第8章直流电机电力拖动

1、第第8章直流电机电力拖动章直流电机电力拖动8.1 他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性n = Ua CE Ra CECT2 T 机械特性机械特性: 反映的是转速和电磁转矩之间的关系。反映的是转速和电磁转矩之间的关系。= n0 T= n0n理想空理想空载转速载转速 = dndTRaCECT2= = 1 机械特性的硬度机械特性的硬度固有机械特性固有机械特性考虑电枢反应时，考虑电枢反应时，对他（并）励电对他（并）励电动机的固有特性动机的固有特性有何影响？有何影响？ 8.1 他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性一、固有特性一、固有特性 n = f (T )UaN, IfN, R

2、a 二、人为特性二、人为特性1 增加电枢电路电阻增加电枢电路电阻 时的人为特性时的人为特性 n = TUNCENRaRr CECTN2 OTnn0RaRa (RaRr) 即机械特性变软。即机械特性变软。 8.1 他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性2. 降低电枢电压时的人为特性降低电枢电压时的人为特性n = Ua CEN Ra CECTN2 T n0n0Uan0 但但、 不变不变机械特性的硬度不变。机械特性的硬度不变。OTnUaUa 3. 减小励磁电流时的人为特性减小励磁电流时的人为特性n = UN CE Ra CECT2 T OTnn0n0IfIfIf n0 、 机械特性变软。机

3、械特性变软。8.1 他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性8.2 他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动 起动性能起动性能 起动电流起动电流 IST 起动转矩起动转矩 TST 直接起动直接起动 起动瞬间：起动瞬间： n = 0，E = 0， IST = UaRa对于他励电机对于他励电机 = (10 20) IN 换向决不允许换向决不允许! T = TST = CT IST = (10 20) TN 前提：有适用的直流可调电源。前提：有适用的直流可调电源。思想：在起动瞬间，降低电源电压思想：在起动瞬间，降低电源电压，将起动电流限制在允许的范将起动电流限制在允许的范围内围内, ,随转速

4、上升逐渐增加电枢外加电压。随转速上升逐渐增加电枢外加电压。 1UU2UUNUU一、降低电枢电压起动一、降低电枢电压起动8.2 他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动将电阻串入电枢回路中，待转速升高后，逐步将电阻切除。将电阻串入电枢回路中，待转速升高后，逐步将电阻切除。(a) 电路图 (b) 特性图 和降压起动有什么联系? 二、增加电枢电阻起动二、增加电枢电阻起动8.2 他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动8.3 他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速n =CEUaRaCECT2TUaRa一、改变电枢电阻调速一、改变电枢电阻调速OTnRaRaRr TLbcn0aIfUaIaUfRr Ma

5、OTnRaRaRr n0TLTLbcOTnRaRaRr n0bca(1)调速方向：在调速方向：在 nN 以下以下 调节。调节。(2)调速的稳定性调速的稳定性:差。差。 (3)调速范围：调速范围：D 较小。较小。 8.3 他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速 (4) 调速的平滑性：有级调速的平滑性：有级 (6) 调速时的允许负载：恒转矩调速时的允许负载：恒转矩 (5) 调速的经济性：差调速的经济性：差几个调速指标：几个调速指标：(1) 调速方向：向下调速方向：向下(2) 调速的平滑性：无级调速调速的平滑性：无级调速(3) 调速的稳定性：降压较大时，稳定性变差调速的稳定性：降压较大时，稳定性变

6、差(4) 调速范围：调速范围：D 不大（不大（D8） 。 (5) 调速的经济性：需要专用直流电源。调速的经济性：需要专用直流电源。 (6) 调速时的允许负载调速时的允许负载:恒转矩调速。恒转矩调速。 二、改变电枢电压调速二、改变电枢电压调速OTnUaUaTLbcn0n0a8.3 他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速几个调速指标：几个调速指标： 【例例8.3.1】 一台他励电动机，一台他励电动机， PN = 4 kW，UaN = 160 V，IaN = 34.4 A，nN = 1 450 r/min ，拖动恒转矩负载运，拖动恒转矩负载运行，行，TL = TN。现采用改变电枢电压调速。试问要使

7、转速降。现采用改变电枢电压调速。试问要使转速降低至低至 1 000 r/min，电枢电压应降低到多少，电枢电压应降低到多少 ？ 解：解：8.3 他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速三、改变励磁电流调速三、改变励磁电流调速TLOTn21 bcan0n0(1) 调速方向：在调速方向：在 nN 以上调节。以上调节。 (2) 调速的平滑性调速的平滑性 连续调节连续调节Uf（或（或Rf）可实现无级调速。）可实现无级调速。 8.3 他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速(3) 调速的稳定性：调速的稳定性：(4) 调速范围：调速范围：D 不大。不大。(5) 调速的经济性调速的经济性 调节调节Rf 比较

