直流電機(jī)工作原理ppt課件

1、第三章第三章 直流電機(jī)的工作原理及特性直流電機(jī)的工作原理及特性 本章要求：掌握直流電機(jī)的基本工作原理及特性，特別是直流電機(jī)的機(jī)械特性；掌握直流電機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)的各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)所。3.13.1直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理一、基本結(jié)構(gòu)一、基本結(jié)構(gòu)定子和轉(zhuǎn)子兩大部分。定子和轉(zhuǎn)子兩大部分。( (略講略講) ) 它是以導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生感應(yīng)電它是以導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用為基動(dòng)勢(shì)和載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用為基礎(chǔ)。礎(chǔ)。 電流的方向：電流的方向：N極下的有效邊中的電流極下的有效邊中的電流總是一個(gè)方向，而總是一個(gè)方向，而

2、S極下的有效邊中的電流極下的有效邊中的電流總是另一個(gè)方向，這樣才能使兩個(gè)邊上受到總是另一個(gè)方向，這樣才能使兩個(gè)邊上受到的電磁力的方向一致，電樞因而轉(zhuǎn)動(dòng)。產(chǎn)生的電磁力的方向一致，電樞因而轉(zhuǎn)動(dòng)。產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。（換向器的作用）電磁轉(zhuǎn)矩。（換向器的作用）二、基本工作原理二、基本工作原理3.13.1直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 發(fā)電機(jī)依電磁感發(fā)電機(jī)依電磁感應(yīng)定理右手定應(yīng)定理右手定則），電動(dòng)機(jī)依安則），電動(dòng)機(jī)依安培電磁力定律左培電磁力定律左手定則）。手定則）。3.13.1直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理3.13.1直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理直流電機(jī)的基

3、本結(jié)構(gòu)和工作原理 直流電機(jī)中能量電能、機(jī)械能轉(zhuǎn)換的方向是可逆的，可用三個(gè)方程來(lái)描述：轉(zhuǎn)矩方程式：轉(zhuǎn)矩方程式：atIKT電機(jī)等速運(yùn)行轉(zhuǎn)矩平衡電機(jī)等速運(yùn)行轉(zhuǎn)矩平衡.電勢(shì)方程式：電勢(shì)方程式：nKEe電壓平衡方程式：電壓平衡方程式：aaRIEUaaRIUE 電磁轉(zhuǎn)矩T、負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL、及空載消耗轉(zhuǎn)矩T0相平衡。當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，則n、E、I、T將自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)負(fù)載的變化，保持新的平衡。 例如： 當(dāng)TLT TL n，當(dāng)不變時(shí) E（E=Ke n） Ia=（U - E）/ Ra T T= TL新的平衡）3.13.1直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理分類：按分類：按勵(lì)磁方法勵(lì)磁方法的

4、不同，的不同，分為他勵(lì)、分為他勵(lì)、并勵(lì)、串并勵(lì)、串勵(lì)和復(fù)勵(lì)勵(lì)和復(fù)勵(lì)四類，常四類，常用他勵(lì)和用他勵(lì)和并勵(lì)。并勵(lì)。3.2 3.2 直流發(fā)電機(jī)直流發(fā)電機(jī)3.3 3.3 直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 將直流電機(jī)的電勢(shì)方程和轉(zhuǎn)矩方程代入將直流電機(jī)的電勢(shì)方程和轉(zhuǎn)矩方程代入直流電動(dòng)機(jī)電壓平衡方程式中，并略加整理直流電動(dòng)機(jī)電壓平衡方程式中，并略加整理后，可得他勵(lì)直流電機(jī)的機(jī)械特性方程為：后，可得他勵(lì)直流電機(jī)的機(jī)械特性方程為：nnTKKRKUnteae020T)(0EKUn當(dāng)當(dāng) 時(shí)的轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速 稱為稱為理想空載轉(zhuǎn)速。理想空載轉(zhuǎn)速。機(jī)械硬度：轉(zhuǎn)矩變化機(jī)械硬度：轉(zhuǎn)矩變化dTdT與所引與所引起的轉(zhuǎn)速變化

