机电传动控制1_4章

1、 它是建筑机电专业大厦的基石它是建筑机电专业大厦的基石 济南大学济南大学 机电传动控制课题组制作机电传动控制课题组制作 20132013 主讲人主讲人 : 吴长忠吴长忠 1.1 1.1 机电传动的目的和任务机电传动的目的和任务传动：传动：将其它形式的能量转换成机械能，以驱动生产将其它形式的能量转换成机械能，以驱动生产机械的过程。机械的过程。 机电传动机电传动( (电力传动、电力拖动电力传动、电力拖动) )：指以电动机为原动：指以电动机为原动机驱动生产机械的系统之总称。机驱动生产机械的系统之总称。 第一章第一章 概概 述述机械自动化组成要素：机械自动化组成要素： 机械机械 检测检测 信息处理信息

2、处理 驱动执行驱动执行1.1 1.1 机电传动的目的和任务机电传动的目的和任务 机电传动机电传动( (电力传动、电力拖动电力传动、电力拖动) )：指以电动机为：指以电动机为原动机驱动生产机械的系统之总称。原动机驱动生产机械的系统之总称。 目的目的：将电能转变为机械能，实现生产机械的启：将电能转变为机械能，实现生产机械的启动、停止以及速度调节，完成各种生产工艺过程的要动、停止以及速度调节，完成各种生产工艺过程的要求，保证生产过程的正常进行。求，保证生产过程的正常进行。 任务任务： 从广义上讲，就是要使生产机械设备、生产线、从广义上讲，就是要使生产机械设备、生产线、车间、甚至整个工厂都实现自动化。

3、车间、甚至整个工厂都实现自动化。 从狭义上讲，专指控制电动机驱动生产机械，实从狭义上讲，专指控制电动机驱动生产机械，实现生产产品数量的增加，质量的提高，生产成本的降现生产产品数量的增加，质量的提高，生产成本的降低，工人劳动条件的改善以及能量的合理利用。低，工人劳动条件的改善以及能量的合理利用。第一章第一章 概概 述述1.2 1.2 机电传动及其控制系统的发展概况机电传动及其控制系统的发展概况机电传动的发展：机电传动的发展： 成组拖动成组拖动 单电机拖动单电机拖动 多电机拖动多电机拖动控制系统的发展：控制系统的发展： 接触器接触器继电器控制继电器控制 实现简单控制，速度慢，精实现简单控制，速度慢

4、，精度差度差 电机放大机控制电机放大机控制 连续自动控制，速度、精度、可连续自动控制，速度、精度、可靠性提高靠性提高 晶闸管功率晶体管控制晶闸管功率晶体管控制 效率高、控制特性好、反效率高、控制特性好、反应快、寿命长、可靠性高、体积小、重量轻应快、寿命长、可靠性高、体积小、重量轻 计算机控制计算机控制 连续复杂控制，灵活性好、自动化程连续复杂控制，灵活性好、自动化程度高度高第一章第一章 概概 述述第一章第一章 概概 述述1.3 1.3 课程的性质和任务课程的性质和任务性质性质：机械工程及自动化专业基础课程。：机械工程及自动化专业基础课程。任务任务：以伺服驱动系统为主导，以控制为：以伺服驱动系统

5、为主导，以控制为 线索，系统介绍电动机基本原理、线索，系统介绍电动机基本原理、 运行特性、控制方法、控制手段等运行特性、控制方法、控制手段等 知识。知识。1.4 1.4 课程的内容安排课程的内容安排 重点内容：重点内容： 第二章第二章 机电传动系统的动力学基础机电传动系统的动力学基础 第三章第三章 直流电机的工作原理及特性直流电机的工作原理及特性 第四章第四章 交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性 第五章第五章 控制电动机控制电动机 第八章第八章 电力电子学基础电力电子学基础 第九章第九章 直流调速系统直流调速系统 第十章第十章 交流自动调速控制系统交流自动调速控制系统第一章第

6、一章 概概 述述 1.5 1.5 教材及课程要求教材及课程要求 教材：教材： 机电传动控制机电传动控制冯清秀冯清秀 邓星钟邓星钟 华中华中科技大学科技大学 要求：出勤要求：出勤 作业作业 答疑答疑: : 时间：每周五时间：每周五 7 7、8 8节节 1515：3030 地点：数控加工实验室（机械学院地点：数控加工实验室（机械学院A110A110） 考核考核: :平时考核（平时考核（20%20%） + + 闭卷考试（闭卷考试（80%80%） 联系方式联系方式:8973(6591)8973(6591)一章第一章 概概 述述 第二章第二章 机电传动

