電子科技大學(xué)電機(jī)拖動(dòng)第四章

1、4.1 4.1 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 除微型直流電機(jī)，一般直流電除微型直流電機(jī)，一般直流電機(jī)都不允許直接起動(dòng)。機(jī)都不允許直接起動(dòng)。電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)負(fù)載起動(dòng)拖動(dòng)負(fù)載起動(dòng)的要求：的要求：起動(dòng)時(shí)一般要求：起動(dòng)時(shí)一般要求：1、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大及起動(dòng)后轉(zhuǎn)速不致過高，避免過大的、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大及起動(dòng)后轉(zhuǎn)速不致過高，避免過大的機(jī)械沖擊；機(jī)械沖擊；2、電流沖擊不要太大，以免對(duì)電源或電機(jī)本身造成損、電流沖擊不要太大，以免對(duì)電源或電機(jī)本身造成損害；害；3、起動(dòng)過程中損耗的能量少；、起動(dòng)過程中損耗的能量少；4、設(shè)備簡單，易于控制。、設(shè)備簡單，易于控制。直流電動(dòng)機(jī)的直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)問題啟動(dòng)問題：他勵(lì)直流

2、電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)的問題：他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)的問題：(1) 起動(dòng)瞬間，轉(zhuǎn)速起動(dòng)瞬間，轉(zhuǎn)速n=0，電樞電流，電樞電流 Ia=IS=UN/Ra(1020)IN，損害換向。，損害換向。(2) TS=CTIS過大，機(jī)械沖擊較大，損害傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)過大，機(jī)械沖擊較大，損害傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)機(jī)械。機(jī)械。他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)正常起動(dòng)的條件：他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)正常起動(dòng)的條件：(1) 滿磁通啟動(dòng)滿磁通啟動(dòng)(2) 起動(dòng)電流起動(dòng)電流 IS(1.52.0)IN(3) 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 TS(1.11.2)TN4.1.1 電樞回路串電阻起動(dòng)電樞回路串電阻起動(dòng)2RRUIaNS 起動(dòng)時(shí)，保持勵(lì)磁電流起動(dòng)時(shí)，保持勵(lì)磁電流 If 為額定值，

3、為額定值，電樞回路外串電電樞回路外串電阻阻，使電樞電流和電磁轉(zhuǎn)矩處在規(guī)定范圍內(nèi)。然后減小外，使電樞電流和電磁轉(zhuǎn)矩處在規(guī)定范圍內(nèi)。然后減小外串電阻，最終將外串電阻全部切除。串電阻，最終將外串電阻全部切除。電樞回路串電阻起動(dòng)的特點(diǎn)：電樞回路串電阻起動(dòng)的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：電路結(jié)構(gòu)簡單，初期投資小。：電路結(jié)構(gòu)簡單，初期投資小。缺點(diǎn)缺點(diǎn)：一般為有級(jí)起動(dòng)；起動(dòng)過程電阻上消耗能量，不：一般為有級(jí)起動(dòng)；起動(dòng)過程電阻上消耗能量，不適于頻繁起動(dòng)的設(shè)備。適于頻繁起動(dòng)的設(shè)備。4.1.2 降電壓起動(dòng)降電壓起動(dòng)aSRUI TLTSTn 起動(dòng)時(shí)，保持勵(lì)磁電流起動(dòng)時(shí)，保持勵(lì)磁電流 If 為額定值，電樞電壓為額定值，電樞電壓 U

4、a 從零從零逐漸升高到額定值逐漸升高到額定值。降電壓起動(dòng)的特點(diǎn)降電壓起動(dòng)的特點(diǎn):n起動(dòng)時(shí)沒有附加損耗，可以將電壓連續(xù)調(diào)節(jié)；起動(dòng)時(shí)沒有附加損耗，可以將電壓連續(xù)調(diào)節(jié)；n要求電源可以連續(xù)調(diào)節(jié)，電路結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。但目前要求電源可以連續(xù)調(diào)節(jié)，電路結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。但目前直流電機(jī)的電源都為可調(diào)電源，一般都是降電壓起直流電機(jī)的電源都為可調(diào)電源，一般都是降電壓起動(dòng)多于串電阻起動(dòng)。動(dòng)多于串電阻起動(dòng)?！纠}例題8.9】Z2-71他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)額定數(shù)據(jù)為：他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)額定數(shù)據(jù)為：PN=17kW，UN=220V，IN=90A，nN=1500r/min，Ra=0.147，計(jì)算計(jì)算：(1) 直接起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)電流；直接起動(dòng)時(shí)的起

5、動(dòng)電流；(2) 拖動(dòng)額定負(fù)載起動(dòng)，若采用電拖動(dòng)額定負(fù)載起動(dòng)，若采用電樞回路串電阻啟動(dòng)，應(yīng)串入多大電阻；若降壓啟動(dòng)，電壓樞回路串電阻啟動(dòng)，應(yīng)串入多大電阻；若降壓啟動(dòng)，電壓應(yīng)降至多少？應(yīng)降至多少？(以順利起動(dòng)為條件以順利起動(dòng)為條件)解解：(1)直接起動(dòng)電流直接起動(dòng)電流(2)若要順利起動(dòng)，則令若要順利起動(dòng)，則令I(lǐng)S=2IN，則，則TS=2TN，電樞回路串電阻，電樞回路串電阻 08. 1147. 09022202aNNaSNRIURIURARUIaNS6 .1496147. 0220 降電壓起動(dòng)電源電壓降電壓起動(dòng)電源電壓VRIRIUaNaS46.26147. 09022 4.2 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速他

6、勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速本節(jié)介紹直流電動(dòng)機(jī)的電氣調(diào)本節(jié)介紹直流電動(dòng)機(jī)的電氣調(diào)速方法、調(diào)速方式、調(diào)速的性能指速方法、調(diào)速方式、調(diào)速的性能指標(biāo)。標(biāo)。4.2.1 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法n通過改變傳動(dòng)機(jī)構(gòu)速比的調(diào)速方法為通過改變傳動(dòng)機(jī)構(gòu)速比的調(diào)速方法為機(jī)械調(diào)速機(jī)械調(diào)速，通過改變電動(dòng)機(jī)參數(shù)而改變系統(tǒng)運(yùn)行轉(zhuǎn)速的調(diào)速通過改變電動(dòng)機(jī)參數(shù)而改變系統(tǒng)運(yùn)行轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法為方法為電氣調(diào)速電氣調(diào)速。n由他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性可以看出：可以通由他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性可以看出：可以通過三種方法對(duì)電機(jī)進(jìn)行過三種方法對(duì)電機(jī)進(jìn)行電氣調(diào)速電氣調(diào)速、。一、電樞回路串電阻調(diào)速一、電樞回路串電阻調(diào)速NNUU 固有

7、機(jī)械特性固有機(jī)械特性基速基速從基速向下調(diào)速；從基速向下調(diào)速；機(jī)械特性會(huì)變軟；機(jī)械特性會(huì)變軟；有級(jí)調(diào)速。有級(jí)調(diào)速。二、降電壓調(diào)速二、降電壓調(diào)速NaRR 從基速向下調(diào)；從基速向下調(diào)；機(jī)械特性硬度不機(jī)械特性硬度不變；無級(jí)調(diào)速。變；無級(jí)調(diào)速。三、弱磁調(diào)速三、弱磁調(diào)速aNRRUU 從基速向上調(diào)速；從基速向上調(diào)速；機(jī)械特性會(huì)變軟；機(jī)械特性會(huì)變軟；無級(jí)調(diào)速。無級(jí)調(diào)速。問題：問題： 為什么采用減弱磁通升速方法時(shí)，所帶負(fù)載不能太大，為什么采用減弱磁通升速方法時(shí)，所帶負(fù)載不能太大，磁通不能減少太多？磁通不能減少太多？【例題例題】一臺(tái)他勵(lì)電動(dòng)機(jī)，一臺(tái)他勵(lì)電動(dòng)機(jī)， PN=4kW，UaN=160V，IaN=34.4A，