5、起的轉(zhuǎn)速變化dndn的比值的比值 ，用于，用于衡量機(jī)械特性的平直程度。衡量機(jī)械特性的平直程度。 %100nTdndT3.3 3.3 直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 一一. .固有機(jī)械特性固有機(jī)械特性( (自然特性）自然特性） 是指在額定電壓和額定磁通下，電樞電路是指在額定電壓和額定磁通下，電樞電路內(nèi)內(nèi)不接任何電阻時(shí)的不接任何電阻時(shí)的n=fn=fT T）。當(dāng)）。當(dāng)U=UNU=UN，=N=N時(shí)，時(shí)，n=fn=fT T是一條直線。通常用是一條直線。通常用0 0，n0n0和和TNTN，nN nN ）兩點(diǎn)來(lái)作直線）兩點(diǎn)來(lái)作直線 根據(jù)銘牌參數(shù)根據(jù)銘牌參數(shù)PNPN，UNUN，ININ，nN nN

6、）計(jì)算計(jì)算RaRa，KeKe，n0 n0 ，TNTN。 電機(jī)正轉(zhuǎn)在第一象限，電機(jī)正轉(zhuǎn)在第一象限，反轉(zhuǎn)在第三象限。反轉(zhuǎn)在第三象限。3.3 3.3 直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性3.3 3.3 直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性（1 1計(jì)算電樞電阻計(jì)算電樞電阻RaRa：（通常電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下的銅耗（通常電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下的銅耗Ia2RaIa2Ra約占約占總損耗總損耗PNPN的的50%-75%50%-75%）Ia2Ra= Ia2Ra= （50%-50%-75%75%） PN=PN=（0.50.750.50.75） 輸入功率輸入功率- -輸出輸出功率功率= = （0.50.750.5

7、0.75）（）（1-N 1-N ）UNIN UNIN 式式中：中： N N 為效率，且此時(shí)為效率，且此時(shí)Ia=IN Ia=IN 故有：故有：NNNNNaIUIUPR175.05.0（2 2求求KeKe 在額定條件運(yùn)行下的反電勢(shì)在額定條件運(yùn)行下的反電勢(shì)EN= EN= KenN=UN -INRaKenN=UN -INRa故：故： Ke=Ke=（ UN-INRaUN-INRa）/ / nN nN 對(duì)于一臺(tái)直流電機(jī)而言，它是唯一的。對(duì)于一臺(tái)直流電機(jī)而言，它是唯一的。3.3 3.3 直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性（3 3求理想空載轉(zhuǎn)速：求理想空載轉(zhuǎn)速： n0=UN/Ken0=UN/KeNNNN

8、nPPT55.9（4 4求額定轉(zhuǎn)矩：求額定轉(zhuǎn)矩：例：一臺(tái)例：一臺(tái)Z2-51Z2-51型他勵(lì)電動(dòng)機(jī)，已知型他勵(lì)電動(dòng)機(jī)，已知PN=5.5kWPN=5.5kW，UN=220VUN=220V， IN=31AIN=31A，nN=1500r/minnN=1500r/min，認(rèn)為額，認(rèn)為額定運(yùn)行時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩近似等于額定輸出轉(zhuǎn)矩，定運(yùn)行時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩近似等于額定輸出轉(zhuǎn)矩，試?yán)L出這臺(tái)電機(jī)近似的固有機(jī)械特性。試?yán)L出這臺(tái)電機(jī)近似的固有機(jī)械特性。3.3 3.3 直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性解：解： 因他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的因他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的n=fn=fT T是一條直線，是一條直線，故只要求出：（故只要求出：（0 0，n0

9、n0）、（）、（TNTN，nN nN ）兩）兩點(diǎn)即可。點(diǎn)即可。NaNNNeNeNnRIUKKUn0min/1667min/132. 071. 0)1 ( 5 . 001rnrVKIUIUPRNeNNNNNamNnPTNNN351500105 . 555. 955. 931. 1.電樞電路內(nèi)接有外加電阻電樞電路內(nèi)接有外加電阻RadRad時(shí)的機(jī)械特時(shí)的機(jī)械特性性當(dāng)當(dāng)U=UNU=UN，=N=N時(shí)，電樞電路內(nèi)接有外時(shí)，電樞電路內(nèi)接有外加電阻加電阻RadRad，機(jī)械特性方程為：，機(jī)械特性方程為： 3.3 3.3 直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性nnTKKRRKUnmeaadNeN23.3 3.3