7、系统动力学基础机电传动系统动力学基础本本 章章 重重 点：点： 掌握机电传动系统的运动方程式；掌握机电传动系统的运动方程式； 多轴拖动系统中转矩、转动惯量的折算；多轴拖动系统中转矩、转动惯量的折算； 学会分析机电传动系统的运行状态；学会分析机电传动系统的运行状态； 本章内容不仅适用于直流电机拖动，也适用本章内容不仅适用于直流电机拖动，也适用于交流电机拖动，是电力拖动系统的基础。于交流电机拖动，是电力拖动系统的基础。第一节第一节 机电传动系统的运动学方程机电传动系统的运动学方程1 1、单轴机电传动系统的运动学方程、单轴机电传动系统的运动学方程dtdvmFFL直线：直线：dtdJTTLM旋转：旋转

8、：其中：其中： TM 电机转矩电机转矩 TL 负载转矩负载转矩 J 转动惯量转动惯量2mJ mFFLv)1.2(dtdJTTLM运动方程式：运动方程式： ) 3 . 2(60/2n工程中：用飞轮转矩工程中：用飞轮转矩GD2代替代替J，用转速，用转速n代替代替 )2.2(44222gJGDgGDmJ)4 . 2(3752dtdnGDTTLM第一节第一节 机电传动系统的运动学方程机电传动系统的运动学方程81. 9g)5 . 2(3752dLMTdtdnGDTT2）TM TL，d n / d t 0，系统加速；，系统加速；1） TM=TL，d n / d t =0 ，电机转速为零或常数，电机转速为零

9、或常数， 运动状态为静态或稳态；运动状态为静态或稳态；第一节第一节 机电传动系统的运动学方程机电传动系统的运动学方程动态转矩：动态转矩：3）TMTL，d n / d t 0，系统减速。，系统减速。讨论：讨论：动态转矩力矩的正方向的规定：力矩的正方向的规定：以转速以转速n的转动方向的转动方向为参考，为参考，TM的方向与转速的方向与转速n的方向相同时，为的方向相同时，为正方向；正方向；TL的方向与转速的方向与转速n n的方向的方向相反为正方向。相反为正方向。例：起重机提升重物时的启动和例：起重机提升重物时的启动和制动（即加速和减速上升）制动（即加速和减速上升）a）启动时）启动时 TM-TL=Td

10、b）制动时）制动时 -TM-TL=Td第一节第一节 机电传动系统的运动学方程机电传动系统的运动学方程第二节第二节 转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算多轴拖动系统多轴拖动系统：等效为单轴拖动系统等效为单轴拖动系统：1.1.负载转矩的折算（根据静态时功率守恒原则）负载转矩的折算（根据静态时功率守恒原则）a) 对于旋转运动对于旋转运动：MLMLLLTPTP第二节第二节 转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算MLLLMLCTTPP/LMCLMCLLLjjTTT/)7 . 2(其中b) 对于直线运动对于直线运动：MLMTP第二节第二节 转矩、转动惯量和飞轮

11、转矩的折算转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算vFPLCMLFT/60/2n）（ 8 . 2/55. 9MCLnFT如果是生产机械拖动电动机旋转（制动状态），如果是生产机械拖动电动机旋转（制动状态），则有则有：CMLFT第二节第二节 转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算)9 . 2(/55. 9MCLnFT2. 转动惯量的折算（依据动能守恒原则）转动惯量的折算（依据动能守恒原则）设传动系统由设传动系统由m个转动件和个转动件和n个平动件组成，转动件个平动件组成，转动件的转动惯量和角速度分别为的转动惯量和角速度分别为 J i和和i；平动件的质量和；平动件的质量和速度分别为速度分别

12、为m j 和和v j；则系统总的动能为：；则系统总的动能为：njjjmiiivmJE12122121折算到电机轴上时，系统总动能为：折算到电机轴上时，系统总动能为：2221MJE第二节第二节 转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算根据动能守恒：根据动能守恒：E E2 2 = E= E故：故：21122121)()()(MjnjjmiiiMjnjjMimiivmjJvmJJ第二节第二节 转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算系统总的转动惯量为系统总的转动惯量为：JJJM3. 飞轮转矩的折算（依据动能守恒原则）飞轮转矩的折算（依据动能守恒原则）依据转动惯