8、nN=1450r/min，用它拖動(dòng)通風(fēng)機(jī)負(fù)載在額定狀態(tài)，用它拖動(dòng)通風(fēng)機(jī)負(fù)載在額定狀態(tài)運(yùn)行?，F(xiàn)采用改變電樞電路電阻調(diào)速。試問要使轉(zhuǎn)速降低至運(yùn)行?，F(xiàn)采用改變電樞電路電阻調(diào)速。試問要使轉(zhuǎn)速降低至1200r/min，需在電樞電路串聯(lián)多大的電阻，需在電樞電路串聯(lián)多大的電阻Rr？解：忽略空載損耗解：忽略空載損耗P0，則額定運(yùn)行時(shí)電樞電動(dòng)勢(shì)，則額定運(yùn)行時(shí)電樞電動(dòng)勢(shì)電樞回路總電阻電樞回路總電阻VIPEaNNaN28.1164 .344000 27. 14 .344 .344000160aNaNNaNaNaNaNaIIPUIEUR0802. 0145028.116 NaNNEnEC 通風(fēng)機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速平方成正

9、比，在磁通不變的情況通風(fēng)機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速平方成正比，在磁通不變的情況下，電樞電流與電磁轉(zhuǎn)矩成正比，則轉(zhuǎn)速為下，電樞電流與電磁轉(zhuǎn)矩成正比，則轉(zhuǎn)速為1200r/min時(shí)的時(shí)的電樞電流為：電樞電流為：AInnInInTICTaNNaaLaT56.234 .34145012002222 根據(jù)調(diào)速點(diǎn)處電樞回路方程根據(jù)調(diào)速點(diǎn)處電樞回路方程得外串電阻為得外串電阻為 raaaaNRRIEU 436. 127. 156.2312000802. 0160aaNEaNaaaaNrRInCURIEUR【例題例題】一臺(tái)他勵(lì)電動(dòng)機(jī)，一臺(tái)他勵(lì)電動(dòng)機(jī)， PN=4kW，UaN=160V，IaN=34.4A，nN=1450r/m

10、in，用它拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行，負(fù)載，用它拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行，負(fù)載轉(zhuǎn)矩為電動(dòng)機(jī)的額定值?，F(xiàn)采用改變電樞電壓調(diào)速，試問要轉(zhuǎn)矩為電動(dòng)機(jī)的額定值?，F(xiàn)采用改變電樞電壓調(diào)速，試問要使轉(zhuǎn)速降低至使轉(zhuǎn)速降低至1000r/min，電樞電壓應(yīng)降為多少？，電樞電壓應(yīng)降為多少？解：忽略空載損耗解：忽略空載損耗P0，則額定運(yùn)行時(shí)電樞電動(dòng)勢(shì)，則額定運(yùn)行時(shí)電樞電動(dòng)勢(shì)電樞回路總電阻電樞回路總電阻VIPEaNNaN28.1164 .344000 27. 14 .344 .344000160aNaNNaNaNaNaNaIIPUIEUR0802. 0145028.116 NaNNEnEC 電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)額定恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，因此各調(diào)速點(diǎn)電樞

11、電流都電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)額定恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，因此各調(diào)速點(diǎn)電樞電流都為額定電流，則轉(zhuǎn)速為為額定電流，則轉(zhuǎn)速為1000r/min時(shí)，根據(jù)電樞回路方程：時(shí)，根據(jù)電樞回路方程：VRInCRIEUaaNNEaaNaa9 .12327. 14 .3410000802. 0 【例題例題】一臺(tái)他勵(lì)電動(dòng)機(jī)，一臺(tái)他勵(lì)電動(dòng)機(jī)， PN=22kW，UaN=220V，IaN=115A，nN=1500r/min，Ra=0.1，忽略空載轉(zhuǎn)矩忽略空載轉(zhuǎn)矩T0，電，電動(dòng)機(jī)帶額定恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行，要求把轉(zhuǎn)速降到動(dòng)機(jī)帶額定恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行，要求把轉(zhuǎn)速降到1000r/min，計(jì)算計(jì)算：(1)采用電樞串電阻調(diào)速需串入的電阻值；采用電樞串電阻調(diào)速需串入的

12、電阻值；(2)采用降采用降低電源電壓調(diào)速需要把電源電壓降到多少？低電源電壓調(diào)速需要把電源電壓降到多少？(3) 上述兩種調(diào)上述兩種調(diào)速情況下，電動(dòng)機(jī)的輸入功率與輸出功率速情況下，電動(dòng)機(jī)的輸入功率與輸出功率(輸入功率不計(jì)勵(lì)輸入功率不計(jì)勵(lì)磁回路的功率磁回路的功率)。解：解：(1)電動(dòng)機(jī)額定狀態(tài)運(yùn)行電動(dòng)機(jī)額定狀態(tài)運(yùn)行139. 015001 . 0115220 NaNNNEnRIUC(2) 采用降低電源電壓調(diào)速，電樞電壓為采用降低電源電壓調(diào)速，電樞電壓為(3) 電樞回路串電阻調(diào)速，輸入功率電樞回路串電阻調(diào)速，輸入功率忽略空載轉(zhuǎn)矩，輸出功率忽略空載轉(zhuǎn)矩，輸出功率WnnPnnPTPNNNN7 .146661

13、00015002200060255. 922 WIUPaNaN253001152201 VRInCUaaNNEa5 .1501 . 01151000139. 0 604. 01 . 01151000139. 0220aaNNEaNRInCUR電樞回路串電阻調(diào)速，所串電阻電樞回路串電阻調(diào)速，所串電阻降低電源電壓調(diào)速，輸入功率降低電源電壓調(diào)速，輸入功率WIUPaNa5 .173071155 .1501 輸出功率與電樞回路串電阻調(diào)速相同。輸出功率與電樞回路串電阻調(diào)速相同。【例題例題】一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)額定功率一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)額定功率PN=7.5kW，UN=220V，IN=41A，nN=1500r/

14、min，Ra=0.376，拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)，拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行，矩負(fù)載運(yùn)行，TL=TN，把電源電壓降到，把電源電壓降到150V，問，問：(1) 電源電源電壓降低了但電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速還來不及變化的瞬間，電動(dòng)機(jī)的電壓降低了但電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速還來不及變化的瞬間，電動(dòng)機(jī)的電樞電流及電磁轉(zhuǎn)矩各是多大？電力拖動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)轉(zhuǎn)矩是電樞電流及電磁轉(zhuǎn)矩各是多大？電力拖動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)轉(zhuǎn)矩是多大？多大？(2) 穩(wěn)定運(yùn)行轉(zhuǎn)速是多少？穩(wěn)定運(yùn)行轉(zhuǎn)速是多少？解解：(1)電動(dòng)機(jī)額定狀態(tài)運(yùn)行電動(dòng)機(jī)額定狀態(tài)運(yùn)行在電源電壓降低瞬間電樞電流在電源電壓降低瞬間電樞電流ARnCUIaNNea2 .145376. 015001364. 0150 1364. 0150

15、0376. 041220 NaNNNenRIUC則電磁轉(zhuǎn)矩為則電磁轉(zhuǎn)矩為額定電磁轉(zhuǎn)矩為額定電磁轉(zhuǎn)矩為動(dòng)轉(zhuǎn)矩為動(dòng)轉(zhuǎn)矩為(2) 電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行轉(zhuǎn)速為電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行轉(zhuǎn)速為min/9871364. 0376. 041150rCRIUnNeaN mNTTTTTNL 5 .2424 .531 .189mNICICTNNeNNTN 4 .53411364. 055. 955. 9 mNICICTaNeaNT 1 .1892 .1451364. 055. 955. 94.2.2 調(diào)速的性能指標(biāo)調(diào)速的性能指標(biāo)n調(diào)速的性能指標(biāo)是決定電動(dòng)機(jī)選擇哪一種調(diào)速方法調(diào)速的性能指標(biāo)是決定電動(dòng)機(jī)選擇哪一種調(diào)速方法的依據(jù)，主要的