10、 直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性3.3 3.3 直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性（特性隨（特性隨RadRad的增大而變軟）的增大而變軟）可得從可得從0 0，n0)n0)點(diǎn)點(diǎn)發(fā)出的一簇的人為發(fā)出的一簇的人為機(jī)械特性曲線。機(jī)械特性曲線。 當(dāng)當(dāng)=N=N，Rad=0Rad=0時(shí)，時(shí)，改變電壓時(shí)，空載轉(zhuǎn)速變改變電壓時(shí)，空載轉(zhuǎn)速變化而轉(zhuǎn)速降落不變。（化而轉(zhuǎn)速降落不變。（U UUNUN； n n nN nN ）可得一）可得一簇平行于固有特性曲線的簇平行于固有特性曲線的人為機(jī)械特性曲線。人為機(jī)械特性曲線。3.3 3.3 直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性2. 2. 改變電壓時(shí)的機(jī)械特性

11、改變電壓時(shí)的機(jī)械特性 當(dāng)當(dāng)U=UNU=UN，Rad=0Rad=0時(shí)，改時(shí)，改變磁通空載轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速降落變磁通空載轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速降落都要發(fā)生變化。（都要發(fā)生變化。（ NN；T T隨磁通的降低而減小；隨磁通的降低而減??；n n nN nN ，電動(dòng)機(jī)工作在交點(diǎn)，電動(dòng)機(jī)工作在交點(diǎn)以左以左的區(qū)域。系統(tǒng)特性較軟）的區(qū)域。系統(tǒng)特性較軟） 消弱磁通時(shí)，留意消弱磁通時(shí)，留意“飛車景象，一般飛車景象，一般要加要加“失磁維護(hù)。失磁維護(hù)。3.3 3.3 直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性3. 3. 改變磁通時(shí)的機(jī)械特性改變磁通時(shí)的機(jī)械特性 電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)瞬間，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)瞬間，n=0n=0，e=0e=0，所以啟動(dòng)電流很，所

12、以啟動(dòng)電流很大，造成危害。大，造成危害。3.4 3.4 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性回憶電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性方程式和機(jī)械特性曲線回憶電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性方程式和機(jī)械特性曲線TKKRKUnteae2常用啟動(dòng)方法有兩種：常用啟動(dòng)方法有兩種：降壓?jiǎn)?dòng)和電樞回路外接電阻啟動(dòng)。降壓?jiǎn)?dòng)和電樞回路外接電阻啟動(dòng)。3.4 3.4 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性生產(chǎn)機(jī)械對(duì)電機(jī)啟動(dòng)的要求是：有足生產(chǎn)機(jī)械對(duì)電機(jī)啟動(dòng)的要求是：有足夠的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、啟動(dòng)時(shí)間短、啟動(dòng)平夠的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、啟動(dòng)時(shí)間短、啟動(dòng)平穩(wěn)。穩(wěn)。Ist=UN/Ra=(10-20)IN Ist=UN/Ra=(10-20)IN 限流限流 I

13、st=Ist=（1.5-21.5-2ININ 降壓?jiǎn)?dòng)：降壓?jiǎn)?dòng)： U UUNnUNn、EUU=UNEUU=UN、n=nNn=nN3.4 3.4 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性2. 2.電樞回路內(nèi)串接外加電阻啟動(dòng)：電樞回路內(nèi)串接外加電阻啟動(dòng)： 滿足啟動(dòng)要求：滿足啟動(dòng)要求：Ist=UN/Ist=UN/（Ra+RstRa+Rst） RstRst3-43-4級(jí)）級(jí)）T1T1、T2T2的數(shù)值按照電動(dòng)機(jī)的具體啟動(dòng)條件的數(shù)值按照電動(dòng)機(jī)的具體啟動(dòng)條件決定：決定： T1=T1=（1.6-21.6-2TN T2=TN T2=（1.1-1.21.1-1.2TNTN3.4 3.4 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的

