直流电机的电力拖动

,*,*,*,8.2,他励直流电动机的起动,8.3,他励直流电动机的调速,8.4,他励直流电动机的制动,8.5,他励电动机在四象限中的运行状态,8.1,他励直流电动机的机械特性,第,8,章 直流电机的电力拖动,8.2,他励直流电动机的起动,8.3,他励直流电动机的调速,8.4,他励直流电动机的制动,8.5,他励电动机在四象限中的运行状态,8.1,他励直流电动机的机械特性,8.1,他励直流电动机的机械特性,n=,U,a,C,E,R,a,C,E,C,T,2,T,机械特性,:,反映的是转速和电磁转矩之间的关系。,=,n,0,T,=,n,0,n,理想空,载转速,=,d,n,d,T,R,a,C,E,C,T,2,=,=,1,机械特性的硬度,固有机械特性,考虑电枢反应时，对他（并）励电动机的固有特性有何影响？,8.1,他励直流电动机的机械特性,一、固有特性,n=f,(,T,),U,aN,I,fN,R,a,二、人为特性,1,增加电枢电路电阻,时的人为特性,n=,T,U,N,C,E,N,R,a,R,r,C,E,C,T,N,2,O,T,n,n,0,R,a,R,a,(,R,a,R,r,),即机械特性变软。,8.1,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,n=,U,a,C,E,N,R,a,C,E,C,T,N,2,T,n,0,n,0,U,a,n,0,但,、,不变,机械特性的硬度不变。,O,T,n,U,a,U,a,3.,减小励磁电流时的人为特性,n=,U,N,C,E,R,a,C,E,C,T,2,T,O,T,n,n,0,n,0,I,f,I,f,I,f,n,0,、,机械特性变软。,8.1,他励直流电动机的机械特性,8.2,他励直流电动机的起动,起动性能,起动电流,I,ST,起动转矩,T,ST,直接起动,起动瞬间：,n,=0,，,E,=0,，,I,ST,=,U,a,R,a,对于他励电机,=(10 20),I,N,换向决不允许,!,T,=,T,ST,=,C,T,I,ST,=(10 20),T,N,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,，,将起动电流限制在允许的范围内,随转速上升逐渐增加电枢外加电压。,一、降低电枢电压起动,8.2,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。,(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,8.2,他励直流电动机的起动,8.3,他励直流电动机的调速,n=,C,E,U,a,R,a,C,E,C,T,2,T,U,a,R,a,一、改变电枢电阻调速,O,T,n,R,a,R,a,R,r,T,L,b,c,n,0,a,I,f,U,a,I,a,U,f,R,r,M,a,O,T,n,R,a,R,a,R,r,n,0,T,L,T,L,b,c,O,T,n,R,a,R,a,R,r,n,0,b,c,a,(1),调速方向：在,n,N,以下 调节。,(2),调速的稳定性,:,差。,(3),调速范围：,D,较小。,8.3,他励直流电动机的调速,(4),调速的平滑性：,有级,(6),调速时的允许负载：,恒转矩,(5),调速的经济性：差,几个调速指标：,(1),调速方向：,向下,(,2),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,(,4),调速范围：,D,不大（,D,8,）,。,(5),调速的经济性：需要专用直流电源。,(6),调速时的允许负载,:,恒转矩调速。,二、改变电枢电压调速,O,T,n,U,a,U,a,T,L,b,c,n,0,n,0,a,8.3,他励直流电动机的调速,几个调速指标：,【,例,8.3.1,】,一台他励电动机，,P,N,=4 kW,，,U,aN,=160 V,，,I,aN,=34.4 A,，,n,N,=1 450 r/min,，拖动恒转矩负载运行，,T,L,=,T,N,。现采用改变电枢电压调速。试问要使转速降低至,1 000 r/min,，电枢电压应降低到多少,？,解：,8.3,他励直流电动机的调速,三、改变励磁电流调速,T,L,O,T,n,2,1,b,c,a,n,0,n,0,(,1),调速方向：在,n,N,以上,调节。,(2),调速的平滑性,连续调节,U,f,（或,R,f,）可实现无级调速。