16、性能指標(biāo)有四個(gè)方面：的依據(jù)，主要的性能指標(biāo)有四個(gè)方面：、。一、調(diào)速方式一、調(diào)速方式調(diào)速時(shí)功率和轉(zhuǎn)矩調(diào)速時(shí)功率和轉(zhuǎn)矩n“調(diào)速方式調(diào)速方式”問題討論一種具體的調(diào)速方法是否與問題討論一種具體的調(diào)速方法是否與負(fù)載相負(fù)載相的問題，以便在調(diào)速過程中，電動(dòng)機(jī)的問題，以便在調(diào)速過程中，電動(dòng)機(jī)都能得到都能得到。 電動(dòng)機(jī)在長期運(yùn)行的條件下，電電動(dòng)機(jī)在長期運(yùn)行的條件下，電樞電流規(guī)定的上限值就是電樞額定電樞電流規(guī)定的上限值就是電樞額定電流。充分利用電動(dòng)機(jī)，就是讓它工作流。充分利用電動(dòng)機(jī)，就是讓它工作在電樞電流為額定值的情況下。在電樞電流為額定值的情況下。恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式n在某種調(diào)速方法中，保持在某種調(diào)速方

17、法中，保持，若電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩恒定不變，則稱這種調(diào)速方法屬若電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩恒定不變，則稱這種調(diào)速方法屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式。于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式。n電樞回路串電阻電樞回路串電阻和和降電壓的調(diào)速降電壓的調(diào)速方法屬于恒轉(zhuǎn)矩的方法屬于恒轉(zhuǎn)矩的調(diào)速方式。調(diào)速方式。n恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式與恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式與恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載相匹配。相匹配。nTn0RaTLn1n2n3p 電樞回路串電阻調(diào)速電樞回路串電阻調(diào)速當(dāng)當(dāng)Ia=IN=常數(shù)時(shí)，常數(shù)時(shí)，T=CTIa=常數(shù)，常數(shù)，因此，為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式，與恒轉(zhuǎn)因此，為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式，與恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載相匹配。矩負(fù)載相匹配。a.帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)，各個(gè)調(diào)速點(diǎn)電樞帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)，各個(gè)調(diào)速點(diǎn)電樞電流電

18、流 Ia 相同，電動(dòng)機(jī)利用率相同。相同，電動(dòng)機(jī)利用率相同。nTn0RaT1n1n2n3T2T3b.帶恒功率負(fù)載時(shí)，帶恒功率負(fù)載時(shí)，T1T2T3，當(dāng)，當(dāng)磁通恒定時(shí)，磁通恒定時(shí)，Ia1Ia2Ia3，各個(gè)調(diào)速，各個(gè)調(diào)速點(diǎn)電動(dòng)機(jī)利用率不同。點(diǎn)電動(dòng)機(jī)利用率不同。p 降低電樞電壓調(diào)速降低電樞電壓調(diào)速當(dāng)當(dāng)Ia=IN=常數(shù)時(shí)，常數(shù)時(shí)，T=CTIa=常數(shù)，常數(shù)，因此，為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式，與恒轉(zhuǎn)因此，為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式，與恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載相匹配。矩負(fù)載相匹配。a.帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)，各個(gè)調(diào)速點(diǎn)電樞帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)，各個(gè)調(diào)速點(diǎn)電樞電流電流 Ia 相同，電動(dòng)機(jī)利用率相同。相同，電動(dòng)機(jī)利用率相同。b.帶恒功率負(fù)載時(shí)，帶恒功率負(fù)載時(shí)，T

19、1T2T3，當(dāng)，當(dāng)磁通恒定時(shí)，磁通恒定時(shí)，Ia1Ia2Ia3，各個(gè)調(diào)速，各個(gè)調(diào)速點(diǎn)電動(dòng)機(jī)利用率不同。點(diǎn)電動(dòng)機(jī)利用率不同。nTn0UNU1U2U2U1n01n02n1n2n3TLnTn0UNU1U2n01n02n1n2n3T1T2T3恒功率調(diào)速方式：恒功率調(diào)速方式：n在某種調(diào)速方法中，保持在某種調(diào)速方法中，保持，若電動(dòng)機(jī)電磁功率恒定不變，則稱這種調(diào)速方法屬若電動(dòng)機(jī)電磁功率恒定不變，則稱這種調(diào)速方法屬于恒功率調(diào)速方式。于恒功率調(diào)速方式。n弱磁升速弱磁升速屬于恒功率調(diào)速方式。屬于恒功率調(diào)速方式。n恒功率調(diào)速方式與恒功率調(diào)速方式與恒功率負(fù)載恒功率負(fù)載相匹配。相匹配。p 改變磁通調(diào)速改變磁通調(diào)速當(dāng)當(dāng)Ia

20、=IN=常數(shù)時(shí)，常數(shù)時(shí)，T=CTIa常數(shù)，常數(shù)，Pe=UaIa-Ia2Ra=常數(shù)，為恒功率調(diào)速常數(shù)，為恒功率調(diào)速方式，與恒功率負(fù)載相匹配。方式，與恒功率負(fù)載相匹配。a.帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)，各個(gè)調(diào)速點(diǎn)帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)，各個(gè)調(diào)速點(diǎn)T相相同，但同，但不同，因此不同，因此電樞電流電樞電流 Ia 不不同，電動(dòng)機(jī)利用率不同。同，電動(dòng)機(jī)利用率不同。b.帶恒功率負(fù)載時(shí)，雖然帶恒功率負(fù)載時(shí)，雖然T2T1，但，但PL= Pe=UaIa-Ia2Ra=常數(shù)，則常數(shù)，則Ia1=Ia2，各個(gè)調(diào)速點(diǎn)電動(dòng)機(jī)利用率相同。各個(gè)調(diào)速點(diǎn)電動(dòng)機(jī)利用率相同。n1n2TLnTn0N11Nn01n1n2T1nTn0N11Nn01T2匹配問題：匹配

21、問題：n恒功率調(diào)速方式與恒功率負(fù)載相匹配；恒功率調(diào)速方式與恒功率負(fù)載相匹配；n恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式與恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載相匹配。恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式與恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載相匹配。n泵類負(fù)載無論采用哪種調(diào)速方法都不能達(dá)到匹配。泵類負(fù)載無論采用哪種調(diào)速方法都不能達(dá)到匹配?！纠}例題】某臺(tái)某臺(tái)Z2-71他勵(lì)電動(dòng)機(jī)，他勵(lì)電動(dòng)機(jī)， PN=17kW，UaN=220V，IaN=90A，nN=1500r/min，Ra=0.147。該。該電動(dòng)機(jī)在額定電壓電動(dòng)機(jī)在額定電壓額定磁通時(shí)，拖動(dòng)某負(fù)載運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速額定磁通時(shí)，拖動(dòng)某負(fù)載運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速1550r/min，當(dāng)負(fù)載，當(dāng)負(fù)載要求向下調(diào)速，最低轉(zhuǎn)速要求向下調(diào)速，最低轉(zhuǎn)速nmin=600r/min，現(xiàn)

22、采用降壓調(diào)速方，現(xiàn)采用降壓調(diào)速方法，請(qǐng)計(jì)算下面兩種情況下調(diào)速時(shí)電樞電流的變化范圍法，請(qǐng)計(jì)算下面兩種情況下調(diào)速時(shí)電樞電流的變化范圍：(1)該負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載；該負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載；(2)該負(fù)載為恒功率負(fù)載。該負(fù)載為恒功率負(fù)載。解：解：(1)電動(dòng)機(jī)額定狀態(tài)運(yùn)行電動(dòng)機(jī)額定狀態(tài)運(yùn)行1378. 01500147. 090220 NaNNNEnRIUC帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，磁通不變，電樞電流不變，則當(dāng)轉(zhuǎn)速為帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，磁通不變，電樞電流不變，則當(dāng)轉(zhuǎn)速為600r/min時(shí)，電樞電流時(shí)，電樞電流 Ia=43.61A(2) 帶恒功率負(fù)載，轉(zhuǎn)速為帶恒功率負(fù)載，轉(zhuǎn)速為1550r/min時(shí)，電樞電流時(shí)，電樞電流帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，

