第9章 直流電動機(jī)

1、第九章 直流電動機(jī)9-1 概述概述9-2 直流電動機(jī)的運(yùn)行原理直流電動機(jī)的運(yùn)行原理9-3 直流電動機(jī)的工作特性和機(jī)械特性直流電動機(jī)的工作特性和機(jī)械特性9-4 直流電動機(jī)的啟動直流電動機(jī)的啟動9-5 直流電動機(jī)的調(diào)速直流電動機(jī)的調(diào)速9-6 直流電動機(jī)的電磁制動直流電動機(jī)的電磁制動第九章 直流電動機(jī) 基本要求：基本要求：1.了解直流電動機(jī)的勵磁方式了解直流電動機(jī)的勵磁方式2. 掌握直流電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的判別依據(jù)掌握直流電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的判別依據(jù)3.掌握直流電動機(jī)的基本方程式掌握直流電動機(jī)的基本方程式4.掌握直流電動機(jī)的工作特性和機(jī)械特性掌握直流電動機(jī)的工作特性和機(jī)械特性5.掌握直流電動機(jī)的起動方法、調(diào)速方

2、法和制動方法掌握直流電動機(jī)的起動方法、調(diào)速方法和制動方法9-1 概述直流電動機(jī)的功能：直流電動機(jī)的功能：直流電能直流電能機(jī)械能。機(jī)械能。直流電動機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：直流電動機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：具有良好的起動性能和調(diào)速性能。具有良好的起動性能和調(diào)速性能。直流電動機(jī)的勵磁方式：直流電動機(jī)的勵磁方式：他勵、并勵、串勵、復(fù)勵。他勵、并勵、串勵、復(fù)勵。1.他勵直流電動機(jī)aIIaE aI+UfIIFM +fU2.并勵直流電動機(jī)afIII3.串勵直流電動機(jī)fUUafIII +UMaEaIfIFIaIaE +UIfIFM4.復(fù)勵直流電動機(jī)12affIIII1afIII2faII長復(fù)勵直流電動機(jī)長復(fù)勵直流電動機(jī)aEMaI1fI1F

3、U2fI2FI +短復(fù)勵直流電動機(jī)短復(fù)勵直流電動機(jī) MI1fI1FU2fI2F+aEaI9-2 直流電動機(jī)的運(yùn)行原理1.直流電機(jī)的可逆原理把一臺他勵直流發(fā)電機(jī)并聯(lián)于直流電網(wǎng)把一臺他勵直流發(fā)電機(jī)并聯(lián)于直流電網(wǎng)上運(yùn)行，上運(yùn)行，U 保持不變。保持不變。發(fā)電機(jī)狀態(tài)：發(fā)電機(jī)狀態(tài)：aEU0Ma aPE I機(jī)械功率機(jī)械功率電功率電功率20aPUI向電網(wǎng)輸出電功率向電網(wǎng)輸出電功率0aI 110PT 由原動機(jī)輸入機(jī)械功率由原動機(jī)輸入機(jī)械功率發(fā)電機(jī)慣例發(fā)電機(jī)慣例jr +fU+ fI1Tn0TTeiaIUaE當(dāng)當(dāng) n 至至 n = n0 時，時，Ea=U)(11TPnaE0aI20aPUI當(dāng)當(dāng) nn0 時，時，Ea

4、U 時，為直流發(fā)電機(jī)；時，為直流發(fā)電機(jī)；當(dāng)當(dāng)EaEa勵磁回路勵磁回路的電壓方程式的電壓方程式：fffUI R若為若為并勵直流電動機(jī)，則有：并勵直流電動機(jī)，則有：fUUTn0T2TaEIaI+ UfIjr2）轉(zhuǎn)矩）轉(zhuǎn)矩平衡方程式平衡方程式20TTT轉(zhuǎn)矩平衡方程式：轉(zhuǎn)矩平衡方程式：作用在直流電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)矩：作用在直流電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)矩：電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩T；電動機(jī)的空載轉(zhuǎn)矩電動機(jī)的空載轉(zhuǎn)矩T0；機(jī)械負(fù)載的機(jī)械負(fù)載的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩T2。制動轉(zhuǎn)矩制動轉(zhuǎn)矩驅(qū)動轉(zhuǎn)矩驅(qū)動轉(zhuǎn)矩LT式中，式中， 為負(fù)載總轉(zhuǎn)矩。為負(fù)載總轉(zhuǎn)矩。20LTTTTn0T2TaEIaI+ UfIjr3）功率）功率平衡方程式平衡方程式并勵直流電