,8.3,他励直流电动机的调速,(3),调速的稳定性：,(,4),调速范围：,D,不大。,(,5),调速的经济性,调节,R,f,比较经济；,调节,U,f,则需要专用直流电源。,(6),调速时的允许负载：,恒功率调速。,不变，,稳定性好,。,例,一台额定运行的他励直流电动机的额定数据为：,电枢绕组的电阻,若，使磁通,减少,10,%,，求：瞬间，及重新,稳定时的电枢电流和转速分别是多少？,8.3,他励直流电动机的调速,T,L,=,T,N,I,a,E,a,I,f,R,f,KM,1,U,N,M,R,b,KM,2,方法：,保持,I,f,不变，将电枢回路从电网断开，同时串接,制动电阻,R,b,。,一、能耗制动,8.4,他励直流电动机的制动,制动前：,特性,1,。,制动开始后：,U,a,=,0,，,n,0,=,0,特性,2,n,=,R,a,R,b,C,E,C,T,2,T,制动过程,b,O,T,n,1,n,0,T,L,a,T,L,1.,能耗制动过程,迅速,自动,停机,2,8.4,他励直流电动机的制动,T,b,T,b,制动效果,2(,R,b,大,),b,O,T,n,1,T,L,a,2,(,R,b,小,),b,8.4,他励直流电动机的制动,R,b,制动快，停车迅速。,2.,能耗制动运行,下放重物,b,O,T,n,1,n,0,T,L,a,2,c,反向起动,制动过程,能耗制,动运行,8.4,他励直流电动机的制动,制动效果,n,L,n,L,2,b,O,T,n,1,T,L,a,c,2,(,R,b,小,),b,T,T,c,(,R,b,大,),R,b,下放速度,|,n,L,|,。,二、反接制动,1.,电压反向反接制动,迅速停机,电动状态,T,n,制动状态,U,a,T,L,作用？,限制,I,amax,I,a,的方向,？,T,的方向,？,n,T,E,U,a,I,a,U,f,T,L,M,U,f,M,E,I,a,R,b,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。,8.4,他励直流电动机的制动,2,n,0,O,T,n,1,n,0,T,L,制动前：,特性,1,制动开始后：,特性,2,制动过程,T,L,n,=,U,a,C,E,R,a,R,b,C,E,C,T,2,T,b,a,c,d,c,点,:,立刻断电，能停机；,未断电，反向起动。,立刻,断电,8.4,他励直流电动机的制动,制动效果,R,b,制动快。,2.,电动势反向反接制动,下放重物,8.4,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，,同时在电枢回路中串入一个电阻。,O,T,n,1,n,0,T,L,a,2,c,制动运,行状态,制动前：,特性,1,制动开始后：,特性,2,n,=,U,a,C,E,R,a,R,b,C,E,C,T,2,T,b,d,制动效果,R,b,下放速度,。,n,n,0,电动机处于发电状态，,动能转换为电能回馈电网。,三、回馈制动,特点：,E,U,a,O,T,n,1,n,0,1.,正向回馈制动,电车下坡,T,L1,2,T,L2,3,a,b,8.4,他励直流电动机的制动,T,L,在降低电枢电,压调速过程中,T,L,O,T,n,U,a1,n,01,U,a2,n,02,a,c,b,d,回馈制,动过程,在增加励磁电,流调速过程中,O,T,n,I,f1,n,01,I,f2,n,02,a,c,b,d,工作点,跳到何处？,回馈制,动过程,8.4,他励直流电动机的制动,2.,反向回馈制动,下放重物,O,T,n,1,n,0,T,L,2,n,0,a,c,b,d,e,a,点,改变,U,a,极性,n,不能跃变,c,点,b,点,反接制动,d,点,反向起动,e,点，,T,=,T,L,。,电压反向反,接制动过程,反向起动过程,回馈制动过程,回馈制,动运行,T,T,L,回馈制动,8.4,他励直流电动机的制动,制动效果,R,b,下放速度,。,减小,I,f,的人为特性,减小,I,f,的人为特性,8.5,他励电动机在四象限中的运行状态,一、电动状态,正向固有特性,反向固有特性,增加,R,a,的人为特性,增加,R,a,的人为特性,降低,U,a,的人为特性,降低,U,a,的人为特性,O,n,T,正,向,反,向,二、制动状态,O,n,T,正向回馈制动,反向回馈制动,能耗制动过程,能耗制动运行,电压反向反接制动,电动势反向反接制动,8.5,他励电动机在四象限中的运行状态,