23、轉(zhuǎn)速為帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，轉(zhuǎn)速為1550r/min時(shí)，電樞電流為時(shí)，電樞電流為AIa61.431 ARnCUREUIaNEaNaaaNa61.43147. 015501378. 0220 轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)速為nmin=600r/min時(shí)，設(shè)電樞電流為時(shí)，設(shè)電樞電流為Ia2，有，有1122112min112min112min121min155043.61112.7600ENaENaaaaaTTT nT nCI nCI nI nI nnIIAn 二、調(diào)速范圍和靜差率二、調(diào)速范圍和靜差率n調(diào)速范圍是指電動(dòng)機(jī)在調(diào)速范圍是指電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩 調(diào)速時(shí)，其調(diào)速時(shí)，其最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比，用最高轉(zhuǎn)速與最低

24、轉(zhuǎn)速之比，用D表示。表示。NTTnnD minmax：最高轉(zhuǎn)速受電動(dòng)機(jī)的換向及機(jī)械強(qiáng)度限制，最低：最高轉(zhuǎn)速受電動(dòng)機(jī)的換向及機(jī)械強(qiáng)度限制，最低轉(zhuǎn)速受生產(chǎn)機(jī)械對(duì)轉(zhuǎn)速相對(duì)穩(wěn)定性要求（即靜差率要求）轉(zhuǎn)速受生產(chǎn)機(jī)械對(duì)轉(zhuǎn)速相對(duì)穩(wěn)定性要求（即靜差率要求）的限制。的限制。n靜差率靜差率 或稱或稱轉(zhuǎn)速變化率轉(zhuǎn)速變化率，是指電動(dòng)機(jī)由理想空載到額定負(fù)，是指電動(dòng)機(jī)由理想空載到額定負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)速的變化率。載時(shí)轉(zhuǎn)速的變化率。NNTTTTnnnnn 000 ：靜差率越小，轉(zhuǎn)速的相對(duì)穩(wěn)定性越好，負(fù)載波動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)：靜差率越小，轉(zhuǎn)速的相對(duì)穩(wěn)定性越好，負(fù)載波動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速變化也越小。速變化也越小。(1) 靜差率與機(jī)械特性的硬度有關(guān)。硬度越大

25、，靜差率越小，穩(wěn)定靜差率與機(jī)械特性的硬度有關(guān)。硬度越大，靜差率越小，穩(wěn)定性越好；硬度越小，靜差率越大，穩(wěn)定性越差；性越好；硬度越小，靜差率越大，穩(wěn)定性越差；(2) 靜差率與理想空載轉(zhuǎn)速靜差率與理想空載轉(zhuǎn)速n0有關(guān)，有關(guān)，n0越大，靜差率越小，穩(wěn)定性越大，靜差率越小，穩(wěn)定性越好；越好；n0越小，靜差率越大，穩(wěn)定性越差。越小，靜差率越大，穩(wěn)定性越差。：靜差率越小，轉(zhuǎn)速的相對(duì)穩(wěn)定性越好，負(fù)載波動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)：靜差率越小，轉(zhuǎn)速的相對(duì)穩(wěn)定性越好，負(fù)載波動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速變化也越小。速變化也越小。調(diào)速范圍和靜差率之間的關(guān)系：調(diào)速范圍和靜差率之間的關(guān)系：對(duì)于降低電壓調(diào)速，有：對(duì)于降低電壓調(diào)速，有：3max33min30n

26、nnnTTnDnnnnnnnN 對(duì)于串電阻調(diào)速，有：對(duì)于串電阻調(diào)速，有：0max00min0020nDnnnnnnnnnnTTN 結(jié)論結(jié)論： 靜差率與調(diào)速范圍指標(biāo)相互制約。實(shí)際調(diào)速中，應(yīng)在滿靜差率與調(diào)速范圍指標(biāo)相互制約。實(shí)際調(diào)速中，應(yīng)在滿足調(diào)速靜差率要求的前提下，提高調(diào)速范圍。足調(diào)速靜差率要求的前提下，提高調(diào)速范圍。【例題例題】某臺(tái)他勵(lì)電動(dòng)機(jī)，某臺(tái)他勵(lì)電動(dòng)機(jī)， PN=60kW，UaN=220V，IaN=305A，nN=1000r/min，Ra=0.04。求下列情況下電動(dòng)機(jī)。求下列情況下電動(dòng)機(jī)的調(diào)速范圍的調(diào)速范圍：(1)靜差率靜差率30%，電樞串電阻調(diào)速；，電樞串電阻調(diào)速；(2)靜差靜差率率20

27、%，電樞串電阻調(diào)速；，電樞串電阻調(diào)速；(3)靜差率靜差率20%，降低電源，降低電源電壓調(diào)速。電壓調(diào)速。解：解：(1)電動(dòng)機(jī)額定狀態(tài)運(yùn)行電動(dòng)機(jī)額定狀態(tài)運(yùn)行2078. 0100004. 0305220 NaNNNEnRIUC理想空載轉(zhuǎn)速理想空載轉(zhuǎn)速min/7 .10582078. 02200rCUnNEaN 靜差率靜差率30%，電樞串電阻調(diào)速，則有，電樞串電阻調(diào)速，則有得最低轉(zhuǎn)速得最低轉(zhuǎn)速調(diào)速范圍調(diào)速范圍(2) 靜差率靜差率20%，電樞串電阻調(diào)速，最低轉(zhuǎn)速，電樞串電阻調(diào)速，最低轉(zhuǎn)速%300min0 nnn min/1 .7417 .10583 . 07 .105800minrnnn 35. 11

28、.7411000minminmax nnnnDNmin/96.8467 .10582 . 07 .105800minrnnn (3) 靜差率靜差率20%，降低電源電壓調(diào)速，額定轉(zhuǎn)速降落，降低電源電壓調(diào)速，額定轉(zhuǎn)速降落最低轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的最低理想空載轉(zhuǎn)速最低轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的最低理想空載轉(zhuǎn)速最低轉(zhuǎn)速最低轉(zhuǎn)速min/8 .2347 .585 .29301minrnnnN min/5 .2932 . 07 .5801rnnN min/7 .5810007 .10580rnnnNN 18. 196.8461000minminmax nnnnDN調(diào)速范圍調(diào)速范圍調(diào)速范圍調(diào)速范圍26. 48 .2341000minmi

29、nmax nnnnDN【例題例題】Z2-62他勵(lì)電動(dòng)機(jī)，他勵(lì)電動(dòng)機(jī)， PN=13kW，UaN=220V，IN=68.7A，nN=1500r/min，Ra=0.224，電樞串電阻調(diào)速，電樞串電阻調(diào)速，要求要求=30%。求。求：(1)電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)的最低轉(zhuǎn)速；電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)的最低轉(zhuǎn)速；(2)調(diào)速范圍；調(diào)速范圍；(3)電樞需串入的電阻最大值；電樞需串入的電阻最大值；(4) 運(yùn)行在最低運(yùn)行在最低速帶額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸入功率、輸出功率速帶額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸入功率、輸出功率(忽略忽略T0)及外串電阻上的損耗。及外串電阻上的損耗。解：解：(1)電動(dòng)機(jī)額定狀態(tài)運(yùn)行電動(dòng)機(jī)額定狀態(tài)

30、運(yùn)行1364. 01500224. 07 .68220 NaNNNEnRIUC理想空載轉(zhuǎn)速理想空載轉(zhuǎn)速min/9 .16121364. 02200rCUnNEN 滿足靜差率要求的最低轉(zhuǎn)速為滿足靜差率要求的最低轉(zhuǎn)速為(2)調(diào)速范圍為調(diào)速范圍為(3)電樞回路所串電阻為電樞回路所串電阻為 74. 0224. 07 .6811291364. 0220minaNNeNRInCUR33. 111291500minminmax nnnnDN min/11293 . 019 .16121max0minrnn (4)電動(dòng)機(jī)的輸入功率電動(dòng)機(jī)的輸入功率電動(dòng)機(jī)的輸出功率電動(dòng)機(jī)的輸出功率(兩種計(jì)算方法兩種計(jì)算方法)外串