5、動機(jī)并勵直流電動機(jī)1PUIafIIIaaaUEI R221a aaaffPE II RI RMCufPpp電磁功率電磁功率MaaPE IT 物理意義：物理意義：直流電動機(jī)電樞繞組從電源吸收的電功率直流電動機(jī)電樞繞組從電源吸收的電功率EaIa，通過電磁感應(yīng)在電磁轉(zhuǎn)矩，通過電磁感應(yīng)在電磁轉(zhuǎn)矩T的作用下，轉(zhuǎn)換為電動的作用下，轉(zhuǎn)換為電動機(jī)發(fā)出的全部的機(jī)械功率機(jī)發(fā)出的全部的機(jī)械功率T 。Tn0T2TaEIaI+ UfIjrfffUI R02TTT20MPTT02pP aFempppP2TPM122mFeacufPPpppppPpfcuaFempppppp式中式中, 為并勵直流電動機(jī)的總損耗。為并勵直流電

6、動機(jī)的總損耗。并勵直流電動機(jī)的功率流程圖并勵直流電動機(jī)的功率流程圖TIEPaaM22TPaaCuRIp2aFempppp0UIP 12fffpI RUIP 1aFemMpppPpPP202cuaFemppppp式中式中, 為他勵直流電動機(jī)的總損耗。為他勵直流電動機(jī)的總損耗。2a aaaMCuE II RPp他勵直流電動機(jī)他勵直流電動機(jī)122mFeacuPPppppPp他勵直流電動機(jī)的功率流程圖他勵直流電動機(jī)的功率流程圖UIP 1aaCuRIp2TIEPaaM22TPaFempppp0jr +fU fIaI+UaE2T0TTn9-3 直流電動機(jī)的工作特性和機(jī)械特性1.他勵直流電動機(jī)的工作特性1）

7、轉(zhuǎn)速特性）轉(zhuǎn)速特性 2）轉(zhuǎn)矩特性）轉(zhuǎn)矩特性 3）效率特性）效率特性2.他勵直流電動機(jī)的機(jī)械特性1）機(jī)械特性的表達(dá)式）機(jī)械特性的表達(dá)式 2）他勵直流電動機(jī)的固有機(jī)械特性）他勵直流電動機(jī)的固有機(jī)械特性3）機(jī)械特性的求?。C(jī)械特性的求取 4）電動機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的條件）電動機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的條件3.并勵直流電動機(jī)的運(yùn)行特性4.串勵直流電動機(jī)的機(jī)械特性5.復(fù)勵直流電動機(jī)的機(jī)械特性1.他勵直流電動機(jī)的工作特性 他勵他勵直流電動機(jī)的工作特性：直流電動機(jī)的工作特性：U=UN、If=IfN時，時，n、T、 = f(P2) 或或n、T、 = f(Ia) 。 直流電動機(jī)的直流電動機(jī)的額定勵磁電流額定勵磁電流：U=UN、I=I

8、N、n=nN、P2=PN時的勵磁電流。時的勵磁電流。1）轉(zhuǎn)速特性）轉(zhuǎn)速特性n=f(Ia)aaaRIEUaeECnNaaeUI RnC0aaeRnICNaaeeURnICC不計電樞反應(yīng)的去磁作用，不計電樞反應(yīng)的去磁作用，他勵他勵直流電動機(jī)的直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速特性為一條略為轉(zhuǎn)速特性為一條略為下降的直線。下降的直線。0NaaNaaeeeaaeUI RURnICCCRnICaI0n0n考慮電樞反應(yīng)的去磁作用，轉(zhuǎn)速下降會減少，他勵直流考慮電樞反應(yīng)的去磁作用，轉(zhuǎn)速下降會減少，他勵直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速特性為一條略為下傾的曲線。電動機(jī)的轉(zhuǎn)速特性為一條略為下傾的曲線。2）轉(zhuǎn)矩特性）轉(zhuǎn)矩特性T=f(Ia)不計電樞反應(yīng)的