14、啟動(dòng)特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性例題：一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，其額定數(shù)據(jù)為：例題：一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，其額定數(shù)據(jù)為：PN=17kWPN=17kW，UN=220VUN=220V，IN=91AIN=91A， nN=1500r/min, Ra=0.22nN=1500r/min, Ra=0.22。試求：。試求：（1 1） TN=TN=？（2 2直接啟動(dòng)時(shí)的直接啟動(dòng)時(shí)的Ist=Ist=？（3 3如果要使啟動(dòng)電流不超過(guò)額定電流的兩如果要使啟動(dòng)電流不超過(guò)額定電流的兩倍，求啟動(dòng)電阻為多少？此時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為多少？倍，求啟動(dòng)電阻為多少？此時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為多少？（4 4如果采用降壓?jiǎn)?dòng)，啟動(dòng)電流不超過(guò)額如果采用降壓?jiǎn)?dòng)，啟動(dòng)

15、電流不超過(guò)額定電流的兩倍，電源電壓應(yīng)為多少？定電流的兩倍，電源電壓應(yīng)為多少？3.4 3.4 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性mNnPTNNN2 .1081500101755. 955. 93解：解： （1 1TN=TN=？3.4 3.4 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性（2 2直接啟動(dòng)時(shí)的直接啟動(dòng)時(shí)的Ist=Ist=？ARUIaNst100022. 0220（3 3串入啟動(dòng)電阻串入啟動(dòng)電阻RadRad99.022aNNadNadaNstRIURIRRUI啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩：?jiǎn)?dòng)轉(zhuǎn)矩：mNIInRIUIKIKTNstNaNNstNesttst2312150022. 0912

16、2055. 955. 955. 9留意：留意：NNststTIIT 3.4 3.4 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性（4 4降壓?jiǎn)?dòng)時(shí)的電源電壓：降壓?jiǎn)?dòng)時(shí)的電源電壓：VRIRIUaNast4022. 09122總結(jié)一下啟動(dòng)特性：總結(jié)一下啟動(dòng)特性：3.4 3.4 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性3.5 3.5 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性 調(diào)速調(diào)速在一定的負(fù)載條件下，人為地改在一定的負(fù)載條件下，人為地改變電機(jī)的機(jī)械特性，以改變電機(jī)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。變電機(jī)的機(jī)械特性，以改變電機(jī)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。 請(qǐng)注意，速度調(diào)節(jié)與速度變化是兩個(gè)完全請(qǐng)注意，速度調(diào)節(jié)與速度變

17、化是兩個(gè)完全不同的概念。速度變化是在某條機(jī)械特性下，不同的概念。速度變化是在某條機(jī)械特性下，由于負(fù)載改變而引起的，而速度調(diào)節(jié)則是在由于負(fù)載改變而引起的，而速度調(diào)節(jié)則是在某一特定的負(fù)載下，靠人為改變機(jī)械特性而某一特定的負(fù)載下，靠人為改變機(jī)械特性而得到的。得到的。TKKRRKUnteadae2 由直流電動(dòng)機(jī)的由直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性方程：機(jī)械特性方程：可知：可知：1. 1. 改變電樞供電電壓改變電樞供電電壓U U、2. 2. 改變電樞電阻改變電樞電阻RadRad、3. 3. 改變磁通改變磁通， 都可以得到不同的人為機(jī)都可以得到不同的人為機(jī)械特性，達(dá)到調(diào)速的目的。械特性，達(dá)到調(diào)速的目的。ABnTnTT

18、L12C3.5 3.5 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性TKKRRKUnteadae23.5.1 3.5.1 改變電樞電路外串電阻改變電樞電路外串電阻RadRad3.5 3.5 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性TKKRRKUnteadae2BCD23特點(diǎn)：特點(diǎn)：1. Rad1. Rad越大特性越軟越大特性越軟2. 2. 空、輕載時(shí)調(diào)速范圍小空、輕載時(shí)調(diào)速范圍小實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速困難實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速困難電能消耗大電能消耗大3.5.2 3.5.2 改變電動(dòng)機(jī)電樞供電電壓改變電動(dòng)機(jī)電樞供電電壓U UnU1UNU1UNnbnb、E E暫時(shí)不變暫時(shí)不變電流電流T=TgT=Tg3.5