13、量与飞轮转矩的关系，得到折算到电机轴依据转动惯量与飞轮转矩的关系，得到折算到电机轴上的总的飞轮转矩为：上的总的飞轮转矩为：gvmjDGGDnjMjjmiiii4)(211222gJGD42第二节第二节 转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算多轴拖动系统的运动方程式为：多轴拖动系统的运动方程式为：第二节第二节 转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算).(TdtdnGDTTdLM1623752第三节第三节 生产机械的机械特性生产机械的机械特性机械特性机械特性：同一转轴上转矩与转速之间的函数关系。同一转轴上转矩与转速之间的函数关系。生产机械的机械特性：生产

14、机械的机械特性： n=f (T L) 电动机的机械特性：电动机的机械特性： n =f (TM)第三节第三节 生产机械的机械特性生产机械的机械特性几种典型机械特性：几种典型机械特性：1.恒转矩型机械特性恒转矩型机械特性 特点：特点：TL=常数。常数。例：提升机、皮带运输机等。例：提升机、皮带运输机等。包括包括反抗转矩反抗转矩和和位能转矩。位能转矩。2. 风机型机械特性风机型机械特性 特点：特点：TL= C n 2 例：鼓风机、水泵等。例：鼓风机、水泵等。第三节第三节 生产机械的机械特性生产机械的机械特性3. 直线型机械特性直线型机械特性 特点：特点：TL=C n 例如：他励直流发电机。例如：他励

15、直流发电机。4. 恒功率型机械特性恒功率型机械特性 特点：特点：TL=K/n 例如：车床加工例如：车床加工此外，还有其他形式的机械特性，如此外，还有其他形式的机械特性，如转矩随转角变化的，随机变化的；也转矩随转角变化的，随机变化的；也可能是以上几种典型的综合。可能是以上几种典型的综合。第四节第四节 机电传动系统稳定运行的条件机电传动系统稳定运行的条件机电传动系统的稳定运行包含机电传动系统的稳定运行包含两重含义两重含义：1、系统应能以一定速度匀速运转；、系统应能以一定速度匀速运转；2、系统受某种外部干扰作用使运行速度稍有变化时，、系统受某种外部干扰作用使运行速度稍有变化时， 应保证在干扰消除后系

16、统能恢复到原来的运行速应保证在干扰消除后系统能恢复到原来的运行速 度。度。必要条件：必要条件：生产机械的机械特性曲线与电动机的机械特生产机械的机械特性曲线与电动机的机械特 性曲线有交点。性曲线有交点。充分条件：充分条件：扰动消除后仍能回到原来的平衡点。扰动消除后仍能回到原来的平衡点。a点点：当：当TL突然增大到突然增大到TL时，因速度不能突变，时，因速度不能突变，电机转矩仍为电机转矩仍为TM，此时，此时，TMTL,n增大，增大， TM减小，直到减小，直到与与TL相等，即在相等，即在a点稳定点稳定运行。运行。第四节第四节 机电传动系统稳定运行的条件机电传动系统稳定运行的条件异步电动机异步电动机的

17、机械特性的机械特性生产机械生产机械的机械特的机械特性性交点交点b交点交点ab点点：当：当TL突然增大到突然增大到TL时，因速度不能突变，时，因速度不能突变，电机转矩仍为电机转矩仍为TM，此时，此时，TMTL n减小，减小，TM减小，减小， n进一步减小，直到停转，进一步减小，直到停转，反之，过点，到当干反之，过点，到当干扰撤销后，扰撤销后，TMTL, n增增大，大， TM减小，直到与减小，直到与TL相等，即在相等，即在a点稳定运行。点稳定运行。简便判别法：简便判别法：在平衡点对应的转速之上应保证在平衡点对应的转速之上应保证 TM TL。第四节第四节 机电传动系统稳定运行的条件机电传动系统稳定运

