电机学课堂讲义第六部分直流电机6h 上海交通大学电气工程系EE SJTU 串联调节电阻之和)过大时，对应R的场阻线，斜率很大，在很小的感应电势下就达到稳定电压， 不能建立正常的自励过程：当励磁回路电阻较小时，对应R的场阻线，斜率较小，小于正常电压的励 磁曲线位于场阻线以上，这样，励磁电势始终大于励磁电压就能不断增大励磁电流，直到励磁电势 等于空载电压和电枢回路电阻压降之和，能顺利建立自励过程。当励磁回路电阻处在临界状态时， 对应R的场阻线，是励磁曲线斜率最大的点或者与场阻线相切的点。 B、发电机工作原理 并励直流发电机必须具备自励条件，才能进入正常的发电状态，一旦形成正常发电状态，励磁电流 根据电枢电压和励磁回路调节电阻确定，负载电流变化，通过调节励磁回路电阻，使得电枢电压保 持不变。在励磁回路电阻不变的情况下，负载电流增加，因电枢反应去磁和电枢回路电阻压降使得 电枢电压有所下降，形成下垂的曲线，并且电枢电流存在临界状态，即并励发电机励磁回路电阻不 变时，电枢电流不能临界值。这一特性将在并励发电机外特性中再进一步说明。 并励直流电机作为电动机运行时，与独立励磁系统没有区别。 (3)串励电动机 励磁绕组与电枢绕组串联，构成串励电动机，通常不作为发电机运行。 串励电动机的特点是改变电枢电流不改变电机转向，常用单相交流系统供电，称为通用直流电机。 串励电动机不能轻载运行，因为磁通很小，转速很高，出现“飞车”现象。 (4)复励直流电机 同时存在串励绕组和并励绕组，当串励绕组与并励绕组磁场叠加增强时，称为积复励：当串励绕组 削弱并励绕组磁场时称为差复励。如果积复励直流电机的串励绕组助磁作用超过电枢反应去磁，使 得负载电压高于空载电压，那么称为过复励：负载电压与空载电压相等则称为平复励：负载电压小 于空载电压，串励绕组助磁较电枢反应去磁要弱，则称为次复励。 复励电机兼有并励和串励的特点，得到广泛。 教学方法： 直流电机是直流电能与机械能相互转换的装置，其电磁转矩是由两个空间静止的磁场相互作用产生 的，因直流发电机能产生恒定的直流电压，直流电动机具有优良的调速性能，因此直流电机在船舶 电源，矿山牵引，钢厂轧机，纺织机械等领域仍得到广泛应用。 直流电机基本结构一一电枢绕组产生最大电势的绕组一一换向器与电刷位置一一电枢反应—一补偿 绕组一一换向问题 换向极绕组一 励磁绕组形式： 直流电机基本原理 励磁一一外部驱动 一转速 一电势 一负载—一电压电流—一电磁转矩—一发电机双端口： 励磁一一机械负载←—电枢电压—一电流—一电磁转矩——转速一一电势—一电动机双端口： 直流电机定子直流励磁产生静止磁场，转子电枢必须产生空间静止的磁场，因此，电枢在任何转速 下，电枢绕组电流或磁势的空间分布也只能是静止的，相同磁极极性下的电枢导体电流方向相同， 而不同磁极极性下的电流方向相反，线圈导体从一个磁极到另一个磁极运动过程中，电流必须改变 方向，这就是直流电机电枢电流的换向。换向过程是通过相同电刷或并联的不同电刷短路的导体间 进行的。因此，电枢绕组必须相互串联形成封闭的回路，同时每个线圈都连到换向器相应的换向片 上，电刷安放在适当的位置。由于线圈具有电感且可能存在磁场感应电势，因此换向过程可能产生 不希望的火花，必须采取措施消除电刷火花。 5电机学课堂讲义 第六部分 直流电机 6h 上海交通大学电气工程系 EE SJTU 5 串联调节电阻之和）过大时，对应Rfo的场阻线，斜率很大，在很小的感应电势下就达到稳定电压， 不能建立正常的自励过程；当励磁回路电阻较小时，对应Rf的场阻线，斜率较小，小于正常电压的励 磁曲线位于场阻线以上，这样，励磁电势始终大于励磁电压就能不断增大励磁电流，直到励磁电势 等于空载电压和电枢回路电阻压降之和，能顺利建立自励过程。当励磁回路电阻处在临界状态时， 对应Rfcrit的场阻线，是励磁曲线斜率最大的点或者与场阻线相切的点。 B、发电机工作原理 并励直流发电机必须具备自励条件，才能进入正常的发电状态，一旦形成正常发电状态，励磁电流 根据电枢电压和励磁回路调节电阻确定，负载电流变化，通过调节励磁回路电阻，使得电枢电压保 持不变。在励磁回路电阻不变的情况下，负载电流增加，因电枢反应去磁和电枢回路电阻压降使得 电枢电压有所下降，形成下垂的曲线，并且电枢电流存在临界状态，即并励发电机励磁回路电阻不 变时，电枢电流不能临界值。这一特性将在并励发电机外特性中再进一步说明。 并励直流电机作为电动机运行时，与独立励磁系统没有区别。 （3）串励电动机 励磁绕组与电枢绕组串联，构成串励电动机，通常不作为发电机运行。 串励电动机的特点是改变电枢电流不改变电机转向，常用单相交流系统供电，称为通用直流电机。 串励电动机不能轻载运行，因为磁通很小，转速很高，出现“飞车”现象。 （4）复励直流电机 同时存在串励绕组和并励绕组，当串励绕组与并励绕组磁场叠加增强时，称为积复励；当串励绕组 削弱并励绕组磁场时称为差复励。如果积复励直流电机的串励绕组助磁作用超过电枢反应去磁，使 得负载电压高于空载电压，那么称为过复励；负载电压与空载电压相等则称为平复励；负载电压小 于空载电压，串励绕组助磁较电枢反应去磁要弱，则称为欠复励。 复励电机兼有并励和串励的特点，得到广泛。 教学方法： 直流电机是直流电能与机械能相互转换的装置，其电磁转矩是由两个空间静止的磁场相互作用产生 的，因直流发电机能产生恒定的直流电压，直流电动机具有优良的调速性能，因此直流电机在船舶 电源，矿山牵引，钢厂轧机，纺织机械等领域仍得到广泛应用。 直流电机基本结构——电枢绕组产生最大电势的绕组——换向器与电刷位置——电枢反应——补偿 绕组——换向问题——换向极绕组——励磁绕组形式； 直流电机基本原理 励磁——外部驱动——转速——电势——负载——电压电流——电磁转矩——发电机双端口； 励磁——机械负载——电枢电压——电流——电磁转矩——转速——电势——电动机双端口； 直流电机定子直流励磁产生静止磁场，转子电枢必须产生空间静止的磁场，因此，电枢在任何转速 下，电枢绕组电流或磁势的空间分布也只能是静止的，相同磁极极性下的电枢导体电流方向相同， 而不同磁极极性下的电流方向相反，线圈导体从一个磁极到另一个磁极运动过程中，电流必须改变 方向，这就是直流电机电枢电流的换向。换向过程是通过相同电刷或并联的不同电刷短路的导体间 进行的。因此，电枢绕组必须相互串联形成封闭的回路，同时每个线圈都连到换向器相应的换向片 上，电刷安放在适当的位置。由于线圈具有电感且可能存在磁场感应电势，因此换向过程可能产生 不希望的火花，必须采取措施消除电刷火花