19、 3.5 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性TUNTLabgTgU1n工作點(diǎn)由工作點(diǎn)由b b點(diǎn)過(guò)渡到點(diǎn)過(guò)渡到g g點(diǎn)點(diǎn)3.5 3.5 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性由于由于TgTgTLTL系統(tǒng)加速系統(tǒng)加速nnEITEIT工作點(diǎn)由工作點(diǎn)由g g點(diǎn)向點(diǎn)向a a點(diǎn)移點(diǎn)移動(dòng)動(dòng)a a點(diǎn)：點(diǎn)：T=TLT=TL、n=nan=na系統(tǒng)穩(wěn)系統(tǒng)穩(wěn)定）定）TUNTLabgTgU1n3.5 3.5 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性 可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，n nnNnN 機(jī)械特性硬機(jī)械特性硬 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速 可以利用調(diào)壓方法啟動(dòng)設(shè)備可以利用調(diào)壓方法啟動(dòng)

20、設(shè)備特點(diǎn)：特點(diǎn)：3.5 3.5 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性3.5.3 3.5.3 改變電動(dòng)機(jī)磁通改變電動(dòng)機(jī)磁通特點(diǎn)：特點(diǎn)：可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速n nnNnN系統(tǒng)特性軟系統(tǒng)特性軟調(diào)速范圍小調(diào)速范圍小nmaxnmax1.2nN1.2nN恒功率恒功率3.6 3.6 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性 制動(dòng)制動(dòng)-是從某一穩(wěn)定轉(zhuǎn)速開始減速到停是從某一穩(wěn)定轉(zhuǎn)速開始減速到停止或是限制位能負(fù)載下降速度的一種運(yùn)動(dòng)狀止或是限制位能負(fù)載下降速度的一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。態(tài)。 分清：分清：制動(dòng)與自然停車的區(qū)別；制動(dòng)與自然停車的區(qū)別；電動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)的能量傳遞關(guān)系；電動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)的能量傳

21、遞關(guān)系；T T與與n n的關(guān)系的關(guān)系; ;根據(jù)電機(jī)處于制動(dòng)時(shí)根據(jù)電機(jī)處于制動(dòng)時(shí)的外部條件和能量傳的外部條件和能量傳遞情況，制動(dòng)分為：遞情況，制動(dòng)分為：反饋制動(dòng)、反接制動(dòng)、能耗制動(dòng)。反饋制動(dòng)、反接制動(dòng)、能耗制動(dòng)。3.6 3.6 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性3.6 3.6 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性3.6.1 3.6.1 反饋制動(dòng)反饋制動(dòng) 電動(dòng)機(jī)在正常接法時(shí)，若在外部條件作用下電動(dòng)機(jī)在正常接法時(shí)，若在外部條件作用下使電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速大于理想空載轉(zhuǎn)速時(shí)如電使電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速大于理想空載轉(zhuǎn)速時(shí)如電車下坡），反電勢(shì)車下坡），反電勢(shì)E E供電電壓供電電壓U U，電

22、樞電流，電樞電流IaIa反反向，電磁轉(zhuǎn)矩向，電磁轉(zhuǎn)矩T T反向變成制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)變成發(fā)反向變成制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)變成發(fā)電機(jī)，把機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能，向電源饋送，電動(dòng)電機(jī)，把機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能，向電源饋送，電動(dòng)機(jī)即處于反饋制動(dòng)狀態(tài)。機(jī)即處于反饋制動(dòng)狀態(tài)。nTbnaanbTPTr在反饋制動(dòng)狀態(tài)下：電在反饋制動(dòng)狀態(tài)下：電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性的表達(dá)動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性的表達(dá)式仍為：式仍為：TKKRRKUnteadae2所不同的僅是所不同的僅是T T改變了符號(hào)，而理想空載轉(zhuǎn)速和改變了符號(hào)，而理想空載轉(zhuǎn)速和特性的斜率均與電動(dòng)狀態(tài)下一致。特性的斜率均與電動(dòng)狀態(tài)下一致。rpTTT3.6 3.6 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性直流他勵(lì)