9、去磁作用，有不計電樞反應(yīng)的去磁作用，有taTCItaaTCII考慮電樞反應(yīng)的去磁作用，考慮電樞反應(yīng)的去磁作用，隨隨Ia的增大，主磁通的增大，主磁通 略有減略有減少，轉(zhuǎn)矩特性偏離直線向下彎曲。少，轉(zhuǎn)矩特性偏離直線向下彎曲。aIOT轉(zhuǎn)矩特性為一直線。轉(zhuǎn)矩特性為一直線。3）效率特性）效率特性 =f(Ia)2111PpPP當(dāng)不變損耗當(dāng)不變損耗= =可變損耗時，電動機(jī)效率最高?？勺儞p耗時，電動機(jī)效率最高。201()aaaNaI Rpf IU I1NaPUIcumFeappppp 20aaI Rp0addI20aaI RpaNIIo1.00.80.60.40.20.2 0.4 0.6 0.8 1.02.他

10、勵直流電動機(jī)的機(jī)械特性 他勵他勵直流電動機(jī)的機(jī)械特性：直流電動機(jī)的機(jī)械特性：電動機(jī)在電樞電壓電動機(jī)在電樞電壓U、勵磁、勵磁電流電流If、電樞回路總電阻一定的條件下，轉(zhuǎn)速、電樞回路總電阻一定的條件下，轉(zhuǎn)速n與電磁轉(zhuǎn)矩與電磁轉(zhuǎn)矩T之間的關(guān)系，即之間的關(guān)系，即n=f(T)。1）機(jī)械特性的表達(dá)式）機(jī)械特性的表達(dá)式atICT)(SaaaRRIEUaeECn02aSeetRRUnTnTCC C為理想空載轉(zhuǎn)速；為理想空載轉(zhuǎn)速；式中，式中，eCUn02teSaCCRR為機(jī)械特性的斜率。為機(jī)械特性的斜率。2）他勵直流電動機(jī)的固有機(jī)械特性）他勵直流電動機(jī)的固有機(jī)械特性 他勵他勵直流電動機(jī)的固有機(jī)械特性：直流電動機(jī)

11、的固有機(jī)械特性：U=UN，If=IfN( = N)，電樞回路不串任何電阻時的機(jī)械特性。電樞回路不串任何電阻時的機(jī)械特性。2NaeNetNURnTCC C0nT 固有機(jī)械特性分析：固有機(jī)械特性分析：Ton0n理想空載轉(zhuǎn)速理想空載轉(zhuǎn)速 ;0NeNUnC 2NteaCCR機(jī)械機(jī)械特性的斜率特性的斜率 ，該固有機(jī)械特性該固有機(jī)械特性是一條是一條硬特性硬特性。 轉(zhuǎn)速調(diào)整率轉(zhuǎn)速調(diào)整率實(shí)際空載轉(zhuǎn)速實(shí)際空載轉(zhuǎn)速 。000Tnn當(dāng)當(dāng)T=TN時，時， 。NNTnnn00100%NNnnnn 0n0TNTNnTon0n他勵直流電動機(jī)的固有機(jī)械特性是一條過理想空載點(diǎn)他勵直流電動機(jī)的固有機(jī)械特性是一條過理想空載點(diǎn)(T=

12、0, ，斜率，斜率 的直線。的直線。0)NeNUnnC2NteaCCR3）機(jī)械特性的求?。C(jī)械特性的求取利用他勵直流電動機(jī)的額定數(shù)據(jù)求取其固有機(jī)械特性：利用他勵直流電動機(jī)的額定數(shù)據(jù)求取其固有機(jī)械特性：計算理想空載轉(zhuǎn)速計算理想空載轉(zhuǎn)速 ：0nNeNCUn0NNaNUI Rn2NteaCCR2)(55.9NeaCR計算計算Ce N：aNeNNECn計算機(jī)械特性的斜率計算機(jī)械特性的斜率 4）電力拖動機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的條件）電力拖動機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的條件TOn)(Tfn )(LTfn AAnAn擾動消失后，擾動消失后，TTL，系統(tǒng)加速，回到，系統(tǒng)加速，回到A點(diǎn)運(yùn)行。點(diǎn)運(yùn)行。An 當(dāng)擾動使轉(zhuǎn)速由當(dāng)擾動使轉(zhuǎn)速由n

