第二章 直流电动机电力拖动§2.2 机电特性

1、第二章直流电动机的电力拖动第二章直流电动机的电力拖动 本章重点本章重点 1。他励直流电动机的机械特性 2。直流电动机的起动、制动、调速 本章难点本章难点 电力拖动系统的运动方程式 注：本章第一节动力学基础，理论性较强，在注：本章第一节动力学基础，理论性较强，在课时不够时，可作选学内容课时不够时，可作选学内容。一、什么是电力拖动？一、什么是电力拖动？用电动机作为原动机来拖动生产机械运行的系统就称为电力拖动系统。简称：电力拖动。二、电力拖动系统的组成：二、电力拖动系统的组成：包括：电动机、传动机构、生产机械、控电动机、传动机构、生产机械、控制设备、电源制设备、电源等五部分。 2.2 2.2 他励直

2、流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性 一、机械特性的表达式 1、什么叫机械特性？ 电动机处于稳态运行时，其转速与电磁转矩之间的关系电动机处于稳态运行时，其转速与电磁转矩之间的关系。即。即 = =(T(T) ) 2、他励直流电动机的机械特性方程 理想空载转速理想空载转速 机械特性斜率机械特性斜率 转速降转速降nnTnTCCRCUnememTee002这是分析电动机这是分析电动机运行的重点、一运行的重点、一定要很好掌握定要很好掌握! 说明说明： (1)由于由于T T，只要只要保持不变，机械特性也可保持不变，机械特性也可用转速特性代替。用转速特性代替。 (2)(2)当当U U、R R为常数时，

3、他励直流电动机的机械为常数时，他励直流电动机的机械特性是一条以特性是一条以为斜率向下的直线。为斜率向下的直线。 (3)(3)实际空载转速实际空载转速0 0理想空载转速理想空载转速0 0，( (由于由于摩擦等原因，所以存在空载转矩。摩擦等原因，所以存在空载转矩。 aeeICRCUnT00020TCCRCeUnTeT0NTN由电磁转由电磁转矩导出的矩导出的 (4)转速降=0 越大， 越大，特性越陡，称为软特性。越小， 越小，特性越平，称为硬特性。要分清什么是要分清什么是硬特性，什么硬特性，什么是软特性是软特性! ! 二、固有机械特性和人为机械特性 1 1、固有机械特性、固有机械特性：即在额定工作条

4、件下的机械特即在额定工作条件下的机械特性。性。 (1)方程式； 注：由于电枢电阻很小，所以注：由于电枢电阻很小，所以很小，很小，很小很小。因此。因此他励直流电动机的固有机械特性是硬机械他励直流电动机的固有机械特性是硬机械特性。特性。emNTeaNeNTCCRCUn2Tem0nn0这是分析机械这是分析机械特性的基础特性的基础!Tn 2 2、人为机械特性、人为机械特性 (1)电枢串电阻时的人为机械特性 (U UN N，N N不变) 方程式 特点特点：n n0 0 不变，不变，增大，特性变软。增大，特性变软。emNTesaNeNTCCRRCUn2nn0Tem0RaRa+Rs1Ra+Rs2Rs1Rs2

5、(2)降低电枢电压的人为机械特性 方程式 特点特点：不变，不变，0 0随电压的降低而正比减小随电压的降低而正比减小, ,机机械特性软硬不变。械特性软硬不变。emNTeaNeTCCRCUn2Tem0nUnU1U2U2n o (3)(3)减弱励磁通时的人为机械特性减弱励磁通时的人为机械特性 方程式 特点：减小，减小， n n0 0增大，增大，增大，特性变软。增大，特性变软。emTeaeNTCCRCUn2n210 N02No1 N0 0Tem 三、机械特性的求取三、机械特性的求取 ( (一般根据铭牌数据一般根据铭牌数据P PN N、U UN N、I IN N、N N求取求取) ) (一)固有特性方程

6、的求取方法步骤 1、估算电枢电阻R 2、计算C、 23221NNNNaIPIUR NeNTNaNNNeCCnRIUC55.9 3、计算理想空载速 4、计算斜率 5、写固有机械特性方程： NNCeUn02TeCCRemTnn0. （二）如何画机械固有特性曲线（用两点式） 1、计算理想空载点数据 4、计算额定工作点数据 说明：说明： 根据根据(0(0，0 0) )和和(T(TN N，n n) )即可画出电动即可画出电动机的固有机械特性曲线。机的固有机械特性曲线。NNemCeUnT0,0NNNTemNnnICT. . 二、人为机械特性的求取 1、求人为特性方程：根据参数根据参数U U、R RS S、

7、或、或的的变化重新计算变化重新计算0 0和和，然后代入特性方程，然后代入特性方程= =0 0TT即可。即可。 2、画人为特性曲线：先求出某一负载点数据先求出某一负载点数据( (T TN N，N N) )，然后连接，然后连接( (0 0，0 0) )两点即可。两点即可。即根据人为机械特即根据人为机械特性方程求额定负载性方程求额定负载下的转速下的转速即求理想即求理想空载转速空载转速【例题】 他励直流电动机的铭牌数据为PN=22KW，UN=220V，IN=116A，n=1500，试分别求取下列机械特性方程并绘制其特性曲线。(1)固有机械特性；(2)电枢串入电阻RS=0.7时的人为机械特性。(3)电源

8、电压降至110V时的人为机械特性；(4)磁通减弱至23N时的人为机械特性。 【解】(1)(1)固有机械特性固有机械特性175. 011622000116220323222NNNNaIPIUR133. 01500175. 0116220NaNNNenRIUCmin1654133.0220rCUnNeNo04.1133.055.9175.055.922NeeCR。 所以 固有机械特性为 理想空载点数据 额定工作点数据：ememTTnn04.116540min1654, 00rnnTemmin15003.147116133.055.955.9rnnmNICTTNNNeNem16541500n0147

9、.3Tem(r/min) (2)(2)电枢回路串电枢回路串入入R R=0=0。77时时0=1654不变，增大为 人为特性为=1654=16545.18T5.18T 当 T T=T=TN N时，=1654=16545.185.18147.3147.3 =891 =891 由此画出人为特性曲线18.5133.055.97.0175.055.922NesaCRR16541500n0147.3(r/min)891 (3)当电源电压降为当电源电压降为110V110V时时，=1.04=1.04不变0 0变为0 0=0.5=0.51645=8271645=827。 人为特性为人为特性为=827=8271.0

10、4T1.04T。 当T T=T=TN N时，=827=8271.041.04147.3147.3 =674=674。 由此可作出人为特性曲线。16541500n0147.3(r/min)827674 (4)(4)磁通减弱至磁通减弱至2 233N N时，时，0 0和和均会发生变化：均会发生变化： 0= 人为特性为=2481=2481 2.33 T2.33 T 当T=TT=TN N时，=2481=24812.332.33147.3=2138147.3=2138。min2481133.03222032rCUNeN33.2133.03255.9175.03255.922 NeaCR16541500n0147.3(r/min)24812138 四、电力拖动系统稳定运行条件 1、什么是稳定运行？ 系统能在外界的扰动消失后，自动恢复到原来的转速下继续运行则称系统能稳定运行。TemTLTn00TTLnTem交点交点稳定运行稳定运行不稳定运行不稳定运行 2 2、电力拖动系统稳定运行的充分必要条件、电力拖动系统稳定运行的充分必要条件 (1)(1)必要条件必要条件： 电动机的机械特性与负载的转矩特性必须有电动机的机械特性与负载的转矩特性必须有交点，即存在交点，即存在Te