8、经济；比较经济； 调节调节Uf 则需要专用直流电源。则需要专用直流电源。(6) 调速时的允许负载：调速时的允许负载：恒功率调速。恒功率调速。 不变，不变， 稳定性好。稳定性好。 例例 一台额定运行的他励直流电动机的额定数据为：一台额定运行的他励直流电动机的额定数据为：V750NUkW1325NPA1930NImin/ r200Nn电枢绕组的电阻电枢绕组的电阻0161. 0aR若，使磁通若，使磁通 减少减少10%，求：瞬间，及重新稳定时的电枢电流和转，求：瞬间，及重新稳定时的电枢电流和转速分别是多少？速分别是多少？8.3 他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速TL = TNIaEaIfRfKM

9、1UNMRbKM2方法：保持方法：保持I If f不变，将电枢回路从电网断开，同时串接不变，将电枢回路从电网断开，同时串接 制动电阻制动电阻R Rb b。一、能耗制动一、能耗制动 8.4 他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动制动前：特性制动前：特性 1。 制动开始后：制动开始后： Ua = 0， n0 = 0 特性特性 2 n = RaRb CECT2 T制动过程制动过程bOTn 1n0TLaTL1. 能耗制动过程能耗制动过程 迅速自动停机迅速自动停机 28.4 他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动 Tb Tb 制动效果制动效果 2 (Rb大大)bOTn1TLa2 (Rb小小)b8.4

10、 他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动Rb 制动快，停车迅速。制动快，停车迅速。 2. 能耗制动运行能耗制动运行 下放重物下放重物 bOTn 1n0TLa2c反向起动反向起动制动过程制动过程能耗制能耗制动运行动运行8.4 他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动 制动效果制动效果 nLnL2 bOTn1TLac2 (Rb小小)bTT c(Rb大大)Rb 下放速度下放速度 | nL | 。二、反接制动二、反接制动 1. 电压反向反接制动电压反向反接制动 迅速停机迅速停机 电动状态电动状态Tn制动状态制动状态 UaTL 作用？作用？ 限制限制 Iamax Ia 的方向？的方向？T 的方向？的方

11、向？nTEUaIaUfTLMUfMEIaRb方法：把正向运行的他励直流电动机的电源电压突然反接，方法：把正向运行的他励直流电动机的电源电压突然反接， 同时在电枢回路中串入一个电阻。同时在电枢回路中串入一个电阻。8.4 他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动2n0 OTn1n0 TL 制动前：特性制动前：特性1 制动开始后：制动开始后： 特性特性2 制动过程制动过程 TL n = Ua CE RaRb CECT2 Tbacdc 点点: 立刻断电，能停机；立刻断电，能停机； 未断电，反向起动。未断电，反向起动。 立刻立刻 断电断电8.4 他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动 制动效果制动效果

12、 Rb 制动快。制动快。 2. 电动势反向反接制动电动势反向反接制动 下放重物下放重物 8.4 他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动方法：把正向运行的他励直流电动机的电源电压突然反接，方法：把正向运行的他励直流电动机的电源电压突然反接， 同时在电枢回路中串入一个电阻。同时在电枢回路中串入一个电阻。OTn 1n0TLa2c 制动运制动运 行状态行状态制动前：特性制动前：特性 1 制动开始后：制动开始后： 特性特性 2n = Ua CE RaRb CECT2 Tbd 制动效果制动效果 Rb 下放速度下放速度 。 n n0 电动机处于发电状态，电动机处于发电状态， 动能转换为电能回馈电网。动能转

13、换为电能回馈电网。三、回馈制动三、回馈制动 特点：特点： EUa OTn1n01. 正向回馈制动正向回馈制动 电车下坡电车下坡 TL12TL23ab8.4 他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动TL 在降低电枢电在降低电枢电 压调速过程中压调速过程中 TLOTnUa1n01Ua2n02acbd 回馈制回馈制 动过程动过程 在增加励磁电在增加励磁电 流调速过程中流调速过程中 OTnIf1n01If2n02acbd 工作点工作点 跳到何处？跳到何处？ 回馈制回馈制 动过程动过程 8.4 他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动减小减小 If 的人为特性的人为特性 减小减小 If 的人为特性的人为特性 8.5 他励电动机在四象限中的运行状态他励电动机在四象限中的运行状态一、电动状态一、电动状态 正向固有特性正向固有特性 反向固有特性反向固有特性 增加增加 Ra 的人为特性的人