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[科普中国]-直流并励电动机

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直流并励电动机是一款电动机,这种电动机,是励磁绕组与转子绕组并联,励磁电流大小与转子绕组电压及励磁电路的电阻有关。

定义并励电动机在DC自激电动机分类之下。磁场绕组与电枢绕组并联。即,电枢电流与磁场电流有不同支流电流。并励绕组两端电压就是转子绕组两端电压,其值较高,但励磁绕组用细导线绕制,其匝数绕得很多,因此具有较大的电阻,使通过它的励磁电流较小。1

性质公式假设,DC电流供电量是E,电流是Itotal 有两个支流,Ia是电枢电流,流经Ra。 Ish是磁场电流,流经Rsh。

所以,可以得到,Itotal = Ia + Ish。

整理一下,可以得到,

通常情况下,电机是保持运行状态的。DC电流是常数,所以,Ish也是常数。

但是我们知道,Ish ∝ Φ。 field flux和Ish是正相关的关系。所以field flux也是常数。所以,并励电机也叫做constant flux motor。

组成

重点是 电枢绕组和磁场绕组 并联。

特性速度的自我调节

在有负荷与无负荷的情况下,电机的速度不变。可实现电机速度的自我调节(self-speed regulation).

在无负荷的情况下,设速度为N rpm。加上负荷之后,最初,电机的速度确实会降低,但是根据,Eb ∝ N。

根据

用图形来总结其速度,可参照下图

反电动势(counter emf or the back emf Eb)的降低导致净电压的增加。因为Enet = E − Eb(E是常数)。当净电压增加的时候,电枢电流增加,从而,扭矩增加。因为Ia ∝ Τ。电枢电流和扭矩是正比例关系。2

这种变化,最终会导致下图的产生。

扭矩的增加导致速度的增加。这样的话,抵消了负荷速度的减少。所以,最终,速度特性会如下图所示

从此图可看出,并励电机最终实现了速度的自我调节。

本词条内容贡献者为:

王宁 - 副教授 - 西南大学