13、A 時，時，An 穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn) 穩(wěn)定運(yùn)行的概念：穩(wěn)定運(yùn)行的概念：電力拖動機(jī)組在外界短時擾動作用下，電力拖動機(jī)組在外界短時擾動作用下，離開原來的平衡狀態(tài)，但在擾動消失后能自動恢復(fù)到原來離開原來的平衡狀態(tài)，但在擾動消失后能自動恢復(fù)到原來的平衡狀態(tài)，則稱機(jī)組的運(yùn)行是穩(wěn)定的。的平衡狀態(tài)，則稱機(jī)組的運(yùn)行是穩(wěn)定的。An當(dāng)擾動使轉(zhuǎn)速由當(dāng)擾動使轉(zhuǎn)速由nA 時，時， B點(diǎn)：點(diǎn)：T=TL，n=nB。BnBn 擾動消失后，擾動消失后，TTL，系統(tǒng)將，系統(tǒng)將一直加速。一直加速。Bn 當(dāng)擾動使轉(zhuǎn)速由當(dāng)擾動使轉(zhuǎn)速由nB 時，時，T0n)(Tfn)(LTfnBBn擾動消失后，擾動消失后，TTL，系統(tǒng)將，系統(tǒng)將一直減

14、速，直至停轉(zhuǎn)。一直減速，直至停轉(zhuǎn)。不穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)不穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)T0n)(Tfn)(LTfnAAnAnAn 在交點(diǎn)的轉(zhuǎn)速之上有在交點(diǎn)的轉(zhuǎn)速之上有TTL 電力拖動機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的條件：電力拖動機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的條件：Bn當(dāng)擾動使轉(zhuǎn)速由當(dāng)擾動使轉(zhuǎn)速由nB 時，時，電動機(jī)與負(fù)載的機(jī)械特性有電動機(jī)與負(fù)載的機(jī)械特性有交點(diǎn)；交點(diǎn)；LdTdTdndn在在交點(diǎn)處交點(diǎn)處 。3.并勵直流電動機(jī)的運(yùn)行特性并勵直流電動機(jī)的工作特性和機(jī)械特性與他勵直流電動機(jī)并勵直流電動機(jī)的工作特性和機(jī)械特性與他勵直流電動機(jī)相同。相同。他勵直流電動機(jī)他勵直流電動機(jī)jr +fU+ fIaIUTn0T2TeiaE并勵直流電動機(jī)并勵直流電動機(jī)IaI+ U

15、fIjrTn0T2TeiaE4.串勵直流電動機(jī)的機(jī)械特性串勵直流電動機(jī)的機(jī)械特性：串勵直流電動機(jī)的機(jī)械特性：U=UN，Rs =常數(shù)時，常數(shù)時，n=f(T)。串勵直流電動機(jī)的固有機(jī)械特性：串勵直流電動機(jī)的固有機(jī)械特性：U=UN，RS =0時，時，n=f(T)。afIII()af I 串勵直流電動機(jī)的特點(diǎn)：串勵直流電動機(jī)的特點(diǎn)：fkI1）當(dāng)負(fù)載較小時）當(dāng)負(fù)載較小時當(dāng)負(fù)載較小時，磁路不飽和，當(dāng)負(fù)載較小時，磁路不飽和，akIatICT2kCtTCkt或或aIaE +UMIfIF串勵直流電動機(jī)的串勵直流電動機(jī)的機(jī)械特性是一條機(jī)械特性是一條軟特性。軟特性。磁路不飽和時的磁路不飽和時的機(jī)械特性曲線機(jī)械特性曲

16、線ABCTnotNaeeCURC kCkT2）當(dāng)負(fù)載較大時）當(dāng)負(fù)載較大時當(dāng)負(fù)載較大時，磁路飽和，氣隙當(dāng)負(fù)載較大時，磁路飽和，氣隙磁通基本上為一常數(shù)，即磁通基本上為一常數(shù)，即C2NaeetURTC CC CC2NaeetURnTCC C磁路飽和時的磁路飽和時的機(jī)械特性曲線機(jī)械特性曲線BC段段2NaeetURnTCC C3）串勵直流電動機(jī)的特點(diǎn)串勵直流電動機(jī)的特點(diǎn)串勵直流電動機(jī)的機(jī)械特性是一串勵直流電動機(jī)的機(jī)械特性是一條非線性的軟特性。條非線性的軟特性。串勵直流電動機(jī)空載或輕載時，串勵直流電動機(jī)空載或輕載時，轉(zhuǎn)速很高。轉(zhuǎn)速很高。飛車現(xiàn)象飛車現(xiàn)象串勵直流電動機(jī)起動轉(zhuǎn)矩大、串勵直流電動機(jī)起動轉(zhuǎn)矩大、過

