电枢电动势和电磁转矩 一、电枢电动势 直流电动机电枢电动势的大小为 E。=CeΦn=Cφ2 式中 C。一与电动机结构有关的常数： n一电动机转速(r/min); 2一电动机转子角速度(rad/s); E一电枢电动势(V)。 二、电磁转矩 直流电动机的电磁转矩T。的大小可表示为 Tem=CrφIa 式中C一与电动机结构有关的常数： 中一每极磁通(b) Ia一电枢电流(A); Tem一电磁转矩(N·m)。 August 27,2011 11
August 27, 2011 11 电枢电动势和电磁转矩 • 一、电枢电动势 • 直流电动机电枢电动势的大小为 • Ea=Ceφn=CTφΩ • 式中 Ce一与电动机结构有关的常数； • n一电动机转速（r/min）； • Ω一电动机转子角速度（rad/s）； • Ea一电枢电动势（V）。 • 二、电磁转矩 • 直流电动机的电磁转矩Tem的大小可表示为 • Tem=CTφIa • 式中 CT—与电动机结构有关的常数； • φ一每极磁通（Wb） • Ia一电枢电流（A）； • Tem一电磁转矩（N·m）
直流电机的基本方程式 一、电压平衡方程式 Ua=Ea±IaRa U。一电枢电压(V),I。一电枢电流(A),R一电枢电阻(2) 加号电动机，减号发电机 二、功率平衡方程式 1.直流电机损耗按性质分 (I)铜损p(2)铁心损耗pe(3)机械损耗pec(4)附加损耗pad -空载损耗Po-Pmec+pre+pad -直流电动机总损耗∑p=pmec+pre+pcu+Pad August 27,2011 12
August 27, 2011 12 直流电机的基本方程式 一、电压平衡方程式 Ua ＝Ea ± IaRa Ua—电枢电压（V）， Ia—电枢电流（A），Ra—电枢电阻（Ω） 加号电动机，减号发电机 二、功率平衡方程式 1．直流电机损耗按性质分 （1）铜损pcu（2）铁心损耗pFe（3）机械损耗pmec（4）附加损耗pad – 空载损耗p0=pmec +pFe +pad – 直流电动机总损耗∑p =pmec +pFe +pcu +pad
直流电机的基本方程式 2.直流电机电枢的电功率 -Pe=UaIa=(Ea±IaRa)Ia=EaIa±Ia2RPem±Pcua -电枢的电功率的输入/输出等于电磁功率加/减电枢铜损。 -电机电功率与励磁方式有关，有的需要考虑励磁电功率。 3.直流电机的机械功率 -Pem=Pec±po -电磁功率等于机械功率的输出/输入加/减空载损耗。 4.功率平衡方程式 -Pe=Pnec士∑p 5.直流电机的效率 h=P2/P1×100%=P2/(P2+∑p)×100% 发电机P,为电机电功率，P1为输入机械功率。 电动机P2为输出机械功率，P为电机电功率。 三、转矩平衡方程式 Tem-Tmec士To 转子转速等于同步转速，转矩关系与功率关系类似。 August 27,2011 13
August 27, 2011 13 直流电机的基本方程式 2. 直流电机电枢的电功率 – Pe=UaIa=（Ea±IaRa）Ia=EaIa ± Ia 2Ra=Pem ± pcua – 电枢的电功率的输入/输出等于电磁功率加/减电枢铜损。 – 电机电功率与励磁方式有关，有的需要考虑励磁电功率。 3．直流电机的机械功率 – Pem = Pmec ± p0 – 电磁功率等于机械功率的输出/输入加/减空载损耗。 4. 功率平衡方程式 – Pe = Pmec ± ∑p 5. 直流电机的效率 h=P2/P1×100%= P2/(P2+∑p)×100% 发电机P2为电机电功率，P1为输入机械功率。 电动机P2为输出机械功率，P1为电机电功率。 三、转矩平衡方程式 Tem=Tmec ±T0 转子转速等于同步转速，转矩关系与功率关系类似
直流电机基本特性 ·直流发电机运行特性 -空载特性：I=0,电压与励磁电流关系 -外特性：I=C,输出电压与电流关系 -调节特性：U=C,励磁电流与输出电流关系 ·直流电动机机械特性 -U=C,转速与电磁转矩的关系 ·直流电动机工作特性 -转速特性 一效率特性 -转矩特性 August 27,2011 14
August 27, 2011 14 直流电机基本特性 • 直流发电机运行特性 –空载特性：I=0，电压与励磁电流关系 –外特性：If =C，输出电压与电流关系 –调节特性：U=C，励磁电流与输出电流关系 • 直流电动机机械特性 –U=C，转速与电磁转矩的关系 • 直流电动机工作特性 –转速特性 –效率特性 –转矩特性
直流发电机运行特性 U =0 lt 空载特性：转速恒定，空载电压与励磁电流关系， 场阻线是励磁电压与励磁电流的关系。 负载电流增大，特性曲线与场阻线的交点数发生变 化，由一个变为两个，到临界电流又变为一个，继 续增大电枢电流将没有交点。 外特性：转速恒定，励磁恒定，负载电压与电流关系， 他励外特性下垂； 并励外特性较软且存在临界电流： 积复励外特性上翘，额定电流电压超过空载电压： IN crit 平复励外特性上翘后下垂，满载与空载的电压相等： 欠复励外特性较软，满载电压比空载电压低很多： 调节特性：转速恒定，电压恒定，励磁电流与负载 0 电流关系， August 27,2011 15
August 27, 2011 15 直流发电机运行特性 I If 0 空载特性：转速恒定，空载电压与励磁电流关系， 场阻线是励磁电压与励磁电流的关系。 负载电流增大，特性曲线与场阻线的交点数发生变 化，由一个变为两个，到临界电流又变为一个，继 续增大电枢电流将没有交点。 外特性：转速恒定，励磁恒定，负载电压与电流关系， 他励外特性下垂； 并励外特性较软且存在临界电流； 积复励外特性上翘，额定电流电压超过空载电压； 平复励外特性上翘后下垂，满载与空载的电压相等； 欠复励外特性较软，满载电压比空载电压低很多； 调节特性：转速恒定，电压恒定，励磁电流与负载 电流关系， If 0 U I=0 I=Icrit 0 U I Icrit Isc IN U0