浙江大学：《电机学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第一章 直流电机 直流电动机

§1-5直流电动机 直流电动机的励磁方式可以是他励、并励、串励和复励 以并励为例推导直流电动机的基本方程式。 U 各物理量正方向的规定: 十 ◆电枢电动势Ea与电流Ia方向相反; em/ n ◆电磁转矩Mem与转速n方向一致。 R a OIX

§1-5 直流电动机 直流电动机的励磁方式可以是他励、并励、串励和复励。 以并励为例推导直流电动机的基本方程式。 各物理量正方向的规定： 电枢电动势Ea与电流Ia方向相反； 电磁转矩Mem与转速n方向一致。 Ra rf Ia If I Ea Mem,n U rΩ

基本方程式 (1)电势平衡式 电枢回路:U=En+1(R+R2) U=l(r+ro=l r 重要的转速公式 U-l(RO+Ro)

一、基本方程式 （1）电势平衡式 电枢回路： ( ) = + R + R U E I a a a f f f Rf U = I  r + r = I   ( ) U > Ea 重要的转速公式 Ce U I R R n a a ( ) − +  =

基本方程式 (2)转矩平衡式 M。m=M+M2=Mz M42:输出转矩;Mo:空载制动转矩;∴Mz:总负载转矩 推论: (1)1Cz,若制动不变,中不变,稳定后的Ia不变。 (2)实际空载时,Ia≠0

基本方程式 （2）转矩平衡式 Mem ＝M0＋ M2 ＝MZ M2：输出转矩; M0 :空载制动转矩;MZ :总负载转矩 推论： （1） M  Z a C M I = ，若制动MZ不变， φ不变， 稳定后的Ia不变。 （2） 实际空载时， Ia 0

(3)功率平衡式 电动机从电源输入的电功率为 P=U·I=[Ea+l(R+R2)l+U·Ir Eala+la(ra+ ra)+ul= Pem pcua t pcuf Pn=Eln=Mmn·2=(M2+M)·g=P2+p2 60 Po=pfe t pmec t pad

（3）功率平衡式 电动机从电源输入的电功率为：   a a a a f em cua cuf a a a a f E I I R R U I P p p P U I E I R R I U I = + + + = + + =  = +  +  +    ( ) ( ) 2 1 f e mec a d p = p + p + p 0 2 0 2 0 P E I M (M M ) P p em = a a = em  = +  = +  =  n 60 2

功率平衡式 直流电动机的功率平衡式: P=R+pcua+Pa +Pre+Pme Pad=P2+ 2p 效率 n=2×104-2 ∑p )×100

功率平衡式 直流电动机的功率平衡式：  P = P + p + p + p + p + p = P +p 1 2 cua cuf f e mec ad 2 100% (1 ) 100% 1 2 2  + =  = −   P p p P P  效率：

士二直流电动机的工作特性 工作特性,是指在U=U,I=I灬时,转速n、电磁转 矩M和效率随输出功率P2而变化的关系。即 n,Mem, n =f(2)EX n, Mem, n=f(ay 还研究n与Mem之间的关系,即机械特性。n=f(M。m

二、 直流电动机的工作特性 工作特性， 是指在U＝UN，If ＝IfN时， 转速n、电磁转 矩M和效率随输出功率P2而变化的关系。即 , , ( ) P2 n Mem  = f 或 , , ( ) a n Mem  = f I 还研究n与Mem之间的关系， 即机械特性。n＝f（Mem）

并励(他励)电动机转速特性 U=UN,R2=0,1=1N时,n=f()关系为转速特性。 根据转速公式,可得 R Ceo ceo CeO n=Ce0:理想空载转速 Ia 转速下降不多,考虑电枢发应,有可能升高

Ia n 并励（他励）电动机转速特性 N f f N U =U R = I = I  , 0, 时， ( ) a n = f I 的关系为转速特性。 a a a N a I Ce R I n Ce R Ce U n = −  = −     0 根据转速公式，可得 0 ; n0： 理想空载转速 Ce U n N = 转速下降不多， 考虑电枢发应， 有可能升高

并励(他励)电动机转矩特性 根据转矩公式: Cul e M Ma Mem 或者 2丌n/60 考虑去磁,曲线有所下降 Ia

Ia Mem 并励（他励）电动机转矩特性 根据转矩公式： em M a M a M C I C I ' =   = 或者 2 / 60 2 n P Mem  = 考虑去磁， 曲线有所下降

并励(他励)电动机效率特性 当U=,I1=IN时,=f()关系叫效率特性 7=(1 ∑ )×100% Pcuf tPfe tp +p+p+lR )×100% Ux·(a+) Pcf+p/e+pme+pad为不变损耗 其中 R 为可变损耗

并励（他励）电动机效率特性 当U＝UN， If ＝IfN时，  = f (Ia) 的关系叫效率特性。 ) 100% ( ) (1 (1 ) 100% 2 1   + + + + + = − = −   N a f cuf f e mec a d a a U I I p p p p I R P p  其中， pcuf + pf e + pmec + pad 为不变损耗 cua a Ra p I 2 = 为可变损耗

并励(他励)电动机效率特性 ∑ )×100%=(1-1my+p+Pme入100 N. (1,+1) n与Ia之间存在二次关系,效率曲线n 存在一个最大值 N<<l忽略励磁电流 令m=0可得 Ia Paut +pre+pmec +pad=lar

并励（他励）电动机效率特性 η与Ia之间存在二次关系， 效率曲线 存在一个最大值。 = 0 a dI d 令 可得 fN N I  I 忽略励磁电流 cuf Fe mec ad a Ra p p p p I 2 + + + = Ia  ) 100% ( ) (1 ) 100% (1 2 1   + + + + + = −   = − N a f cuf f e mec a d a a U I I p p p p I R P p 