17、載能力強(qiáng)。過載能力強(qiáng)。5.復(fù)勵直流電動機(jī)的機(jī)械特性復(fù)勵電動機(jī)通常接成積復(fù)勵，其復(fù)勵電動機(jī)通常接成積復(fù)勵，其特性介于并勵與串勵直流電動機(jī)特性介于并勵與串勵直流電動機(jī)之間。之間。并勵為主的并勵為主的復(fù)勵電動機(jī)復(fù)勵電動機(jī)串勵為主的串勵為主的復(fù)勵電動機(jī)復(fù)勵電動機(jī)Tno并勵并勵串勵串勵A(yù)BCTno9-4 直流電動機(jī)的啟動 啟動：啟動：電動機(jī)接通電源后，轉(zhuǎn)速從零上升到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的過電動機(jī)接通電源后，轉(zhuǎn)速從零上升到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的過程稱為啟動過程。程稱為啟動過程。 對直流電動機(jī)對直流電動機(jī)啟動的基本要求：啟動的基本要求：啟動轉(zhuǎn)距要大；啟動轉(zhuǎn)距要大；啟動電流要小，限制在安全范圍之內(nèi)；啟動電流要小，限制在安全范圍之內(nèi)；

18、 啟動設(shè)備簡單、經(jīng)濟(jì)、可靠。啟動設(shè)備簡單、經(jīng)濟(jì)、可靠。 直流直流電動機(jī)的啟動方法：電動機(jī)的啟動方法：直接啟動；直接啟動；電樞串電阻啟動；電樞串電阻啟動；降壓啟動降壓啟動1.直接啟動 定義：定義：直接將電動機(jī)接到額定直接將電動機(jī)接到額定電壓的電源上啟動。電壓的電源上啟動。aNsRUI 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：不需要啟動設(shè)備，不需要啟動設(shè)備，操作簡單，啟動轉(zhuǎn)矩大。操作簡單，啟動轉(zhuǎn)矩大。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：啟動啟動電流太大，會對電網(wǎng)和電動機(jī)造成沖擊。電流太大，會對電網(wǎng)和電動機(jī)造成沖擊。 適用范圍：適用范圍：小型直流電動機(jī)。小型直流電動機(jī)。最初啟動電流：最初啟動電流：并勵直流電動機(jī)直接并勵直流電動機(jī)直接啟動線路圖啟動線

19、路圖+ U MjrfKaKIs=(1020)IN。2.電樞串電阻啟動 定義：定義：啟動時，在電樞回路中串入啟動電阻，以限制電樞啟動時，在電樞回路中串入啟動電阻，以限制電樞電流電流；啟動結(jié)束后將電阻全部切除。；啟動結(jié)束后將電阻全部切除。 NUS1sR2sR3sR1C2C3CMNsasUIRR最初啟動電流：最初啟動電流：123NasssURRRRfaRNngh3n122assRRRR1nc2b3321RRRRRsssaLLIT22IT11ITIT0nan111asRRR2ned3三級電阻啟動時電動機(jī)的機(jī)械特性三級電阻啟動時電動機(jī)的機(jī)械特性o 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：啟動設(shè)備簡單，操作方便。啟動設(shè)備簡單，操作方

20、便。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：電能損耗大。電能損耗大。 適用范圍：適用范圍：中、小型直流電動機(jī)。中、小型直流電動機(jī)。3.降壓啟動 定義：定義：啟動時，通過降低電樞端電壓的方法來限制啟動啟動時，通過降低電樞端電壓的方法來限制啟動電流電流。 saUIR最初啟動電流：最初啟動電流： 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：啟動電流小，啟動電流小，啟動平穩(wěn)，啟動時能量損耗少啟動平穩(wěn)，啟動時能量損耗少。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：需要專用調(diào)壓直流電源，投資較大。需要專用調(diào)壓直流電源，投資較大。 適用范圍：適用范圍：大容量頻繁啟動的直流電動機(jī)和各類直流電大容量頻繁啟動的直流電動機(jī)和各類直流電力電子傳動系統(tǒng)。力電子傳動系統(tǒng)。9-5 直流電動機(jī)的調(diào)速調(diào)速指標(biāo)：調(diào)