31、電阻上的功率損耗外串電阻上的功率損耗WRIPNR6 .349274. 07 .6822 WInCIEPPNNeNaM5 .105797 .6811291364. 0min2 WnnPTPNNL4 .978060112914. 3215001355. 960255. 9minmin2 WIUPNN151147 .682201 【例題例題】上題中的電動(dòng)機(jī)上題中的電動(dòng)機(jī)，降低電源電壓調(diào)速，要求，降低電源電壓調(diào)速，要求=30%。求求：(1)電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)的最低轉(zhuǎn)速；電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)的最低轉(zhuǎn)速；(2)調(diào)速范圍；調(diào)速范圍；(3)電源電壓需要調(diào)到的最低值；電源電壓需要調(diào)到的最低值；(4) 運(yùn)行

32、在最低速帶額定負(fù)運(yùn)行在最低速帶額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸入功率、輸出功率載轉(zhuǎn)矩時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸入功率、輸出功率(忽略空載損耗忽略空載損耗)。解：解：(1)由上題可知由上題可知CEN=0.1364，n0=1612.9r/min，則額定，則額定轉(zhuǎn)速降落轉(zhuǎn)速降落最低轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的最低理想空載轉(zhuǎn)速為最低轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的最低理想空載轉(zhuǎn)速為min/9 .11215009 .16120rnnnNN min/3 .3763 . 09 .1123 . 0min0rnnN 最低轉(zhuǎn)速為最低轉(zhuǎn)速為(2)調(diào)速范圍為調(diào)速范圍為(3)電源電壓最低值為電源電壓最低值為VRInCUaNNe3 .51224. 07 .684 .263136

33、4. 0minmin 69. 54 .2631500min nnDNmin/4 .2639 .1123 .376min0minrnnnN (4)電動(dòng)機(jī)的輸入功率為電動(dòng)機(jī)的輸入功率為電動(dòng)機(jī)的輸出功率為電動(dòng)機(jī)的輸出功率為WInCIEPPNNeNaM2 .24687 .684 .2631364. 0min2 WUIPN3 .35247 .683 .511 【例題例題8.19】判斷下列的結(jié)論是否正確。判斷下列的結(jié)論是否正確。(1)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)降低電源電壓調(diào)速屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式，他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)降低電源電壓調(diào)速屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式，因此只能拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行。因此只能拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行。(2)他勵(lì)直流電動(dòng)

34、機(jī)電源電壓為額定值，電樞回路不串電阻，他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電源電壓為額定值，電樞回路不串電阻，減弱磁通時(shí)，無論拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載還是恒功率負(fù)載，只要負(fù)減弱磁通時(shí)，無論拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載還是恒功率負(fù)載，只要負(fù)載轉(zhuǎn)矩不過大，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速都升高。載轉(zhuǎn)矩不過大，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速都升高。(3)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)降壓或串電阻調(diào)速時(shí)，最大靜差率數(shù)值越他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)降壓或串電阻調(diào)速時(shí)，最大靜差率數(shù)值越大，調(diào)速范圍也越大。大，調(diào)速范圍也越大。(4)降低電源電壓調(diào)速的他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)帶額定轉(zhuǎn)矩運(yùn)行時(shí)，降低電源電壓調(diào)速的他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)帶額定轉(zhuǎn)矩運(yùn)行時(shí)，不論轉(zhuǎn)速高低，電樞電流都為額定電流。不論轉(zhuǎn)速高低，電樞電流都為額定電流。解：解：(1)他

35、勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)降低電源電壓調(diào)速屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)降低電源電壓調(diào)速屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式，因此只能拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行。式，因此只能拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行。 錯(cuò)誤。調(diào)速方式性能指標(biāo)只表征了某種調(diào)速方法與負(fù)載錯(cuò)誤。調(diào)速方式性能指標(biāo)只表征了某種調(diào)速方法與負(fù)載的匹配程度，降低電源電壓調(diào)速屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式，與恒的匹配程度，降低電源電壓調(diào)速屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式，與恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載相匹配，即在各個(gè)調(diào)速穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)，電機(jī)電樞電流轉(zhuǎn)矩負(fù)載相匹配，即在各個(gè)調(diào)速穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)，電機(jī)電樞電流保持恒定。但這種調(diào)速方法也能拖動(dòng)其它性質(zhì)的負(fù)載，只不保持恒定。但這種調(diào)速方法也能拖動(dòng)其它性質(zhì)的負(fù)載，只不過在各個(gè)調(diào)速穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)，電動(dòng)機(jī)電樞電

36、流不同，電動(dòng)機(jī)的過在各個(gè)調(diào)速穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)，電動(dòng)機(jī)電樞電流不同，電動(dòng)機(jī)的利用率不同。利用率不同。 解：解：(2)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電源電壓為額定值，電樞回路不串電他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電源電壓為額定值，電樞回路不串電阻，減弱磁通時(shí)，無論拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載還是恒功率負(fù)載，只阻，減弱磁通時(shí)，無論拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載還是恒功率負(fù)載，只要負(fù)載轉(zhuǎn)矩不過大，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速都升高。要負(fù)載轉(zhuǎn)矩不過大，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速都升高。 正確。弱磁一般情況下都會(huì)升速，但當(dāng)磁通很小，或者正確。弱磁一般情況下都會(huì)升速，但當(dāng)磁通很小，或者負(fù)載轉(zhuǎn)矩很大時(shí)，弱磁不僅不能升速，反而會(huì)降速。因此，負(fù)載轉(zhuǎn)矩很大時(shí)，弱磁不僅不能升速，反而會(huì)降速。因此，采用減弱磁通的方法

37、調(diào)速時(shí)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩不能過大，磁通不能采用減弱磁通的方法調(diào)速時(shí)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩不能過大，磁通不能太小。太小。nTn0N110，電動(dòng)機(jī)反向加速，電動(dòng)機(jī)反向加速，T上升，直到上升，直到T=TL電動(dòng)機(jī)穩(wěn)速運(yùn)行電動(dòng)機(jī)穩(wěn)速運(yùn)行在在c點(diǎn)。點(diǎn)。(4) c點(diǎn)為能耗制動(dòng)運(yùn)行點(diǎn)。點(diǎn)為能耗制動(dòng)運(yùn)行點(diǎn)。nTTLn0ab0Tbc【例題例題】一臺(tái)他勵(lì)電動(dòng)機(jī)，一臺(tái)他勵(lì)電動(dòng)機(jī)，PN=22kW，UaN=440V，IaN=65.3A，nN=600r/min，Iamax=2IaN，T0忽略不計(jì)。試求：忽略不計(jì)。試求：(1) 拖動(dòng)拖動(dòng)TL=0.8TN的反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，采用能耗制動(dòng)實(shí)現(xiàn)的反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，采用能耗制動(dòng)實(shí)現(xiàn)迅速停機(jī)，電樞電路至少

38、應(yīng)串聯(lián)多大的制動(dòng)電阻？迅速停機(jī)，電樞電路至少應(yīng)串聯(lián)多大的制動(dòng)電阻？ (2) 拖動(dòng)拖動(dòng)TL=0.8TN的位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，采用能耗制動(dòng)以的位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，采用能耗制動(dòng)以300r/min的的速度下放重物，電樞電路應(yīng)串聯(lián)多大的制動(dòng)電阻？速度下放重物，電樞電路應(yīng)串聯(lián)多大的制動(dòng)電阻？ 解解：(1) 忽略空載損耗忽略空載損耗P0，則額定運(yùn)行時(shí)的電樞電動(dòng)勢(shì)，則額定運(yùn)行時(shí)的電樞電動(dòng)勢(shì)電樞回路總電阻電樞回路總電阻VIPEaNNaN91.3363 .6522000 58. 13 .6591.336440aNaNaNaIEUR電機(jī)拖動(dòng)電機(jī)拖動(dòng)TL=0.8TN恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，由于磁通不變，則電樞電流恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，由于磁通

