电力拖动基础 教学课件 作者 孙克军 第2章.ppt

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1、电力拖动基础第二章直流电动机的电力拖动2.1他励直流电动机的机械特性电动机的机械特性是指电动机的转速n与电磁转矩Te的关系n=f(Te)2.1.1机械特性方程式e(Rf)理想空载转速电动机实际空载转速他励直流电动机的机械特性电动机带负载后的转速降电枢反应对机械特性的影响当电枢电流较大时，由于饱和的影响，产生去磁作用。磁通降低，转速就要回升，机械特性在负载大时呈上翘现象。ee32.1.2固有机械特性与人为机械特性当他励电动机电压及磁通均为额定值时，电枢没有串联电阻时的机械特性称为固有机械特性。（一）电枢回路串电阻时的人为机械特性他

2、励直流电动机固有机械特性电枢串联电阻时的人为机械特性e421F>F>FN（二）改变电枢电压时的人为机械特性电压不同时的人为机械特性（三）减弱磁通时的人为机械特性ee52.1.3机械特性的绘制（一）固有机械特性的绘制其中固有机械特性是一条直线，只要求出线上两个点的数据，就可绘出这条直线。一般选择理想空载及额定运行两点较为方便。理想空载点IN，UN及nN为已知，Ra可以估算额定运行点6（二）人为机械特性的绘制各种人为机械特性的计算较为简单，只要把相应的参数值代入相应的人为机械特性方程式即可。[补例2-1]一台Z2型他励直流电动机的铭

3、牌数据为：试计算其机械特性。解理想空载点额定点72.2他励直流电动机的起动2.2.1直接起动直接起动的后果：起动时，转速度为0，则反电动势也为0，如直接加额定电压起动，Ia可能突增到额定电流的十多倍。（1）换向情况恶化，产生严重火花（2）过大转矩将损坏拖动系统的传动机构。他励直流电动机的机械特性起动要求：1、起动转矩足够大2、起动电流不能超过允许值3、起动过程损耗尽量小82.2.2降低电枢电压起动适用于电机直流电源可调的情况。电压不同时的人为机械特性方法：先调好励磁，电源电压由低向高调节。注意：保证电压连续平衡升高，保持电枢电流

4、为最大允许电流。优点：起动性能好，升速度平滑损耗小，持续时间短，无级调压调速使用范围：大中型直流电机频繁起制动缺点：设备复杂，费用大。9特性图电路图(Rst1)(Rst2)2.2.3降低电枢电压起动选择：充分利用电机的过载能力，快速起动。选择：使起动过程中始终有较大的转矩，快速起动。102.2.4他励直流电动机起动电阻的计算（一）图解解析法（补充）1．绘制固有机械特性2．选取起动过程中的最大电流I1与电阻切除时的切换电流I2（或T1与T2）3．画出分级起动特性图（根据：电流一定时转速降△n与电阻R成正比）11（二）解析法在b点在

5、c点两级起动时（因为Eb=Ec)推广到m级起动的一般情况称为起动电流比12[补例2-2]一台他励直流电动机的铭牌数据为：试用解析法计算四级起动时的起动电阻值。解已知起动级数m=4选择13各分段电阻如下：则各级起动总电阻如下：142.3他励直流电动机的制动1）电动运转状态——电动机转矩的方向与转速的方向相同，此时电网向电动机输入电能，并变为机械能以带动负载。2）制动运转状态——电动机转矩与转速的方向相反，此时，电动机吸收机械能并转化为电能。2.3.1能耗制动电动状态能耗制动ee(RB)15能耗制动时机械特性和转速及电流变化曲线(I

6、L)L16能耗制动机械特性方程式（根据机械特性表达式，考虑U=0）如果按最大制动电流不超过来选择则电动机带位能负载时的能耗制动电路图≥≥e(RB)172.3.2反接制动电动机带位能负载时的能耗制动电路图反接制动可用两种方法实现，即转速反向（用于位能负载）与电枢电压反接（一般用于反抗性负载）。（一）转速反向的反接制动（位能负载）转速反向的反接制动机械特性转速反向的反接制动特性方程式为电枢电路的电压平衡方程式变为e(RB)(TL)18上式表明，与两者之和消耗在电枢电路的电阻上。（二）电枢电压反接的反接制动断开和，接通和电枢反接的反接

7、制动电路图最大电流应不超过2INe(RB)192.3.3回馈制动（或称再生制动）（一）位能负载拖动电动机时电动机回馈制动电路图(带位能负载)这时位能负载带动电动机，电枢将轴上输入的机械功率变为电磁功率后，大部分回馈给电网（），小部分变为电枢回路的铜耗。电动机变为一台与电网并联运行的发电机。（二）他励电动机降低电枢电压调速（或增磁调速）时在降低电压的降速过程中，当突然降低电枢电压，感应电动势还来不及变化时，就会发生的情况，亦即出现了回馈制动状态。e20他励电动机降压、减速过程中回馈制动特性[补例2-4]一台他励直流电动机的数据如下

8、：（1）电动机带动一个位能负载，在固有特性上作回馈制动下放，，求电动机反向下放转速。（将电枢电压反接）（2）电动机带动位能负载，作反接制动下放，时，转速，求串接在电枢电路中的电阻值、电网输入的功率、从轴上输入的功率及电枢电路电阻上消耗的功率。（转速反向）（3）电