第2章  直流电动机的电力拖动 §2.1 电力拖动系统的运动方程式和负载的转矩     特性 §2.2 他励直流电动机的机械特性  §2.3 他励直流电动机的起动 §2.4 他励直流电动机的制动 §2.5 他励直流电动机的调速  §2.1 §max.book118.com  电力拖动系统的运动方程式 §max.book118.com  负载的转矩特性     §max.book118.com  电力拖动系统的运动方程式          在现代化工业生产过程中，为了实现各种生产工艺过程，需要使用各种各样的生产机械。各种生产机械的运转，一般采用电动机来拖动，这种用电动机作为原动机来拖动生产机械运行的系统，称为电力拖动系统。            电力拖动系统的组成：电源、控制设备、电动机、传动和工作机构。 一、运动方程式 1、单轴系统 3、系统旋转运动的三种状态  §max.book118.com  负载的转矩特性 负载转矩特性：负载转矩TL与转速n的关系用曲线表示称为生产                          机械的负载转矩特性。                          一、恒转距负载特性                    所谓恒转距负载特性，是指生产机械的负载转矩TL的大小与转速n无关的特性，即无论转速怎样变化，负载转矩的大小都保持不变。根据负载转矩的方向是否与转向有关，恒转矩负载又分为反抗性恒转距负载特性和位能性恒转矩负载特性。 二、恒功率负载特性   特点：TL的大小基本上与转速n成反比，即负载功率为常数，故       称恒功率负载特性。如图 所示，是一条双曲线。切削机       床属于此类。     §2.2 §max.book118.com 机械特性的表达式 §max.book118.com 固有机械特性和人为机械特性 §max.book118.com 机械特性的求取 §max.book118.com 电力拖动系统稳定运行条件       §max.book118.com  机械特性的表达式 机械特性：电动机处于稳定运行状态时，电动机的电磁转矩Tem           与转速n的关系曲线称为电动机的机械特性。          （ Tem与n 都是机械量）  机械特性曲线：当U、R、为常数时，为一条向下倾斜的直线。                           电枢反应对机械特性的影响，可能使特性在T  较                           大时上翘，如图所示 。  §max.book118.com  固有机械特性和人为机械特性 一、固有机械特性  2、降低电枢电压时的人为机械特性 §max.book118.com  机械特性的求取                一、固有机械特性的的求取 步骤：（1）估算                          （2）计算              （3）计算理想空载点            （4）计算额定工作点数据   二、人为机械特性的的求取                 §max.book118.com   电力拖动系统稳定运行条件 一、稳定运行的概念               电力拖动系统在某种扰动作用下，离开原来的平衡状态，但仍能在新的条件下达到平衡状态，或者在扰动消失后仍能自动恢复原平衡状态，则该系统是稳定的。  二、稳定运行的条件          §2.3 §max.book118.com 电枢回路串电阻起动   §max.book118.com 降压起动 起动过程：电动机接通电源后，由静止状态加速到稳定运行状态的过程。 起动转矩Tst：电动机起动瞬间的电磁转矩。 起动电流Ist：起动瞬间的电枢电流。 §max.book118.com  电枢回路串电阻起动 一、起动过程 §max.book118.com    降压起动 当直流电源电压可调时可采用降压起动方法。  发展：过去可调的直流电源采用直流的发电机-电动机            组，现在多用晶闸管整流电源代替。  优点：起动平稳，起动过程中能量损耗小。 §2.4 §max.book118.com  能耗制动 §max.book118.com  反接制动 §max.book118.com  回馈制动 §max.book118.com  直流电动机的反转 制动的概念：从某一稳定转速开始减速到停止或限                       制位能负载下降速度的一种运行过                       程。  电机的两种运行状态：  制动状态：电磁转矩Tem的方向与转速n的方向相反。 电动状态：电磁转矩Tem的方向与转速n的方向相同。   制动的方式有三种：能耗制动、反接制动、回馈制动。                        §max.book118.com  能耗制动 1、实现能耗制动的方法     将电枢从电源上断开，通过制动电阻RB闭合。电枢电流Ia变为由Ea产生，与原来方向相反，电磁转矩 随之反向，Tem与n反向，进入制动状态，制动过程中，电动机靠系统的动能发电，消耗在电枢回路的电阻上，故称为能耗制动。    2、能耗制动时的机械特性  4、选择RB的原则        因为  所以   5、能耗制动的优点    §max.book118.com  反接制动 一、电压反接制动  1、实现方法        如图所示，使k断开、F闭合，使电枢电源反接的同时串入一个制动电阻RB,这时由于U反向,反向的电枢电流很大，产生很大的反向Tem，从而产生很强的制动作用，进入制动状态。  2、制动电阻           §max.book118.com  回馈制动 1、实现方法     他励直流电动机在电动状态下提升重物时，将电源反接，电动机进入电压反接制动状态由于Ea U，电流Ia与Ea同方向，与U反方向，所以电动机将位能转换为电能回馈电网，故称回馈制动。       §max.book118.com  直流电动机的反转                  许多生产机械要求电动机做正、反转运行，直流电机的转向由电枢电流方向和主磁场方向确定。             故方法有两种：       一是改变电枢电流方向 (即改变电枢两端的电压极性，或者说把电枢绕组两端换接。）       二是改变励磁电流的方向（很少采用） §2.5 §max.book118.com  评价调速的指标 §max.book118.com  调速方法 §max.book118.com  调速方式与负载类型的配合  调速：为了提高生产效率或满足生产工艺的要求，许多生产机            械在工作过程中都需 要调速。   电力拖动系统的调速可以采用：  机械调速：改变传动机构速比。  电气调速：改变电动机参数。即人为的改变电  动机的机械特性。   §max.book118.com  评价调速的指标  调速指标：为了评价各种调速方法的优缺点，对调速                      方法提出的一定的技术经济指标。  1、调速范围            2、静差率            §max.book118.com  调速方法 一、

电机学课件-- 直流电动机的电力拖动.ppt