39、不變，則電樞電流Ia=0.8IaN，則電動(dòng)運(yùn)行點(diǎn)電樞電動(dòng)勢(shì)為，則電動(dòng)運(yùn)行點(diǎn)電樞電動(dòng)勢(shì)為電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)瞬間，轉(zhuǎn)速不能突變，電樞電流最大值為電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)瞬間，轉(zhuǎn)速不能突變，電樞電流最大值為Iamax=2IaN，則外串電阻為，則外串電阻為max357.461.581.15722 65.3araaaaaNERRIERI VRIUEaaNaa46.35758. 13 .658 . 04408 . 0 5615. 060091.336 NaNNEnECnTTLn0ab0Tb(2) 下放位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載下放位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載TL=0.8TN，則，則Ia=0.8IaN，則外串電，則外串電阻為阻為 64. 15

40、8. 13 .658 . 03005615. 08 . 08 . 0aaNNEaaNaaaarRInCRIERIERnTTLn0ab0Tbc三三. 反接制動(dòng)反接制動(dòng)1. 電樞電壓反向的反接制動(dòng)電樞電壓反向的反接制動(dòng)迅速停機(jī)迅速停機(jī)(1) 電樞電壓反向的反接制動(dòng)電路圖電樞電壓反向的反接制動(dòng)電路圖IaIa+-Ua正常電動(dòng)運(yùn)行時(shí)，正常電動(dòng)運(yùn)行時(shí)，Z閉合，閉合，F(xiàn)斷開；當(dāng)在電動(dòng)運(yùn)行時(shí)，將斷開；當(dāng)在電動(dòng)運(yùn)行時(shí)，將Z斷斷開，開，F(xiàn)閉合，則進(jìn)入電壓反向的反接制動(dòng)。閉合，則進(jìn)入電壓反向的反接制動(dòng)。(2) 電樞回路方程及機(jī)械特性電樞回路方程及機(jī)械特性 NaaaUEIRR TCCRRCUnNTEaNEN2 (3)

41、 功率流向功率流向負(fù)載機(jī)械能負(fù)載機(jī)械能電樞繞組電樞繞組電能電能電源電源電樞繞組電樞繞組電能電能電樞回路總電阻熱能電樞回路總電阻熱能若若n=0時(shí)，不通過外力使轉(zhuǎn)軸靜止則時(shí)，不通過外力使轉(zhuǎn)軸靜止則：a. 反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載 TL Tc 時(shí)，電動(dòng)機(jī)反向加速到時(shí)，電動(dòng)機(jī)反向加速到d點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行；點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行；b. 位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，電動(dòng)機(jī)反向加速到位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，電動(dòng)機(jī)反向加速到e點(diǎn)。點(diǎn)。(4) 反接制動(dòng)停車過程反接制動(dòng)停車過程nTTLn0ab0Tbc-n0TLde電動(dòng)電動(dòng)反接制動(dòng)：反接制動(dòng)：a. 機(jī)械特性機(jī)械特性，轉(zhuǎn)速不能，轉(zhuǎn)速不能突變工作點(diǎn)突變工作點(diǎn)ab；b. Tb與與n反向，起制動(dòng)作

42、用。反向，起制動(dòng)作用。T與與TL共同作用，共同作用，n減速直到減速直到n=0，即，即bc為停車過程。為停車過程。2. 電動(dòng)勢(shì)反向反接制動(dòng)電動(dòng)勢(shì)反向反接制動(dòng)(倒拉反轉(zhuǎn)倒拉反轉(zhuǎn))下放重物下放重物(1) 電動(dòng)勢(shì)反向反接制動(dòng)電路圖電動(dòng)勢(shì)反向反接制動(dòng)電路圖當(dāng)在電動(dòng)運(yùn)行提升重物時(shí)，電樞回路里串入大電阻，使電當(dāng)在電動(dòng)運(yùn)行提升重物時(shí)，電樞回路里串入大電阻，使電動(dòng)勢(shì)反向動(dòng)勢(shì)反向(轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n反向反向)，重物下放。，重物下放。RIaIa正常電動(dòng)正常電動(dòng)反接制動(dòng)反接制動(dòng)(2) 電樞回路方程及機(jī)械特性電樞回路方程及機(jī)械特性 NaaaUEIRR TCCRRCUnNTEaNEN2 (3) 功率流向功率流向負(fù)載機(jī)械能負(fù)載機(jī)械

43、能電樞繞組電樞繞組電能電能電源電源電樞繞組電樞繞組電能電能電樞回路總電阻熱能電樞回路總電阻熱能(4) 反接制動(dòng)運(yùn)行反接制動(dòng)運(yùn)行下放重物下放重物nTTLn0ab0Tbd電動(dòng)電動(dòng)反接制動(dòng)：反接制動(dòng)：a. 機(jī)械特性機(jī)械特性，轉(zhuǎn)速不能，轉(zhuǎn)速不能突變工作點(diǎn)突變工作點(diǎn)ab；b. Tbn0，因而，因而 EUa，電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)。，電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)。1. 正向回饋制動(dòng)正向回饋制動(dòng)(1) 電車下坡過程的正向回饋制動(dòng)運(yùn)行電車下坡過程的正向回饋制動(dòng)運(yùn)行nTTLn0ab0-TL上坡上坡下坡下坡TLTvTLTv下坡時(shí)，下坡時(shí)，TL反向，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速沿機(jī)械特性加速，直到反向，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速沿機(jī)械特性加速，直到T也反也反向且與向

44、且與TL相等，即在相等，即在b點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。(2) 調(diào)速過程的正向回饋制動(dòng)過程調(diào)速過程的正向回饋制動(dòng)過程降低電源電壓調(diào)速降低電源電壓調(diào)速：工作：工作點(diǎn)由點(diǎn)由abcd，其中，其中bc中，轉(zhuǎn)速中，轉(zhuǎn)速nn02，處于，處于正向回饋制動(dòng)過程。正向回饋制動(dòng)過程。nTU1U2U2U1n01n02abTLcddaTLnTn0N11n0，處于正向回，處于正向回饋制動(dòng)過程。饋制動(dòng)過程。2. 反向回饋制動(dòng)反向回饋制動(dòng)利用電源反接下放重物利用電源反接下放重物反接制動(dòng)帶位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)反接制動(dòng)帶位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)，工作點(diǎn)由載時(shí)，工作點(diǎn)由abcef，轉(zhuǎn)速最終穩(wěn)，轉(zhuǎn)速最終穩(wěn)定在定在f點(diǎn)。其中點(diǎn)。其中 ef 中，轉(zhuǎn)

45、速中，轉(zhuǎn)速nn0，處于反向回饋制動(dòng)。，處于反向回饋制動(dòng)。nTTLn0ab0Tbc-n0ef【例題例題】一臺(tái)他勵(lì)電動(dòng)機(jī)，一臺(tái)他勵(lì)電動(dòng)機(jī)，PN=22kW，UaN=440V，IaN=65.3A，nN=600r/min，T0忽略不計(jì)。拖動(dòng)忽略不計(jì)。拖動(dòng)TL=0.8TN的位的位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載試求：不考慮最大電樞電流，采用反向回饋能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載試求：不考慮最大電樞電流，采用反向回饋制動(dòng)，使電動(dòng)機(jī)以制動(dòng)，使電動(dòng)機(jī)以1000r/min下放重物時(shí)的制動(dòng)電阻。下放重物時(shí)的制動(dòng)電阻。解解：(1) 忽略空載損耗忽略空載損耗P0，則額定運(yùn)行時(shí)的電樞電動(dòng)勢(shì)，則額定運(yùn)行時(shí)的電樞電動(dòng)勢(shì)電樞回路總電阻電樞回路總電阻VIPEaN

