I反而减小,Rf常数,电压调整率,从空载到负载，电压下降的程度由电压变化率来表示。,U0是空载时的端电压，一般他励直流发电机的电压变化率约为510%。,调整特性 Iff(I),转速一定，负载电流变化时，为维持他励直流发电机的端电压不变，需要调节励磁电流。负载电流增大，励磁电流也增大。,I=IN,U=UN 时的If，称为额定励磁电流。,外特性和调整特性的特点小结,并励发电机的外特性 U=f(I)与他励相比，根据有几个特点：,(1)负载增大时，端电压下降较快；(2)外特性有拐弯现象;,调整特性与他励发电机相似。,复励直流发电机,
