浙江大学电机及其控制研究所：《电机学》第一章 直流电机 1.6 直流发电机

§1-6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a方向一致 十 电磁转矩Mem与转速n方向相反, 为制动转矩

§1-6 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Mem与转速n方向相反， 为制动转矩。 RL Ra rf Ia If I Ea Mem U rΩ n

基本方程式 (1)电势平衡式 电枢回路: E=0+R E U (2)转矩平衡式 M1=M+M。n M4:输入转矩;MG:空载制动转矩 (3)功率平衡式 M,2=Mn9+M2 2丌 e 60

一、基本方程式 （1）电势平衡式 电枢回路： a a Ra E =U + I f f f Rf U = I  r + r = I   ( ) Ea > U （2）转矩平衡式 M1 ＝M0＋Mem M1：输入转矩; M0:空载制动转矩 （3）功率平衡式 M1  = M0 + Mem  =  n 60 2

功率平衡式 +p P1:输入功率;po:空载损耗功率; em Pem:电磁功率 空载损耗功率po p:机械损耗;pε铁心损耗; Po= pmec t pFe t pad pa:附加损耗 电磁功率P。m P.=M·Q=E·I em Pm =(u+IRoa=Ula +lara =p+ul+lar

功率平衡式 空载损耗功率p0： p0 = pmec + pFe + pad pmec：机械损耗; pFe: 铁心损耗； pad： 附加损耗 P1 = p0 + Pem P1：输入功率; p0：空载损耗功率; Pem：电磁功率 电磁功率Pem： em em a P = M  = EI em a a a a a a f a Ra P U I R I UI I R P UI I 2 2 2 = ( + ) = + = + +

功率和效率 功率平衡式 P=P+ em P+p cud cuT mec 效率: 7=-2×1009%=( B)×100%

功率和效率 ad p p f e p cuf p cua P p P P p mec em = + + + + + = + 2 1 0 功率平衡式： 效率： 100% (1 ) 100% 1 1 2 =  = −   P p P P 

二、发电机的运行特性 直流发电机的四个基本物理量:U、mn由原动机拖动, 保持不变) 运行特性:在U、、l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,U=f(x);负载特性 (2)n=常数,I严=常数,U=f(1);外特性 (3)n=常数,=常数,I=f(1);调节特性

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， U＝f（If）；负载特性 （2）n＝常数， If＝常数，U＝f（I）；外特性 （3）n＝常数， U＝常数，If ＝f（I）；调节特性

(1)空载特性 负载特性u=f(I)在负载电流I=0时,即为空载特性 空载时,U=Ea n等于常数 f(1n)∝p=f(1) E,=Co 空载特性实质即为磁化曲线 确定磁路和运行点的 饱和程度

(1) 空载特性 负载特性u＝f(If)在负载电流I＝0时， 即为空载特性。 空载时， U = Ea Ea = Ce  n n等于常数 Ea  ( ) ( ) 0 f f u = f I  = f I 空载特性实质即为磁化曲线 确定磁路和运行点的 饱和程度

空载特性U。=f(I) 空载特性可以通过实验的手段得到。 调节r—I单调增长一·U=1.1~13U-·I单调减小至0 I反向单调增长U=-(1.1~1.3)UNL单调减小至0 GS A

空载特性 Uo ＝f（If） 空载特性可以通过实验的手段得到。 调节r If单调增长 U=1.1~1.3 UN If单调减小至0 If反向单调增长 U=－（1.1~1.3）UN If单调减小至0 Uf G A V r

外特性U=f() 外特性也可以通过实验的手段得到 n不变 U=E-IR 调节R I不变 I从零增至额定值=Cdn-1Ra V(G 1他励2并励

I U 外特性 U＝f（I） 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 e a a a a a C n I R U E I R = − = −  1 他励 1 2 并励 2 n不变 If不变 G A V r RL

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。 △U N×100% U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5%~10%

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。 0 100% −  = N N U U U U 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5％～10%

调整特性1=f(1) 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=I,U=U时的I,称为额N 定励磁电流。 IN I

I If 调整特性 If＝f(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。 IN IfN