21、速指標(biāo)：衡量各種調(diào)速方法技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能的參數(shù)衡量各種調(diào)速方法技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能的參數(shù)。maxminnDn調(diào)速范圍調(diào)速范圍D：電動機(jī)在額定負(fù)載下所能達(dá)到的最高轉(zhuǎn)速電動機(jī)在額定負(fù)載下所能達(dá)到的最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比。與最低轉(zhuǎn)速之比。 靜差率靜差率s：電動機(jī)由理想空載變到額定負(fù)載時，額定轉(zhuǎn)速電動機(jī)由理想空載變到額定負(fù)載時，額定轉(zhuǎn)速降落降落nN與理想空載轉(zhuǎn)速與理想空載轉(zhuǎn)速n0 之比。之比。 000100%100%NNnnnsnn調(diào)速的平滑性：調(diào)速的平滑性：相鄰兩級轉(zhuǎn)速之比稱為平滑相鄰兩級轉(zhuǎn)速之比稱為平滑系數(shù)系數(shù) 。1iinn調(diào)速的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：調(diào)速的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：調(diào)速設(shè)備的投資；運(yùn)行過程中的能量損調(diào)速設(shè)備的投資；運(yùn)行

22、過程中的能量損耗；維護(hù)費(fèi)用。耗；維護(hù)費(fèi)用。1.他勵直流電動機(jī)的調(diào)速02aseetRRUnTnTCC C 他勵直流電動機(jī)的他勵直流電動機(jī)的調(diào)速方法：調(diào)速方法：改變電樞回路中的串聯(lián)電阻改變電樞回路中的串聯(lián)電阻Rs調(diào)速；調(diào)速；改變氣隙磁通改變氣隙磁通 調(diào)速；調(diào)速；改變電樞端電壓改變電樞端電壓U調(diào)速。調(diào)速。1）改變電樞回路中的串聯(lián)電阻）改變電樞回路中的串聯(lián)電阻Rs調(diào)速調(diào)速電樞回路串電阻時的人為機(jī)械特性電樞回路串電阻時的人為機(jī)械特性2NaseNetNURRnTCC C保持保持U=UN，If =IfN，在電樞回路中串入電阻，在電樞回路中串入電阻Rs時的人為機(jī)械時的人為機(jī)械特性：特性：Ton0naR1asR

23、R2asRR21ssRRLTABC0nT 特點(diǎn)：特點(diǎn)：理想空載轉(zhuǎn)速理想空載轉(zhuǎn)速 不變；不變；0n特性斜率特性斜率 隨隨Rs的增大而增大的增大而增大。 結(jié)果：結(jié)果：TL不變時，不變時，Rs越大，越大，n越低。越低。Ton0naRLT1nA調(diào)速的物理過程調(diào)速的物理過程asRR他勵直流電動機(jī)他勵直流電動機(jī)帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行，采用電樞回路串電阻調(diào)速，行，采用電樞回路串電阻調(diào)速，BA工作點(diǎn)：工作點(diǎn)：AA B2211aaEnnE思考題：思考題：他勵直流電動機(jī)他勵直流電動機(jī)帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行，采用電樞帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行，采用電樞回路串電阻調(diào)速，調(diào)速前后穩(wěn)態(tài)電樞電流如何變化？回路串電阻調(diào)速，調(diào)速前后穩(wěn)

24、態(tài)電樞電流如何變化？保持不變保持不變111()aasaaUIRRnUI R2n21aaII優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡單，操作方便。設(shè)備簡單，操作方便。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：T0n0naR1asRR2asRR3asRRLT321sssRRR輕載時調(diào)速范圍??；輕載時調(diào)速范圍小；低速時機(jī)械特性變軟，轉(zhuǎn)速低速時機(jī)械特性變軟，轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性較差；的穩(wěn)定性較差；屬有級調(diào)速；屬有級調(diào)速；低速時效率較低，不經(jīng)濟(jì)；低速時效率較低，不經(jīng)濟(jì)；轉(zhuǎn)速只能轉(zhuǎn)速只能調(diào)慢，不能調(diào)快調(diào)慢，不能調(diào)快。減小氣隙減小氣隙磁通時的人為機(jī)械特性磁通時的人為機(jī)械特性2）減小氣隙磁通）減小氣隙磁通 調(diào)速調(diào)速保持保持U=UN ，Rs=0，減小氣隙減小