46、NaN91.3363 .6522000 58. 13 .6591.336440aNaNaNaIEUR采用反向回饋制動(dòng)，則轉(zhuǎn)速為采用反向回饋制動(dòng)，則轉(zhuǎn)速為-1000r/min時(shí)，外串電阻為：時(shí)，外串電阻為：0.8440561.51.580.7460.8 65.3NaraNUERRI 5615. 060091.336 NaNNEnECnTTLn0ab0Tbc-n0ef-+-+-回饋制動(dòng)回饋制動(dòng)-+-+反接制動(dòng)反接制動(dòng)-+-+0能耗制動(dòng)能耗制動(dòng)+電動(dòng)運(yùn)行電動(dòng)運(yùn)行運(yùn)行狀態(tài)運(yùn)行狀態(tài)1P aaaaaIERRIUI 2 20TTTcuapeP0p2P功率關(guān)系如下（以電動(dòng)機(jī)慣例為參考正方向）功率關(guān)系如下（以電

47、動(dòng)機(jī)慣例為參考正方向）:減小減小 If 的人為特性的人為特性 減小減小 If 的人為特性的人為特性 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 的人為特性的人為特性 增加增加 Ra 的人為特性的人為特性 降低降低 Ua 的人為特性的人為特性 降低降低 Ua 的人為特性的人為特性 0nT正向正向反向反向他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的四象限運(yùn)行他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的四象限運(yùn)行電動(dòng)狀態(tài)電動(dòng)狀態(tài)0nT正向回饋制動(dòng)正向回饋制動(dòng) 反向回饋制動(dòng)反向回饋制動(dòng) 能耗制動(dòng)過程能耗制動(dòng)過程 能耗制動(dòng)運(yùn)行能耗制動(dòng)運(yùn)行 電壓反向反接制動(dòng)電壓反向反接制動(dòng) 電動(dòng)勢(shì)反向反接制動(dòng)電動(dòng)勢(shì)反向反接制動(dòng) 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的四象限運(yùn)

48、行他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的四象限運(yùn)行制動(dòng)狀態(tài)制動(dòng)狀態(tài)【例題例題】分析下面各種情況下，采用電動(dòng)機(jī)慣例的一臺(tái)他勵(lì)分析下面各種情況下，采用電動(dòng)機(jī)慣例的一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在什么狀態(tài)？直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在什么狀態(tài)？(1)P10，Pe0；(2)P10，Pe0；(3)UNIa0，EaIa0；(4)U=0，n0；(5)U=UN，Ia0；(6)Ea0；(7)T0，n0，U=UN；(8)n0；(9)EaUN，n0；(10)T0，P1=0，Ea0說明電源向電動(dòng)機(jī)傳遞電功率，說明電源向電動(dòng)機(jī)傳遞電功率，Pe0說明電樞將說明電樞將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，則電機(jī)運(yùn)行在電動(dòng)狀態(tài)；電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，則電機(jī)運(yùn)行在電動(dòng)狀態(tài)；(2)P10說明電

49、源向電動(dòng)機(jī)傳遞電功率，說明電源向電動(dòng)機(jī)傳遞電功率，Pe0說明電樞將機(jī)械說明電樞將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，兩部分電能都消耗在電樞回路內(nèi)部，則電動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能，兩部分電能都消耗在電樞回路內(nèi)部，則電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在反接制動(dòng)狀態(tài)；機(jī)運(yùn)行在反接制動(dòng)狀態(tài)；(3)UNIa0即指輸入功率小于零，說明電機(jī)向電網(wǎng)傳遞電功率，即指輸入功率小于零，說明電機(jī)向電網(wǎng)傳遞電功率，EaIa0即指電磁功率小于零，說明電樞將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，即指電磁功率小于零，說明電樞將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，則電機(jī)轉(zhuǎn)軸的機(jī)械能最終轉(zhuǎn)換為電能回饋給電網(wǎng)，電機(jī)運(yùn)行則電機(jī)轉(zhuǎn)軸的機(jī)械能最終轉(zhuǎn)換為電能回饋給電網(wǎng)，電機(jī)運(yùn)行在回饋制動(dòng)狀態(tài)；在回饋制動(dòng)狀態(tài)；解：解： (4)U

50、=0指電網(wǎng)無電功率傳遞給電機(jī)，屬于能耗制動(dòng)，又指電網(wǎng)無電功率傳遞給電機(jī)，屬于能耗制動(dòng)，又由于由于n0，則電機(jī)運(yùn)行在第四象限，所以電機(jī)為能耗制動(dòng)帶，則電機(jī)運(yùn)行在第四象限，所以電機(jī)為能耗制動(dòng)帶位能性負(fù)載運(yùn)行；位能性負(fù)載運(yùn)行；(5)U=UN，Ia0表明電機(jī)理想空載轉(zhuǎn)速為正，運(yùn)行點(diǎn)在第二表明電機(jī)理想空載轉(zhuǎn)速為正，運(yùn)行點(diǎn)在第二象限，因此電機(jī)運(yùn)行在正向回饋制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)；象限，因此電機(jī)運(yùn)行在正向回饋制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)；(6)Ea0表明電磁功率大于零，表明電磁功率大于零，電樞將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，為反向電動(dòng)狀態(tài)；電樞將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，為反向電動(dòng)狀態(tài)；(7)T0，n0，nUN表明電機(jī)轉(zhuǎn)速高于理想空載轉(zhuǎn)速，處于發(fā)電狀態(tài)

51、，表明電機(jī)轉(zhuǎn)速高于理想空載轉(zhuǎn)速，處于發(fā)電狀態(tài)，而而n0則表明電機(jī)為正向回饋制動(dòng)狀態(tài)；則表明電機(jī)為正向回饋制動(dòng)狀態(tài)；(10)T0，P1=0表明電機(jī)處于能耗制動(dòng)，而表明電機(jī)處于能耗制動(dòng)，而Ea0則說明電則說明電機(jī)轉(zhuǎn)速小于零，因此電機(jī)運(yùn)行在第四象限，為能耗制動(dòng)帶位機(jī)轉(zhuǎn)速小于零，因此電機(jī)運(yùn)行在第四象限，為能耗制動(dòng)帶位能性負(fù)載運(yùn)行。能性負(fù)載運(yùn)行。【例題例題】一臺(tái)它勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，銘牌數(shù)據(jù)為一臺(tái)它勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，銘牌數(shù)據(jù)為PN=13kW，UN=220V，IN=68.7A，nN=1500r/min，Ra=0.195，拖動(dòng)一，拖動(dòng)一臺(tái)安裝吊車的提升機(jī)構(gòu)，吊裝時(shí)用抱閘抱住，使重物停在空臺(tái)安裝吊車的提升機(jī)構(gòu)，吊裝時(shí)用

52、抱閘抱住，使重物停在空中。若提升某重物吊裝時(shí)，抱閘壞了，需要用電動(dòng)機(jī)把重物中。若提升某重物吊裝時(shí)，抱閘壞了，需要用電動(dòng)機(jī)把重物吊在空中不動(dòng)，已知重物的負(fù)載轉(zhuǎn)矩吊在空中不動(dòng)，已知重物的負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL=TN，問此時(shí)電動(dòng)機(jī)，問此時(shí)電動(dòng)機(jī)電樞回路應(yīng)串入多大的電阻？電樞回路應(yīng)串入多大的電阻？解：一根據(jù)題意，當(dāng)解：一根據(jù)題意，當(dāng)n=0時(shí)，時(shí)，TL=TN，Ia=IN，則電樞回路所，則電樞回路所串電阻為串電阻為 0 . 3195. 07 .68220aNNaaaNRIURIEUR【例題例題】某卷揚(yáng)機(jī)由他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)某卷揚(yáng)機(jī)由他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)為為PN=11kW，UN =440V，

53、IN =29.5A，nN =730r/min，Ra=1.05，下放重物時(shí)負(fù)載轉(zhuǎn)矩，下放重物時(shí)負(fù)載轉(zhuǎn)矩 TL=0.8TN , 若下放重物要若下放重物要求轉(zhuǎn)速為求轉(zhuǎn)速為-380r/min，可采用幾種方法？，可采用幾種方法？解：根據(jù)要求，可以采用能耗制動(dòng)運(yùn)行方法，也可采用電解：根據(jù)要求，可以采用能耗制動(dòng)運(yùn)行方法，也可采用電動(dòng)勢(shì)反向的反接制動(dòng)方法。動(dòng)勢(shì)反向的反接制動(dòng)方法?！纠}例題】某他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)某他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)PN=22kW，UaN=220V，IaN=115A，nN=1500r/min，Ra=0.1，Iamax2IaN，若運(yùn)行于，若運(yùn)行于正向電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，正向電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，TL=0.9TN。(1)負(fù)載