18、行的条件异步电动机异步电动机的机械特性的机械特性生产机械生产机械的机械特的机械特性性交点交点b交点交点a第二章小结第二章小结1）学会依据机电传动系统，写出其运动方程；）学会依据机电传动系统，写出其运动方程；2）对于多轴系统，要学会依据功率守恒和动）对于多轴系统，要学会依据功率守恒和动能能守恒，将负载转矩和转动惯量进行等效转换；守恒，将负载转矩和转动惯量进行等效转换；3）掌握机械特性的概念，了解常见生产机械）掌握机械特性的概念，了解常见生产机械的几种机械特性；的几种机械特性；4）掌握机电传动系统稳定运行的条件；）掌握机电传动系统稳定运行的条件；5）学会正确判定稳定平衡点。）学会正确判定稳定平衡点

19、。作业作业232729211第三章第三章 直流电机的工作原理及特性直流电机的工作原理及特性本本 章章 重重 点：点： 掌握直流电机的工作原理；掌握直流电机的工作原理； 掌握直流电机的机械特性；掌握直流电机的机械特性； 掌握直流电动机的启动、调速、制动的掌握直流电动机的启动、调速、制动的方法。方法。 第三章第三章 直流电机的工作原理及特性直流电机的工作原理及特性直流电力拖动系统直流电力拖动系统 启动转矩大，在较大的范围内能进行速度平滑调节，且控制简便。启动转矩大，在较大的范围内能进行速度平滑调节，且控制简便。由于直流电机具有换向器和电刷，给运行带来了麻烦。由于直流电机具有换向器和电刷，给运行带来

20、了麻烦。交流电力拖动系统交流电力拖动系统交流电传输方便，交流电机结构简单，价格便宜且能在高速度恶交流电传输方便，交流电机结构简单，价格便宜且能在高速度恶劣条件下工作。劣条件下工作。交流电力拖动系统的调速性能（如调速范围，调速精度，平滑性，交流电力拖动系统的调速性能（如调速范围，调速精度，平滑性，过载能力等）指标都不及直流电力拖动系统。现在由于电力电子过载能力等）指标都不及直流电力拖动系统。现在由于电力电子技术的发展，不仅解决了可控制直流电源问题，同时也为交流电技术的发展，不仅解决了可控制直流电源问题，同时也为交流电力拖动系统提供了频率和电压可调的交流电源问题。力拖动系统提供了频率和电压可调的交

21、流电源问题。 为交流调速为交流调速开辟了新的前景。开辟了新的前景。 直流电机交流电机第一节第一节 直流电机的基本结构和工作原理直流电机的基本结构和工作原理第一节第一节 直流电机的基本结构和工作原理直流电机的基本结构和工作原理1.基本结构基本结构 定子：定子： 主磁极、换向极、主磁极、换向极、机座、电刷装置、机座、电刷装置、端盖、轴承等。端盖、轴承等。 转子：转子： 电枢铁芯、电枢绕电枢铁芯、电枢绕组、换向器、轴、组、换向器、轴、风扇。风扇。第一节第一节 直流电机的基本结构和工作原理直流电机的基本结构和工作原理1.基本结构基本结构 定子：定子： 主磁极、换向极、主磁极、换向极、机座、电刷装置、机

22、座、电刷装置、端盖、轴承等。端盖、轴承等。 第一节第一节 直流电机的基本结构和工作原理直流电机的基本结构和工作原理1.基本结构基本结构 转子：转子： 电枢铁芯、电枢绕电枢铁芯、电枢绕组、换向器、轴、组、换向器、轴、风扇。风扇。2. 工作原理（电磁互感原理）工作原理（电磁互感原理）作为发电机运行时：导体在磁作为发电机运行时：导体在磁场内作切割磁力线运动，导体场内作切割磁力线运动，导体中便感应出电动势。中便感应出电动势。) 1 . 3(nKEe)2 . 3(atIKT第一节第一节 直流电机的基本结构和工作原理直流电机的基本结构和工作原理作为电动机运行时：带电导体作为电动机运行时：带电导体在磁场中要

23、受到电磁力（矩）在磁场中要受到电磁力（矩）的作用。的作用。第一节第一节 直流电机的基本结构和工作原理直流电机的基本结构和工作原理01TTT0TTTL电机电机运行方运行方式式E与与Ia的的方向方向E的作用的作用 T的性质的性质转矩转矩之间的关系之间的关系发电机发电机相同相同电源电源电动势电动势阻转矩阻转矩电动机电动机相反相反反电动势反电动势驱动驱动转矩转矩表表1 电机在不同运行方式下，电机在不同运行方式下，E和和T的作用的作用第二节第二节 直流发电机直流发电机直流发电机按励磁方法分为：直流发电机按励磁方法分为：他励，自励包括并励、串励和复励，永磁发电机他励，自励包括并励、串励和复励，永磁发电机第

