电机学课堂进义第六部分直流电机6h 上海交通大学电气工程系EE SJTU 第二十六讲直流电机的特性 重点：发电机空载特性、外特性和调节特性，电动机机械特性，工作特性中的速率特性。 难点：并励发电机外特性，串励电动机机械特性。 问题：直流发电机有哪些运行特性？直流电动机机械特性是什么？直流电动机有哪些人为机械特 性？直流电动机有哪些工作特性？利用工作特性如何实现不同运行状态转换与切换？直流电动机转 速调整率的定义是什么？ 1、直流发电机的运行特性 直流发电机的运行特性是指转速恒定的条件下，保持输出电压U、输出电流I和励磁电流三者之一恒 定，其他两个量之间的关系曲线。利用发电机的磁化特性、电压平衡方程和电枢反应去磁来分析他 励、并励和复励发电机的运行特性。 (1)空载特性 转速恒定，外部输出电流等于零，电枢端电压与励磁电流的关系U=, 通常空载特性从剩磁电压 开始上升，随着磁路饱和而进入饱和状态。 A、他励直流发电机 因转速恒定且电枢电流为零，因此电势等于端电压，空载特性就是励磁电流与电势的关系。空载特 性也可以理解为负载时电势与等效励磁电流的关系。所谓等效励磁电流是指负载时发电机励磁磁势 和电枢反应去磁磁势的合成磁势用励磁电流表示。 B、并励直流发电机 尽管转速恒定且输出电流等于零，但励磁电流与端电压的关系是动态变化的，最终稳定点取决于励 磁回路电阻，即场阻线。 Vo-R!,+4(L).Eo-Vo+R dt C、复励直流发电机 转速恒定但励磁磁势包括并励、串励和电枢反应磁势，后两者很小可以忽略不计。这样复励直流发 电机具有并励直流发电机的自励功能，空载特性也是动态的，空载稳态工作点需要通过试验获得。 对于不同励磁回路电阻的空载稳态工作点，可以利用并励绕组独立励磁时的空载特性，即电枢电势 与等效励磁电流关系，再加上复励直流发电机电压方程和实际电枢反应去磁情况计算确定。 (2)外特性 转速恒定，励磁电流恒定，输出电压与电枢电流的关系U=)。对于并励直流发电机要求励磁回路电 阻恒定，而励磁电流随端电压变化而变化。 外特性中从空载电压到额定负载电压的变化率用电压调整率来表征，它是直流发电机很重要的性能 之一。龟压调整率表示为 △UU= 0。-Ux×100% UN A、他励直流发电机 励磁电流和转速恒定，电枢电阻压降与电枢电流呈正比，电枢反应去磁随负载增大而增强，电枢电 势随负载电流增大略有下降，因此他励直流发电机的通常外特性是下垂的曲线。 B、并励直流发电机 1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 1 第二十六讲 直流电机的特性 重点：发电机空载特性、外特性和调节特性，电动机机械特性，工作特性中的速率特性。 难点：并励发电机外特性，串励电动机机械特性。 问题：直流发电机有哪些运行特性？直流电动机机械特性是什么？直流电动机有哪些人为机械特 性？直流电动机有哪些工作特性？利用工作特性如何实现不同运行状态转换与切换？直流电动机转 速调整率的定义是什么？ 1、直流发电机的运行特性 直流发电机的运行特性是指转速恒定的条件下，保持输出电压U、输出电流I和励磁电流If三者之一恒 定，其他两个量之间的关系曲线。利用发电机的磁化特性、电压平衡方程和电枢反应去磁来分析他 励、并励和复励发电机的运行特性。 （1）空载特性 转速恒定，外部输出电流等于零，电枢端电压与励磁电流的关系U0=f(If)。通常空载特性从剩磁电压 开始上升，随着磁路饱和而进入饱和状态。 A、他励直流发电机 因转速恒定且电枢电流为零，因此电势等于端电压，空载特性就是励磁电流与电势的关系。空载特 性也可以理解为负载时电势与等效励磁电流的关系。所谓等效励磁电流是指负载时发电机励磁磁势 和电枢反应去磁磁势的合成磁势用励磁电流表示。 B、并励直流发电机 尽管转速恒定且输出电流等于零，但励磁电流与端电压的关系是动态变化的，最终稳定点取决于励 磁回路电阻，即场阻线。 ! U0 = Rf If + d dt (Lf If ), ! E0 = U0 + Ra If C、复励直流发电机 转速恒定但励磁磁势包括并励、串励和电枢反应磁势，后两者很小可以忽略不计。这样复励直流发 电机具有并励直流发电机的自励功能，空载特性也是动态的，空载稳态工作点需要通过试验获得。 对于不同励磁回路电阻的空载稳态工作点，可以利用并励绕组独立励磁时的空载特性，即电枢电势 与等效励磁电流关系，再加上复励直流发电机电压方程和实际电枢反应去磁情况计算确定。 （2）外特性 转速恒定，励磁电流恒定，输出电压与电枢电流的关系U=f(I)。对于并励直流发电机要求励磁回路电 阻恒定，而励磁电流随端电压变化而变化。 外特性中从空载电压到额定负载电压的变化率用电压调整率来表征，它是直流发电机很重要的性能 之一。电压调整率表示为 ! "U = U0 #UN UN $100% A、他励直流发电机 励磁电流和转速恒定，电枢电阻压降与电枢电流呈正比，电枢反应去磁随负载增大而增强，电枢电 势随负载电流增大略有下降，因此他励直流发电机的通常外特性是下垂的曲线。 B、并励直流发电机