23、電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性3.6 3.6 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性電樞電壓突降時(shí)的反饋制動(dòng)狀態(tài)調(diào)壓調(diào)速時(shí)）電樞電壓突降時(shí)的反饋制動(dòng)狀態(tài)調(diào)壓調(diào)速時(shí)）當(dāng)電壓由當(dāng)電壓由U1U1突降為突降為U2U2時(shí)，時(shí)，由于由于E E和和n n不能突變，所以不能突變，所以電樞電流將由電樞電流將由突變?yōu)镽EUIa1REUIb2即：當(dāng)即：當(dāng)n0bn0bnana時(shí)，時(shí)，U2U2E E，則電流，則電流IbIb為負(fù)值并產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，系統(tǒng)工作點(diǎn)為負(fù)值并產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，系統(tǒng)工作點(diǎn)由由a a過(guò)渡過(guò)渡b b點(diǎn)。點(diǎn)。U1U2b-Tcn0bn0b 在制動(dòng)轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩的作用下電機(jī)轉(zhuǎn)速沿由在制動(dòng)轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩的作用下電機(jī)轉(zhuǎn)速沿

24、由U2U2所決定的特性曲線從所決定的特性曲線從b b點(diǎn)向點(diǎn)向c c點(diǎn)移動(dòng)。點(diǎn)移動(dòng)。3.6 3.6 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性 當(dāng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速等于當(dāng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速等于n0bn0b時(shí)，時(shí)，E=U2E=U2，制動(dòng)電流、轉(zhuǎn)矩降為，制動(dòng)電流、轉(zhuǎn)矩降為零，反饋制動(dòng)過(guò)程結(jié)束。零，反饋制動(dòng)過(guò)程結(jié)束。U1U2b-Tcn0bn0b但由于電磁轉(zhuǎn)矩但由于電磁轉(zhuǎn)矩T TTLTL，在負(fù)，在負(fù)載轉(zhuǎn)矩的作用下轉(zhuǎn)速進(jìn)一步載轉(zhuǎn)矩的作用下轉(zhuǎn)速進(jìn)一步下降，直到下降，直到n=ncn=nc，T=TLT=TL電電機(jī)在電動(dòng)狀態(tài)下穩(wěn)定運(yùn)行）。機(jī)在電動(dòng)狀態(tài)下穩(wěn)定運(yùn)行）。3.6 3.6 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性

25、 制動(dòng)制動(dòng)-是從某一穩(wěn)定轉(zhuǎn)速開始減速到停是從某一穩(wěn)定轉(zhuǎn)速開始減速到停止或是限制位能負(fù)載下降速度的一種運(yùn)動(dòng)狀止或是限制位能負(fù)載下降速度的一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。態(tài)。 分清：分清：制動(dòng)與自然停車的區(qū)別；制動(dòng)與自然停車的區(qū)別；電動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)的能量傳遞關(guān)系；電動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)的能量傳遞關(guān)系；T T與與n n的關(guān)系的關(guān)系; ;根據(jù)電機(jī)處于制動(dòng)時(shí)根據(jù)電機(jī)處于制動(dòng)時(shí)的外部條件和能量傳的外部條件和能量傳遞情況，制動(dòng)分為：遞情況，制動(dòng)分為：反饋制動(dòng)、反接制動(dòng)、能耗制動(dòng)。反饋制動(dòng)、反接制動(dòng)、能耗制動(dòng)。3.6 3.6 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性3.6 3.6 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性

26、3.6.1 3.6.1 反饋制動(dòng)反饋制動(dòng) 電動(dòng)機(jī)在正常接法時(shí)，若在外部條件作用下電動(dòng)機(jī)在正常接法時(shí)，若在外部條件作用下使電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速大于理想空載轉(zhuǎn)速時(shí)如電使電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速大于理想空載轉(zhuǎn)速時(shí)如電車下坡），反電勢(shì)車下坡），反電勢(shì)E E供電電壓供電電壓U U，電樞電流，電樞電流IaIa反反向，電磁轉(zhuǎn)矩向，電磁轉(zhuǎn)矩T T反向變成制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)變成發(fā)反向變成制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)變成發(fā)電機(jī)，把機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能，向電源饋送，電動(dòng)電機(jī)，把機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能，向電源饋送，電動(dòng)機(jī)即處于反饋制動(dòng)狀態(tài)。機(jī)即處于反饋制動(dòng)狀態(tài)。nTbnaanbTPTr在反饋制動(dòng)狀態(tài)下：電在反饋制動(dòng)狀態(tài)下：電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性的表達(dá)動(dòng)機(jī)的機(jī)