24、二节第二节 直流发电机直流发电机他励他励并励并励串励串励复励复励等效电路图等效电路图GGGG1. 他励发电机他励发电机) 3 . 3 (/ )(aaRUEI第二节第二节 直流发电机直流发电机aaRIEU) 4 . 3 (IIa) 5 . 3 (/RUI fffR/UI 1. 他励发电机他励发电机讨论讨论：当发电机空载时，即当发电机空载时，即 I a=0，有，有 U = E = K e n空载特性曲线空载特性曲线：在发电机空载及转速为常数在发电机空载及转速为常数的条件下，表示电动势的条件下，表示电动势E与与励磁电流励磁电流If 之间的关系曲线之间的关系曲线E = f (If) 。E正比于正比于，

25、而，而= f (If)是一条磁化曲线，是一条磁化曲线，所以空载特性曲线所以空载特性曲线与磁化曲与磁化曲线相似。是发电机基本运行线相似。是发电机基本运行特性之一。特性之一。第二节第二节 直流发电机直流发电机1. 他励发电机他励发电机外特性曲线：外特性曲线：在发电机的转速在发电机的转速n和励磁电和励磁电流流If为常数的条件下，发电为常数的条件下，发电机端电压机端电压 U 与负载电流与负载电流 I 之之间关系的曲线称为外特性曲间关系的曲线称为外特性曲线线U f ( I )。当他励发电机的负载电流增当他励发电机的负载电流增加时，电枢电压降加时，电枢电压降IaRa增加，增加，端电压端电压U就下降。就下降

26、。第二节第二节 直流发电机直流发电机2. 并励发电机并励发电机)10. 3()9 . 3(/)8 . 3(/)7 . 3(/ )(IIIIRUIRUIRUEIRIEUfaffaaaa第二节第二节 直流发电机直流发电机并励发电机电压建立的条件并励发电机电压建立的条件条件不满足时采取的措施条件不满足时采取的措施： 1）在直流电源上充磁；）在直流电源上充磁；2）将励磁绕组两端接线对调；）将励磁绕组两端接线对调； 3）将）将R f 减小。减小。1）磁极有剩磁）磁极有剩磁 2）起始励磁电流所产生的磁场方）起始励磁电流所产生的磁场方 向与剩磁磁场方向相同向与剩磁磁场方向相同 3）R f 不能过大不能过大第

27、二节第二节 直流发电机直流发电机2. 并励发电机并励发电机并励发电机的外特性并励发电机的外特性在转速在转速n及励磁电路的电及励磁电路的电阻为常数时，端电压与阻为常数时，端电压与负载电流之间的关系曲负载电流之间的关系曲线。线。3. 复励发电机复励发电机第二节第二节 直流发电机直流发电机原理：原理：励磁绕组与电枢有一部分励磁绕组与电枢有一部分并联，一部分串联。并联，一部分串联。第三节第三节 直流电动机的机械特性直流电动机的机械特性 第三节第三节 直流电动机的机械特性直流电动机的机械特性电枢回路部分电枢回路部分励磁回路部分励磁回路部分aaUEI R=+U外加电枢电压（外加电枢电压（V）；）； E感应

28、电势（感应电势（V）；）；aI电枢电流（电枢电流（A）；）；aR电枢回路内阻（电枢回路内阻（） 第三节第三节 直流电动机的机械特性直流电动机的机械特性电枢回路部分电枢回路部分励磁回路部分励磁回路部分、e EKn=Fta TKI=Feaa UKnI R=F+ 即：即： aaeeURnIKK=-FF 转速特性转速特性a2eetURnTKK K=-FF 机械特性机械特性 第三节第三节 直流电动机的机械特性直流电动机的机械特性根据机械特性可知：根据机械特性可知：0eUnK=F2转速降落转速降落 a02etRnnTK K-=F理想空载点理想空载点1理想空载转速：理想空载转速： T=0时的转速称为理想时的