54、為反抗性恒轉(zhuǎn)矩時(shí)，采用能耗制動(dòng)過程停車時(shí)，電樞負(fù)載為反抗性恒轉(zhuǎn)矩時(shí)，采用能耗制動(dòng)過程停車時(shí)，電樞回路應(yīng)串入的制動(dòng)電阻最小值是多少？回路應(yīng)串入的制動(dòng)電阻最小值是多少？(2)負(fù)載為位能性恒轉(zhuǎn)矩時(shí)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)矩?fù)p耗負(fù)載為位能性恒轉(zhuǎn)矩時(shí)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)矩?fù)p耗T=0.1TN，要求電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在，要求電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在n1=-200r/min勻速下放重物，采用能耗勻速下放重物，采用能耗制動(dòng)運(yùn)行，電樞回路應(yīng)串入的電阻值是多少？該電阻上的功制動(dòng)運(yùn)行，電樞回路應(yīng)串入的電阻值是多少？該電阻上的功率損耗是多少？率損耗是多少？(3)負(fù)載同負(fù)載同(1)，若采用反接制動(dòng)停車，電樞回路應(yīng)串入的制，若采用反接制動(dòng)停車，電樞回路應(yīng)串入

55、的制動(dòng)電阻最小值是多少？動(dòng)電阻最小值是多少？(4)負(fù)載同負(fù)載同(2)，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在 n2=-1000r/min 勻速下放重物，勻速下放重物，采用倒拉反轉(zhuǎn)運(yùn)行，電樞回路應(yīng)串入的電阻值是多少？該電采用倒拉反轉(zhuǎn)運(yùn)行，電樞回路應(yīng)串入的電阻值是多少？該電阻上的功率損耗是多少？阻上的功率損耗是多少？(5)負(fù)載同負(fù)載同(2)，采用反向回饋制動(dòng)運(yùn)行，電樞回路不串電阻，采用反向回饋制動(dòng)運(yùn)行，電樞回路不串電阻時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是多少？時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是多少？解解：(1)電動(dòng)機(jī)額定狀態(tài)電動(dòng)機(jī)額定狀態(tài)139. 015001 . 0115220 NaNNNEnRIUC電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于正向電動(dòng)狀態(tài)時(shí)的電樞電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)機(jī)

56、運(yùn)行于正向電動(dòng)狀態(tài)時(shí)的電樞電動(dòng)勢(shì)根據(jù)制動(dòng)起始點(diǎn)電樞回路方程，采用能耗制動(dòng)停車時(shí)，電樞根據(jù)制動(dòng)起始點(diǎn)電樞回路方程，采用能耗制動(dòng)停車時(shí)，電樞所串電阻最小值所串電阻最小值(2)能耗制動(dòng)帶位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，反轉(zhuǎn)時(shí)負(fù)載轉(zhuǎn)矩能耗制動(dòng)帶位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，反轉(zhuǎn)時(shí)負(fù)載轉(zhuǎn)矩VRIURIUEaNaNaaaNa65.2091 . 01159 . 02209 . 0 minmax209.650.10.8122 115aaERRI NNNLLTTTTTT7 . 01 . 029 . 021 此時(shí)電樞電流為此時(shí)電樞電流為Ia1=0.7IN，在轉(zhuǎn)速為，在轉(zhuǎn)速為-200r/min時(shí)，根據(jù)電樞時(shí)，根據(jù)電樞回路方程，得所串電阻回路

57、方程，得所串電阻 245. 01 . 01157 . 0200139. 01111aaNEaaaRInCRIER電阻上消耗的功率電阻上消耗的功率 WRIPaR7 .1587245. 01157 . 021211 (3)反接制動(dòng)停車時(shí)，根據(jù)反接制動(dòng)停車時(shí)，根據(jù)(1)中的結(jié)論，電樞所串電阻最小值中的結(jié)論，電樞所串電阻最小值(4)反接制動(dòng)帶位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，在轉(zhuǎn)速為反接制動(dòng)帶位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，在轉(zhuǎn)速為-1000r/min時(shí)，所時(shí)，所串電阻串電阻電阻上消耗的功率電阻上消耗的功率 768. 11 . 0115265.209220maxminaaaNRIEUR 22112200.13910000.14.3

58、60.7 115aNaaNENaaaaUEUCnRRRII WRIPaR2825436. 41157 . 022212 (5)反向回饋制動(dòng)運(yùn)行時(shí)，根據(jù)電樞回路方程，轉(zhuǎn)速為反向回饋制動(dòng)運(yùn)行時(shí)，根據(jù)電樞回路方程，轉(zhuǎn)速為min/6 .1640139. 01 . 01157 . 02201rCRIUnNEaaaN 4.4 電力拖動(dòng)系統(tǒng)的過渡過程電力拖動(dòng)系統(tǒng)的過渡過程 起動(dòng)起動(dòng)、制動(dòng)制動(dòng)、反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)、調(diào)速調(diào)速、負(fù)載突變負(fù)載突變的的過渡過程中過渡過程中、的變化規(guī)律及的變化規(guī)律及其定量計(jì)算問題。縮減過渡過程時(shí)間，減少其定量計(jì)算問題。縮減過渡過程時(shí)間，減少過渡過程中的能量損耗，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。過渡過程中的能量損

59、耗，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。4.4.1 4.4.1 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)過渡過程的數(shù)學(xué)分析他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)過渡過程的數(shù)學(xué)分析n 電力拖動(dòng)系統(tǒng)中的三種慣性電力拖動(dòng)系統(tǒng)中的三種慣性n 機(jī)械慣性機(jī)械慣性：主要反映在系統(tǒng)的飛輪矩上，使轉(zhuǎn)速不能突變；：主要反映在系統(tǒng)的飛輪矩上，使轉(zhuǎn)速不能突變；n 電磁慣性電磁慣性：主要反映在電樞回路電感及勵(lì)磁回路電感上，：主要反映在電樞回路電感及勵(lì)磁回路電感上，分別使電樞電流和勵(lì)磁電流不能突變；分別使電樞電流和勵(lì)磁電流不能突變；n 熱慣性熱慣性：它使電動(dòng)機(jī)的溫度不能突變。：它使電動(dòng)機(jī)的溫度不能突變。n 電力拖動(dòng)的過渡過程電力拖動(dòng)的過渡過程n 機(jī)械過渡過程機(jī)械過渡過程：只考慮機(jī)械慣性，忽

60、略電磁慣性：只考慮機(jī)械慣性，忽略電磁慣性 電氣機(jī)械過渡過程電氣機(jī)械過渡過程：同時(shí)考慮機(jī)械慣性和電磁慣性。：同時(shí)考慮機(jī)械慣性和電磁慣性。過渡過程的簡化數(shù)學(xué)分析過渡過程的簡化數(shù)學(xué)分析n忽略忽略電磁過渡過程電磁過渡過程, ,只考慮只考慮機(jī)械過渡過程機(jī)械過渡過程。n電源電壓在過渡過程中恒定不變；電源電壓在過渡過程中恒定不變；n磁通恒定不變；磁通恒定不變；n負(fù)載轉(zhuǎn)矩為常數(shù)不變。負(fù)載轉(zhuǎn)矩為常數(shù)不變。n過渡過程在機(jī)械特性上表現(xiàn)為從過渡過程在機(jī)械特性上表現(xiàn)為從起始點(diǎn)起始點(diǎn)沿機(jī)械特性曲沿機(jī)械特性曲線向線向穩(wěn)態(tài)點(diǎn)穩(wěn)態(tài)點(diǎn)變化的過程。變化的過程。例如：電壓突然升高時(shí)機(jī)械特性上的過渡過程例如：電壓突然升高時(shí)機(jī)械特性上的