25、氣隙磁通磁通時時的人為機(jī)械特性：的人為機(jī)械特性：T0n0nN12N1202NaeetURnTnTCC C 特點(diǎn)：特點(diǎn)：理想空載轉(zhuǎn)速理想空載轉(zhuǎn)速 增大；增大；0n特性斜率特性斜率 增大增大。 結(jié)果：結(jié)果：TL不變時，不變時， 越小，越小，n越高。越高。LT0n一般情況下，一般情況下， 比比T 增加得快。增加得快。Ton01nLT1nA02n2n12他勵直流電動機(jī)他勵直流電動機(jī)帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行，采用弱磁調(diào)速，載運(yùn)行，采用弱磁調(diào)速，21 調(diào)速的物理過程調(diào)速的物理過程21112aaaaUIRnUI R212112aaEnnE1212aaII工作點(diǎn)：工作點(diǎn)：AA BA B思考題：思考題：他勵直

26、流電動機(jī)他勵直流電動機(jī)帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行，采用弱磁帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行，采用弱磁調(diào)速，調(diào)速前后穩(wěn)態(tài)電樞電流如何變化？調(diào)速，調(diào)速前后穩(wěn)態(tài)電樞電流如何變化？電樞電流增大電樞電流增大缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)速只能調(diào)高；轉(zhuǎn)速只能調(diào)高；最高轉(zhuǎn)速受電動機(jī)機(jī)械強(qiáng)度及換向的限制，調(diào)速范圍不最高轉(zhuǎn)速受電動機(jī)機(jī)械強(qiáng)度及換向的限制，調(diào)速范圍不大，大，一般一般 D 23。N12Ton0nNLT101n02n2優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：調(diào)速調(diào)速設(shè)備簡單，控制方便；設(shè)備簡單，控制方便；調(diào)速的平滑性好；調(diào)速的平滑性好；調(diào)速時電動機(jī)的效率基本不調(diào)速時電動機(jī)的效率基本不變，經(jīng)濟(jì)性好。變，經(jīng)濟(jì)性好。Ton0nNU1改變電樞端電壓改變電樞端電壓時的人

27、為機(jī)械特性時的人為機(jī)械特性保持保持If=IfN，Rs=0，只，只改變電樞端電壓改變電樞端電壓U時的人為機(jī)械特性：時的人為機(jī)械特性：3）改變電樞端電壓）改變電樞端電壓U調(diào)速調(diào)速02aeNetNRUnTnTCC CNUUU12 特點(diǎn)：特點(diǎn)：理想空載轉(zhuǎn)速理想空載轉(zhuǎn)速 與電樞電壓與電樞電壓U成正比地變化成正比地變化;0n特性斜率特性斜率 不變。不變。 結(jié)果：結(jié)果：TL不變時，不變時，U越小，越小，n越低。越低。LT01n1U202n2U302nB2U201nn1U1nLTToA1調(diào)速的物理過程調(diào)速的物理過程他勵直流電動機(jī)他勵直流電動機(jī)帶恒轉(zhuǎn)矩帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行，改變電樞端電負(fù)載運(yùn)行，改變電樞端電壓調(diào)速，

28、壓調(diào)速，A221211111aaaaaaEUI RnnnEUI R21aaII工作點(diǎn)：工作點(diǎn)：AA B他勵直流電動機(jī)他勵直流電動機(jī)帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行，改變電樞帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行，改變電樞端電壓調(diào)速，調(diào)速前后穩(wěn)態(tài)電樞電流如何變化？端電壓調(diào)速，調(diào)速前后穩(wěn)態(tài)電樞電流如何變化？保持不變保持不變2n321NUUUUTon0nNU01n1U02n2ULT03n3U優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：調(diào)速范圍寬；調(diào)速范圍寬；調(diào)速時，機(jī)械特性硬度不調(diào)速時，機(jī)械特性硬度不變，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性好；變，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性好；可實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速；可實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速；調(diào)速時電動機(jī)的效率基本調(diào)速時電動機(jī)的效率基本不變，經(jīng)濟(jì)性好。不變，經(jīng)濟(jì)性好。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：需要電壓連續(xù)調(diào)