29、转速称为理想空载转速，用空载转速，用n0表示。表示。 3机械特性硬度：机械特性硬度： 为了衡量机械特性的平直程度，引进一个机械特为了衡量机械特性的平直程度，引进一个机械特性硬度的概念，其定义为：性硬度的概念，其定义为：1）绝对硬特性）绝对硬特性 ,如交流同步电动机的机械特性如交流同步电动机的机械特性;2）硬特性）硬特性 10，如直流他励电动机的机械特性，如直流他励电动机的机械特性;3）软特性）软特性 n0； 2 2、机械特性硬度不变；、机械特性硬度不变； 3 3、回馈电能、回馈电能例例1 1：电车下坡：电车下坡平路时，电动状态；平路时，电动状态；下坡时，增加了动力矩下坡时，增加了动力矩TP，反

30、馈制动。，反馈制动。例例2 电动机电枢电压突然下降电动机电枢电压突然下降第六节第六节 直流他励电动机的制动特性直流他励电动机的制动特性例例3 卷扬机构匀速下放重物卷扬机构匀速下放重物重物下放过程中电重物下放过程中电动机的转速高于动机的转速高于n0，如果较重，不太安如果较重，不太安全。全。1. 电源反接制动：将变为，使变为制动力矩电源反接制动：将变为，使变为制动力矩2. 倒拉反接制动：将倒拉反接制动：将n变为变为n，使变为制动力矩，使变为制动力矩反接制动：反接制动：将他励电动机的电枢电压或电枢电势将他励电动机的电枢电压或电枢电势改变方向，使两者由方向相反变为相同，则电动机就改变方向，使两者由方向

31、相反变为相同，则电动机就运行于反接制动运行于反接制动第六节第六节 直流他励电动机的制动特性直流他励电动机的制动特性2. 反接制动反接制动1）电源反接制动（）电源反接制动（U反向）反向）应用场合应用场合：迅速减速、停车：迅速减速、停车和反向的场合；经常正反转和反向的场合；经常正反转的场合。如的场合。如:牛头刨床。牛头刨床。TKKRRKUnteadae2第六节第六节 直流他励电动机的制动特性直流他励电动机的制动特性2）倒拉反接制动（）倒拉反接制动（E方向改变）方向改变）特点特点： 适当选择电阻适当选择电阻 R ad 的大小，可的大小，可得到不同的下降速度；得到不同的下降速度； 可以以较小的速度下放

32、重物。可以以较小的速度下放重物。 对对TL估计不准，本应下放可能估计不准，本应下放可能上升；上升； 特性软，小的转矩波动引起大特性软，小的转矩波动引起大的速度波动。的速度波动。第六节第六节 直流他励电动机的制动特性直流他励电动机的制动特性3. 能耗制动能耗制动特点特点：对于反抗性负载，可以迅速停车，对于反抗性负载，可以迅速停车，不会有反向启动的危险。不会有反向启动的危险。 对于位能性负载，不会出现因对于位能性负载，不会出现因对对TL估计错误而使重物上升的情估计错误而使重物上升的情况，速度也较稳定。况，速度也较稳定。应用应用：要求迅速准确停车和重物：要求迅速准确停车和重物恒速下放的场合。恒速下放

33、的场合。将电压将电压U突然降为零，将电枢串突然降为零，将电枢串接一个附加电阻接一个附加电阻R ad。第六节第六节 直流他励电动机的制动特性直流他励电动机的制动特性三种制动方式特点对比：三种制动方式特点对比：1）对于位能性负载）对于位能性负载反馈制动反馈制动: 下放速度高于理想空载转速下放速度高于理想空载转速,不安全。不安全。电源反接制动：下放速度高于理想空载转速，不安全。电源反接制动：下放速度高于理想空载转速，不安全。倒拉反接制动：以较小的速度下放，对负载估计不足可倒拉反接制动：以较小的速度下放，对负载估计不足可 能上升，速度稳定性差。能上升，速度稳定性差。能耗制动：能耗制动： 可以以较小的速

34、度下放，不会因对负载可以以较小的速度下放，不会因对负载 估计不足而上升，速度稳定性好。估计不足而上升，速度稳定性好。第六节第六节 直流他励电动机的制动特性直流他励电动机的制动特性2）对于反抗性负载：）对于反抗性负载：反馈制动反馈制动: 转速高于空载转速。转速高于空载转速。电源反接制动：转速下降到零后，反向启动，最后以电源反接制动：转速下降到零后，反向启动，最后以 某一速度匀速运行。某一速度匀速运行。能耗制动：能耗制动： 可以迅速停车，不会有反向启动的危险。可以迅速停车，不会有反向启动的危险。 第六节第六节 直流他励电动机的制动特性直流他励电动机的制动特性电动机运行状态：电动机运行状态：在同一种