27、械特性的表達(dá)式仍為：式仍為：TKKRRKUnteadae2所不同的僅是所不同的僅是T T改變了符號(hào)，而理想空載轉(zhuǎn)速和改變了符號(hào)，而理想空載轉(zhuǎn)速和特性的斜率均與電動(dòng)狀態(tài)下一致。特性的斜率均與電動(dòng)狀態(tài)下一致。rpTTT3.6 3.6 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性3.6 3.6 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性電樞電壓突降時(shí)的反饋制動(dòng)狀態(tài)調(diào)壓調(diào)速時(shí)）電樞電壓突降時(shí)的反饋制動(dòng)狀態(tài)調(diào)壓調(diào)速時(shí)）當(dāng)電壓由當(dāng)電壓由U1U1突降為突降為U2U2時(shí)，時(shí)，由于由于E E和和n n不能突變，所以不能突變，所以電樞電流將由電樞電流將由突變?yōu)镽EUIa1REUIb2即：當(dāng)即：當(dāng)n0bn

28、0bnana時(shí)，時(shí)，U2U2E E，則電流，則電流IbIb為負(fù)值并產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，系統(tǒng)工作點(diǎn)為負(fù)值并產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，系統(tǒng)工作點(diǎn)由由a a過(guò)渡過(guò)渡b b點(diǎn)。點(diǎn)。U1U2b-Tcn0bn0b 在制動(dòng)轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩的作用下電機(jī)轉(zhuǎn)速沿由在制動(dòng)轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩的作用下電機(jī)轉(zhuǎn)速沿由U2U2所決定的特性曲線從所決定的特性曲線從b b點(diǎn)向點(diǎn)向c c點(diǎn)移動(dòng)。點(diǎn)移動(dòng)。3.6 3.6 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性 當(dāng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速等于當(dāng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速等于n0bn0b時(shí)，時(shí)，E=U2E=U2，制動(dòng)電流、轉(zhuǎn)矩降為，制動(dòng)電流、轉(zhuǎn)矩降為零，反饋制動(dòng)過(guò)程結(jié)束。零，反饋制動(dòng)過(guò)程結(jié)束。U1U2b-Tcn0bn0b但由于電磁轉(zhuǎn)矩

29、但由于電磁轉(zhuǎn)矩T TTLTL，在負(fù)，在負(fù)載轉(zhuǎn)矩的作用下轉(zhuǎn)速進(jìn)一步載轉(zhuǎn)矩的作用下轉(zhuǎn)速進(jìn)一步下降，直到下降，直到n=ncn=nc，T=TLT=TL電電機(jī)在電動(dòng)狀態(tài)下穩(wěn)定運(yùn)行）。機(jī)在電動(dòng)狀態(tài)下穩(wěn)定運(yùn)行）。3.6 3.6 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性卷?yè)P(yáng)機(jī)下放重物位能產(chǎn)生反饋制動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)下放重物位能產(chǎn)生反饋制動(dòng) 設(shè)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)提升重設(shè)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)提升重物，改變電壓后，電動(dòng)機(jī)物，改變電壓后，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，重物下降，特性在反轉(zhuǎn)，重物下降，特性在第三象限，第三象限，a ba b系統(tǒng)在第三象限沒有穩(wěn)定系統(tǒng)在第三象限沒有穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)，當(dāng)加速超過(guò)運(yùn)行點(diǎn)，當(dāng)加速超過(guò)-n0-n0EU, IaEU, Ia改變

30、方向，改變方向，T T變?yōu)檎?，并與變?yōu)檎担⑴cTLTL相反，進(jìn)入第四象限，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入反饋相反，進(jìn)入第四象限，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入反饋制動(dòng)，制動(dòng)，b cb c特點(diǎn)：改變附加電阻大特點(diǎn)：改變附加電阻大小，可改變電動(dòng)機(jī)下降小，可改變電動(dòng)機(jī)下降速度，但下降速度過(guò)高，速度，但下降速度過(guò)高，制動(dòng)方式是不太安全的。制動(dòng)方式是不太安全的。3.6 3.6 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性3.6 3.6 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性3.6.2 3.6.2 反接制動(dòng)反接制動(dòng) 當(dāng)他勵(lì)直流電機(jī)的電樞電壓或電樞電勢(shì)當(dāng)他勵(lì)直流電機(jī)的電樞電壓或電樞電勢(shì)中任何一個(gè)在外部條件作用下改變方向，即中任何

