第06章-直流电动机的电力拖动

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1、第06章-直流电动机的电力拖动电机及拖动基础第6章直流电动机的电力拖动6.1他励直流电动机的机械特性6.2他励直流电动机的起动6.3他励直流电动机的调速6.4他励直流电动机的制动6.5串励和复励直流电动机的电力拖动*-1-第6章直流电动机的电力拖动引言原动机为直流电动机的电力拖动系统称为直流电力拖动系在此系统中有他励、串励和复励三种直流电动机，统，在此系统中有他励、串励和复励三种直流电动机，其中应用最多的是他励直流电动机，用最多的是他励直流电动机，因此本章重点介绍由他励直流电动机组成的直流电力拖动系统，对串励、复励直流电动机的电动机组成的直流电

2、力拖动系统，对串励、力拖动只作简要介绍。力拖动只作简要介绍。-2-第6章直流电动机的电力拖动6.1他励直流电动机的机械特性6.1.1机械特性的一般形式他励式直流电动机的电路图如右A图所示，图所示，电动机的电磁转矩与转速之间的关系曲线便是电动机的机械特V性，即n=f（Te）。为了推导机械特（RM性公式的一般形式，性公式的一般形式，在电枢回路中串入外接电阻R。入外接电阻。由转矩特性和转速特IAf性推导可得机械特性的一般表达式为+n=Ua?Ia(Ra+R)UaR+RTe=?aCeΦCeΦCeΦCTΦUf_Rc+U_aQIaRaRfUaRa+R=?T=

3、n0?βTe2eCeΦCeCTΦ（6-1））6-1-3-第6章直流电动机的电力拖动6.1.2固有机械特性直流电动机在电枢电压、励磁电压均为额定值，直流电动机在电枢电压、励磁电压均为额定值，电枢外串电阻为零时所得的机械特性称为固有的机械特性。特性曲线如图6-2阻为零时所得的机械特性称为固有的机械特性。特性曲线如图所示，曲线满足如下公式：所示，曲线满足如下公式：UNRan=?Te2CeΦCeCTΦNnn0nNA（6-2））OTNTstTe-4-第6章直流电动机的电力拖动固有机械特性的主要特点为：固有机械特性的主要特点为：1)Te=0时，n=n0是理

4、想空载转速，这时a=0，UN=Ea。是理想空载转速，这时I，时2)机械特性呈下倾的直线，转速随转矩增大而减小。因为下机械特性呈下倾的直线，转速随转矩增大而减小。较小，转速变化较小，所以又称为硬特性。倾的斜率β较小，转速变化较小，所以又称为硬特性。3)电动机起动时=0，感应电动势a=0，这时电枢电流为起电动机起动时n，感应电动势E，动电流I电磁转矩为起动转矩T动电流a=Ist=UN/Ra；电磁转矩为起动转矩e=Tst=CTΦIst；又因为电枢电阻R很小，在额定电压的作用下，起动电流将非常大，为电枢电阻a很小，在额定电压的作用下，起动电流将非常大，

5、远远超过电动机所允许的最大电流，会烧坏换向器，远远超过电动机所允许的最大电流，会烧坏换向器，因此直流电机一般不允许全电压直接起动。机一般不允许全电压直接起动。4)若转矩e>Tst，n<0，特性曲线在第四象限；若Te<0，n若转矩T，特性曲线在第四象限；，>0，则特性曲线在第二象限，电磁转矩与转速方向相反，形成制，则特性曲线在第二象限，电磁转矩与转速方向相反，动转矩，电机处于发电状态。动转矩，电机处于发电状态。-5-第6章直流电动机的电力拖动6.1.3人为机械特性由公式（）可知，当改变电动机的参数电枢电压U由公式（6-1）可知，当改变电动机的参数

6、电枢电压a、励磁电流If、电枢外接电阻R，可改变电动机的机械特性，这种人为电流电枢外接电阻，可改变电动机的机械特性，改变参数引起的机械特性又称人为机械特性。改变参数引起的机械特性又称人为机械特性。n1.改变电枢电压电动机励磁电流为额定值，电动机励磁电流为额定值，使并保持不变，每极磁通为ΦN并保持不变，电枢回路不外接电阻，回路不外接电阻，改变电动机的电枢电压U枢电压a，可得到一条与固有机械特性平行的人为机械特性。特性平行的人为机械特性。不断改可得到一组平行曲线，变Ua，可得到一组平行曲线，特性曲线的硬度均相同，曲线的硬度均相同，仅理想空载转速大小

7、不同，如图6-3所示。U1>IN（约为～20倍的N），这么大的起动电流使电机换向困难，在换向片表面倍的I这么大的起动电流使电机换向困难，倍的），这么大的起动电流使电机换向困难产生强烈的火花，甚至形成环火；另外，产生强烈的火花，甚至形成环火；另外，由于大电流产生的转矩过大，将损坏拖动系统的传动机构，这都是不允许的。过大，将损坏拖动系统的传动机构，这都是不允许的。因此一般直流电机都不允许直接起动。这样，直流电机都不允许直接起动。这样，就需要增加起动设备和采取措施来控制电机的起动过程。措施来控制电机的起动过程。一般直流电动机拖动负载顺利起动的条件是：

8、一般直流电动机拖动负载顺利起动的条件是：1)起动电流限制在一定范围内，即Ist≤λIN，λ为电机的过起动电流限制在一定范围内，载倍数；载倍数；2)足够