29、節(jié)的專用直流電源。需要電壓連續(xù)調(diào)節(jié)的專用直流電源。轉(zhuǎn)速只能調(diào)低。轉(zhuǎn)速只能調(diào)低。優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn)2.串勵直流電動機(jī)的調(diào)速 串勵直流電動機(jī)的調(diào)速方法：串勵直流電動機(jī)的調(diào)速方法：電樞回路串聯(lián)電阻電樞回路串聯(lián)電阻Rs調(diào)速；調(diào)速；改變電樞端電壓改變電樞端電壓U調(diào)速；調(diào)速；改變改變If與與Ia的比值的比值 調(diào)速。調(diào)速。taseeCRRUnC kCkT串勵直流電動機(jī)的機(jī)械特性：串勵直流電動機(jī)的機(jī)械特性：faIITn0132faaIIII 特點(diǎn)：特點(diǎn)：Rash中有功率損耗，效率低；中有功率損耗，效率低；Rash體積較笨重。體積較笨重。taeteCRUnC C kCkT1）電樞分流電樞分流1n MUIfI IaRa

30、sh taeteCRUnC C kCkT2）串勵繞組分流串勵繞組分流n fshfaaffshRIIIRR1UIfI IaRfshM54 特點(diǎn)：特點(diǎn)：Rfsh中功率損耗較小，效中功率損耗較小，效率只略有降低。率只略有降低。n01T3.直流電動機(jī)的反轉(zhuǎn) 改變直流電動機(jī)轉(zhuǎn)向的方法：改變直流電動機(jī)轉(zhuǎn)向的方法：保持電樞繞組兩端極性不變，將勵磁繞組反接。保持電樞繞組兩端極性不變，將勵磁繞組反接。保持勵磁繞組極性不變，將電樞繞組反接。保持勵磁繞組極性不變，將電樞繞組反接。taTCI注意：注意：改變轉(zhuǎn)動方向時，勵磁電流和電樞電流兩者的方向改變轉(zhuǎn)動方向時，勵磁電流和電樞電流兩者的方向不能同時變。不能同時變。9-

31、6 直流電動機(jī)的電磁制動 電動機(jī)的兩種運(yùn)行狀態(tài)：電動機(jī)的兩種運(yùn)行狀態(tài)：電動狀態(tài)：電動狀態(tài)：T 與與n的方向相同的方向相同電磁電磁制動狀態(tài)：制動狀態(tài)：T 與與n的方向相反的方向相反電磁制動電磁制動回饋制動回饋制動能耗制動能耗制動反接制動反接制動電樞反接的反接制動電樞反接的反接制動限速反轉(zhuǎn)反接制動限速反轉(zhuǎn)反接制動1.回饋制動 適用對象：適用對象：電車下坡時限速。電車下坡時限速。0LLGTTT n 0nnaNEU0aI0T說明：說明：回饋制動時，需將串勵改為他勵?；仞佒苿訒r，需將串勵改為他勵。nTLTnTLTGT電動狀態(tài)電動狀態(tài)nLToA1n0nTLT 電動狀態(tài)電動狀態(tài)LT nLToA1n0nT 制

32、動原理制動原理n0nnaNEU0aI0T此時電機(jī)進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)，發(fā)出電能，回饋到電網(wǎng)。此時電機(jī)進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)，發(fā)出電能，回饋到電網(wǎng)。nLTGTB2n制動狀態(tài)制動狀態(tài)T 特點(diǎn)：特點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)性好。經(jīng)濟(jì)性好。aITEanLRU電動電動fISTLM制動制動2.能耗制動 制動方法：制動方法：保持保持If 的大小及方向的大小及方向不變，將開關(guān)不變，將開關(guān)S向下合閘，使電樞向下合閘，使電樞脫離電網(wǎng)而經(jīng)制動電阻脫離電網(wǎng)而經(jīng)制動電阻RL閉合。閉合。 機(jī)械特性：機(jī)械特性： 制動原理：制動原理：0U 0T 0aaaLEIRR 2aLetRRnTTC C 制動過程中，機(jī)組轉(zhuǎn)動部分的動能變成制動過程中，機(jī)組轉(zhuǎn)動部分的動能變成電能，消耗在電樞回路的總電阻上。電能，消耗在電樞回路的總電阻上。aRAoTn0nLTaLRRCB123 能耗能耗制動過程：制動過程：電動機(jī)帶位能電動機(jī)帶位能性負(fù)載時的穩(wěn)性負(fù)載時的穩(wěn)定工作點(diǎn)定工作點(diǎn) 特點(diǎn)：特點(diǎn)：能耗制動操作簡單，便于實(shí)能耗制動操作簡單，便于實(shí)