31、一個(gè)在外部條件作用下改變方向，即兩者由方向相反變?yōu)榉较蛞恢聲r(shí)，電動(dòng)機(jī)即兩者由方向相反變?yōu)榉较蛞恢聲r(shí)，電動(dòng)機(jī)即處于反接制動(dòng)狀態(tài)。處于反接制動(dòng)狀態(tài)。（電源反接制動(dòng)；倒拉反接制動(dòng)）（電源反接制動(dòng)；倒拉反接制動(dòng)）1.電源反接制動(dòng)：電源反接制動(dòng)：1 1U U正向左圖中紅線特性曲線為下正向左圖中紅線特性曲線為下圖中直線圖中直線1 1，系統(tǒng)工作點(diǎn)為，系統(tǒng)工作點(diǎn)為a a，轉(zhuǎn)速為，轉(zhuǎn)速為nana3.6 3.6 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性3.6 3.6 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性2 2U U反向時(shí)有：反向時(shí)有：E=-U-IaRE=-U-IaRTKKRRKUnteadae

32、2可見系統(tǒng)變?yōu)樘匦郧€為可見系統(tǒng)變?yōu)樘匦郧€為2 2所示所示 系統(tǒng)狀態(tài)由系統(tǒng)狀態(tài)由1 1的的a a點(diǎn)變到點(diǎn)變到2 2的的b b點(diǎn)，電磁轉(zhuǎn)矩點(diǎn)，電磁轉(zhuǎn)矩變?yōu)樨?fù)值，此時(shí)在電磁轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩的作用變?yōu)樨?fù)值，此時(shí)在電磁轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩的作用下使轉(zhuǎn)速迅速下降，系統(tǒng)狀態(tài)沿著直線下使轉(zhuǎn)速迅速下降，系統(tǒng)狀態(tài)沿著直線2 2由由b b點(diǎn)點(diǎn)向向c c點(diǎn)移動(dòng)，當(dāng)點(diǎn)移動(dòng)，當(dāng)n=0n=0時(shí)反接制動(dòng)結(jié)束。時(shí)反接制動(dòng)結(jié)束。 若此時(shí)不切斷電源，若此時(shí)不切斷電源，將導(dǎo)致反向啟動(dòng)。有反抗將導(dǎo)致反向啟動(dòng)。有反抗性負(fù)載和位能性負(fù)載兩種性負(fù)載和位能性負(fù)載兩種情況。情況。留意：由于留意：由于E E和和U U是串聯(lián)相是串聯(lián)相加，電樞電流過(guò)大，

33、應(yīng)有加，電樞電流過(guò)大，應(yīng)有足夠大的限流電阻。足夠大的限流電阻。3.6 3.6 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性3.6 3.6 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性2.2.倒拉反接制動(dòng)改變倒拉反接制動(dòng)改變E E）當(dāng)電機(jī)處于正向電動(dòng)狀態(tài)，系統(tǒng)工作點(diǎn)為當(dāng)電機(jī)處于正向電動(dòng)狀態(tài)，系統(tǒng)工作點(diǎn)為a a點(diǎn)，點(diǎn)，n=nan=na提升重物）提升重物）放下重物時(shí)：放下重物時(shí)：串入串入RadRad特性曲線由特性曲線由1 1變變2 2，系統(tǒng)工作點(diǎn)由系統(tǒng)工作點(diǎn)由a a變?yōu)樽優(yōu)閏 c），），TTTLnTLn（工作點(diǎn)（工作點(diǎn)由由c c向向d d移動(dòng)移動(dòng)EITEIT（此時(shí)（此時(shí)T TTLTL） n n3.6 3.6 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性d d 點(diǎn)：點(diǎn)：n=0n=0，E=0E=0，I=Ist=U/RI=Ist=