35、接线方式下，电动在同一种接线方式下，电动机既可以工作在电动状态，机既可以工作在电动状态，也可以工作在制动状态。也可以工作在制动状态。对于倒拉反接制动，正转时对于倒拉反接制动，正转时的倒拉反接出现在第的倒拉反接出现在第4象限，象限，反转时，出现在第二象限。反转时，出现在第二象限。第六节第六节 直流他励电动机的制动特性直流他励电动机的制动特性第三章第三章 小小 结结1）了解电动机的结构组成；）了解电动机的结构组成；2）掌握直流电机的基本工作原理）掌握直流电机的基本工作原理3）掌握直流电机的固有特性和人为特性）掌握直流电机的固有特性和人为特性4）掌握直流电动机启动、调速和制动的各种方法，）掌握直流电

36、动机启动、调速和制动的各种方法，以及各种方法的优点和应用场所以及各种方法的优点和应用场所。作业作业313318321第四章第四章 机电传动系统过渡过程分析机电传动系统过渡过程分析重点内容：重点内容： 过渡过程的概念过渡过程的概念 研究过渡过程的实际意义研究过渡过程的实际意义 产生过渡过程的原因产生过渡过程的原因 机电时间常数的概念机电时间常数的概念 加快过渡过程的方法加快过渡过程的方法第一节第一节 研究机电传动系统过渡过程的意义研究机电传动系统过渡过程的意义过渡过程：过渡过程： 当系统中电动机的转矩当系统中电动机的转矩TM或负载转矩或负载转矩TL发生变化发生变化时系统就要由一个稳定运转状态变化

37、到另一个稳定运时系统就要由一个稳定运转状态变化到另一个稳定运转状态，这个变化过程称为过渡过程。转状态，这个变化过程称为过渡过程。 目的和意义：目的和意义： 为满足生产机械对过渡过程的各种要求，必须研究为满足生产机械对过渡过程的各种要求，必须研究过渡过程的基本规律，研究系统各参量对时间的变化规过渡过程的基本规律，研究系统各参量对时间的变化规律，如转速、转矩、电流等对时间的变化规律，才能正律，如转速、转矩、电流等对时间的变化规律，才能正确地选择机电传动装置，为机电传动自动控制系统提供确地选择机电传动装置，为机电传动自动控制系统提供控制原则，设计出完善的启动、制动等自动控制线路，控制原则，设计出完善

38、的启动、制动等自动控制线路，以求改善产品质量，提高生产率和减轻劳动强度。以求改善产品质量，提高生产率和减轻劳动强度。第二节第二节 机电传动系统过渡过程的分析机电传动系统过渡过程的分析1) 机械惯性，它反映在机械惯性，它反映在J或或GD2上，使转速上，使转速n不能突变；不能突变；2) 电磁惯性：它反映在电枢回路电感和励磁绕组电感电磁惯性：它反映在电枢回路电感和励磁绕组电感 上，电枢回路电流和励磁磁通不能突变。上，电枢回路电流和励磁磁通不能突变。3) 热惯性：热惯性： 它反映在温度上，使温度不能突变。它反映在温度上，使温度不能突变。 由于热惯性较大、温度变化较转速、电流等参量变化由于热惯性较大、温

39、度变化较转速、电流等参量变化慢的多，一般不考虑。只考虑机械惯性和电磁惯性。慢的多，一般不考虑。只考虑机械惯性和电磁惯性。在有些场合，电磁惯性也较小，所以过渡过程主要是在有些场合，电磁惯性也较小，所以过渡过程主要是由机械惯性引起的。由机械惯性引起的。机电传动系统产生过渡过程的原因：机电传动系统产生过渡过程的原因：第二节第二节 机电传动系统过渡过程的分析机电传动系统过渡过程的分析动态特性：动态特性：机电传动系统过渡过程中转矩、转速和电流机电传动系统过渡过程中转矩、转速和电流 与时间的关系。与时间的关系。对于方程对于方程 已知已知GD2一般不随一般不随n变化。代入运动方程式可得到转速、转矩、变化。代入运动方程式可得到转速、转矩、电流与时间的关系。电流与时间的关系。dtdnGDTTLM3752)(MT