2.4 电枢绕组电动势与电磁转矩电动势Ea.:正负电刷间的感应电动势回忆：直流电机的电枢绕组绕线方式？ 极对数p=电刷对数=并联支路对数a
bδ
bδ 0
Bav
x
ia f
n
每条 支路 的瞬 时感 应电 动势 相等
. . . . . . . . . . . . . .
2.4 直流电机电枢绕组的感应电动势单根导体的电动势：提问：直流电机感应电动势如何产生？bδ
e av B av lv有效导体数： N
右手定则0
bδ
Bav
x
. . . . . . . . . . . . . .ia T
2s
n
N 每一支路串连导体数：N
2a
S是线圈的个数
电枢感应电动势为
Ea
ei 1
2a
i
N 2a
e av
电枢绕组的电动势(续) 电枢线速度：v 2 p n / 60( m / s )Ce Np 60 a
每根导体的平均感应电动势：
e av B av lv
电动势常数
l
lv
l
l
2 p n 60
2p 60Np
n
电枢绕组感应电动势：N
Ea
ei 1
2a
i
N 2a
e av
N 2p 2 a 60
n
n
60 a
E a C e n 结论：对于已制造的电机，它的电枢电 动势正比于每极磁通和转速。
e lB v
Ce
Np 60 a
电枢电动势和电磁转矩的方向 在发电机中 电磁转矩和 电机转速方 向相反，是 制动性转矩电流与感应 电动势方向 一致
N + An
e i f e i
B --
S
N
ie
f+n
在电动机中电 磁转矩和电机 转速方向相同， 是拖动性转矩e
i f
S--
电流与感应 电动势方向 相反
2.4 直流电机电枢绕组的电磁转矩提问：电磁力？f b li a b l Ia 2abδ
左手定则D 2bδ Bav
电磁转矩：tav B av l
t f
Ia D 2a 2T
0 x
. . . . . . . . . . . . . .ia T n
总电磁转矩：
ti 1
N
i
N t av N B av l
Ia D 2a 2
电枢绕组的电磁转矩 将 D 2 p / 及 B a v l 代入总电磁转矩表 达式得：T pN 2 a Ia Ct IaCt pN 2 a
[N]
且有
转矩常数
结论：对于已制造的电机，它的电枢电磁 转矩正比于每极磁通和电枢电流。
电机学最重要的两个公式
E a C e nT em C T I aC T 9 .5 5 C e
Ce
Np 60apN 2 a
CT
第五节 直流电动机的运行原理+ -直流电机的运行原理：用运动方程式表征其内部的电磁过 程和机电过程。1,基本平衡方程：
+
-
包括电机电气系统的电压平衡方程 式和机械系统的转矩平衡方程式。2,工作特性：
考虑电枢电阻上压降后的电动机空载运行定义： 当输入功率全部消耗在电枢绕组发热上，即电动机没有拖动负 载，空转的情况。
第五节 直流电动机的运行原理+ -基本方程式包括： 1.电压平衡方程式
+
-
U E a I a Ra电枢电动势： 反电动势： 电磁转矩
E a C e n
T em C T I a
2.转矩平衡方程式 TT2输出转矩；
em
T 2 T0励磁电
流
I
T0空载转矩(U=Ea);
f
U
f
Rf
第五节 直流电动机的运行原理+ -电压平衡方程式 U E a I a R a 电枢电动势 E a C e n 电磁转矩T em C T I aem
+
-
转矩平衡方程式 T
T 2 T0
E a I a Pem功率平衡方程式 P1 Pem p C u aPcu电枢铜损耗
空载转矩T0
Pem P2 p
0
P0空载损耗(U=Ea)
功率平衡方程式： U=Ea+Iara+2△Ub UIa=(Ea+Iara+2△Ub)Ia
UI a=EaIa+Ia2ra+2△UbIa P1=Pem+pcua+pb电磁功率
Pem=EaIa=Ce nIa=Tem
Pem=P2+pFe+pm+pad=P2+p0+pad P1=P2+pFe+pm+pad+pcua+pbpFe:铁损耗,铁心中的涡流和磁滞损耗 pm:机械损耗、机械摩擦和风阻 pad:附加损耗、杂散损耗、齿槽效应和磁通脉动
他励直流电动机功率流程图pFe: 铁损耗,铁心中的涡流和磁滞损耗 pm: 机械损耗、机械摩擦和风阻 pad:附加损耗、杂散损耗、齿槽效应和磁通脉动
例 某他励直流电动机，PN=6kW, UN=220V,nN=1000r/min,pcua=500W, p0=395W。 试求额定运行时，电动机的：①额定输出转矩T2N; ② T0空载转矩； ③ TemN额定电磁转矩； ④电磁功率Pem; ⑤额定效率ηN;
⑥电枢回路总电阻Ra;
作业： P49:8 P50:23、24
二、直流电动机的工作特性 直流电机的工作特性：在额定电压和励磁电流工作状态时，电动机的转速、电磁转矩和效率与输 出功率(电枢电流)的关系。
n 、 T em、 f ( P2 ) U UI a可 直 接 量 ， 近 似 正 比 于 P 2
I f I fN R ad 0
N
转速特性 转矩特性
n f (Ia )
T f (Ia )
三类曲线
效率特性
f (Ia )
(一)他(并)励电动机的工作特性 1.转速特性：n f ( I a )n U C e Ra C e Ia0IN Ia n n0 nN
n0 n
固有转速特性n0:电动机的理想空载转速 Δ n:由负载引起的转速降
2.转矩特性 T f ( I a )
T em C T I aTem
电枢反应
0
Ia