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直流电机的电磁功率及其平衡方程式


2017-04-28 10:32   点击:67
                        
现在介绍直流电机的第四大基本关系式,即功率平衡方程。
一、电磁功率PM
电磁转矩所对应的功率即称为电磁功率。
               2∏n
设角速度为■=---------
                60
PM=T×■=           2∏n
CTIaφ×--------
           60
     PN        2∏n
=------ Iaφ-------
   2∏a        60
      PN
=------ φ n Ia
   60a
  EaIa
PM=T    ■=EaIa
定义:电磁功率是能量转换【电能<<==>>机械能】过程中的转换功率。
    稍加推导,PN可以机械量 T■ 来表示,也可以用电量 EaIa 来表示,这说明电磁功率是能量形态变换的基础,或者说电磁功率是电能转换为机械能或机械能转换为电能的,即能量转换过程中的转换功率。很重要,要注重理解。
二、直流发电机的功率平衡(以并励直发为例)
    直流电机的第四大基本公式简单推导此式如下
         Pf为励磁损耗;
         Pcu为铜损耗
    考虑到直流发电机的输入功率 P1 减去空载时的损耗即铁耗 pfe 和机械损耗 pm 后才能是电磁功率。以上没考虑附加损耗 p ,若考虑,则如下式表示(左式),即输入功率等于铁耗、附加损耗、机械损耗与电磁功率之和。

Ea = U + IaR内

Ia = I + If

①式等号两边同乘以Ia

EaIa = UIa + Ia2R内

②式代入③式得  

EaIa = UI + UIf + Ia2R内

即:PM = P2 + pf + pcu

P1 = pfe + pm + PM

PM = pfe + p + pm + PM

综合④、⑤两式,用功率流程图来表示。 直流发电机的功率流程图(Power-flow Diagram)
三、直流电动机的功率流程图(Power-flow Diagram)

功率流程图形象,直观地表达了多项功率、损耗之间的相互关系,学者应该掌握。同理,直流电动机的功率流程图也可以画出,注意到,虽然图形并没什么变化,但其物理概念已经大大改变了。一定要学会画。

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