第2章_直流電動機傳動基礎(chǔ)

1、電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P1電氣傳動自動控制系統(tǒng)Electrical Drive and Control System哈爾濱工業(yè)大學哈爾濱工業(yè)大學 電氣工程系電氣工程系武健武健 E-mail:2022年年3月月17日日電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P2第二章第二章 直流電動機傳動基礎(chǔ)直流電動機傳動基礎(chǔ)本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容 直流電動機機械特性直流電動機機械特性 固有機械特性與人工機械特性固有機械特性與人工機械特性 直流他勵電動機機械特性的計算和繪制直流他勵電動機機械特性的計算和繪制 直流他勵電動機的起動直流他勵電動機的起動 直流他勵電動機的工作狀

2、態(tài)直流他勵電動機的工作狀態(tài) 調(diào)速的基本指標調(diào)速的基本指標 直流他勵電動機的調(diào)速方法直流他勵電動機的調(diào)速方法 直流他勵電動機調(diào)速時與負載性質(zhì)的配合直流他勵電動機調(diào)速時與負載性質(zhì)的配合電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P32.1 直流電動機機械特性直流電動機機械特性 “電機學”中，注重電機的結(jié)構(gòu)與原理，主要研究的是電機在進行能量轉(zhuǎn)換時其內(nèi)部的電磁過程；而“電力拖動”，則注重的是電動機的使用電動機的使用，主要研究的是電機的外特性電機的外特性。在電動機的各類工作特性中首要的是機械特性。 電動機的機械特性(Speed-Torque Characteristics)， 是電動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩(

3、電磁轉(zhuǎn)矩) T 與其轉(zhuǎn)速 n 之間的關(guān)系，即 n=f(T)。電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P4機械特性的重要性 電動機的機械特性是電動機性能的主要表現(xiàn)，只有掌握好電動機的機械特性，才能正確選擇和使用電動機。 電動機的機械特性在很大程度上決定了電力拖動系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)運行和過渡過程的性質(zhì)和特點。 電動機機械特性的研究是“電氣傳動”課程的核心內(nèi)容。電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P5直流他勵電動機的機械特性方程式直流他勵電動機的機械特性方程式假設(shè)： 電源電壓為恒值 磁通為恒值，即勵磁電流不變，認為無電樞反應(yīng)， 電樞回路電阻為恒值。 Uf If rf ra Rfad

4、I E Rad U + + M 電樞回路 勵磁回路 電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P6電壓平衡方程電壓平衡方程 （基爾霍夫定律）（基爾霍夫定律） 電樞回路的電壓平衡方程式為：U = E + I Ra U電動機的電樞電壓(V)；E電動機電樞繞組的感應(yīng)電勢(電樞電勢)(V)；I 電樞電流(A)；Ra電樞回路總電阻()， Ra=ra+Rad。電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P7電機電動勢 直流電機的電樞電勢公式為：E=Cen Ce電勢常數(shù);p電機極對數(shù)；N電樞繞組的有效導體數(shù)；a電樞繞組的并聯(lián)支路對數(shù)；每極磁通(Wb)；n電動機轉(zhuǎn)速(r/min)。電氣傳動自動控

5、制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P8電機的轉(zhuǎn)矩電機的轉(zhuǎn)矩 直流電機的電磁轉(zhuǎn)矩公式為：T=CTI 式中：CT轉(zhuǎn)矩常數(shù)；則有： T電磁轉(zhuǎn)矩(Nm)。電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P9直流他勵電動機的機械特性方程式 U= Cen+IraICRCUneaeTCCRCUnTeae2TCTIn0n0T0T0n電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P10直流電動機的機械特性的特點直流電動機的機械特性的特點 直流他勵電動機的機械特性是一條向下傾斜的直線； 斜率愈大，速度降落愈大，特性向下傾斜就愈明顯，即稱為機械特性愈“軟”； 特性愈平坦，機械特性愈“硬”。 電氣傳動自動控制

6、系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P11機械特性分為固有機械特性 定義：當電動機電樞接額定電壓，正常接線，磁通為額定磁通，電樞回路無附加電阻時，電動機的機械特性稱為固有機械特性固有機械特性。 U=UN，=N，Rad=0，Ra=ra代入機械特性，即得固有機械特性方程式為：TCCrCUnNTeaNeN2電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P12直流電動機固有機械特性曲線 Tst nN n0 TN T 0 n N I II IV III 電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P13直流電動機固有機械特性具有以下幾個特點 其電磁轉(zhuǎn)矩T越大，轉(zhuǎn)速n越低，機械特性是一條下斜直線。

7、原因是：原因是：T增大，電樞電流增大，電樞電流I與與T成正比，成正比，I也增大，電也增大，電樞電勢樞電勢 E=Ce nN=UN-Ira，E則減小，轉(zhuǎn)速則減小，轉(zhuǎn)速n則降低。則降低。 當T=0時，為固有機械特性的理想空載轉(zhuǎn)速。此時I=0，E=UN。固有機械特性的斜率為： 轉(zhuǎn)速降為： 2NTeaCCrbTCCrbTnNTea2電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P14 當n=0，即電動機起動時，E=CenN=0，此時電樞電流，稱為起動電流； 電磁轉(zhuǎn)矩T=CTNIst=Tst，稱為起動轉(zhuǎn)矩。 直流他勵電動機的固有機械特性是一條向下傾斜的直線，橫跨I、II、IV三個象限，特性較硬。 機械

8、特性只表征電動機電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速之間的函數(shù)關(guān)系，是電動機本身的能力，至于電動機具體運行狀態(tài)，還要看拖動什么樣的負載。 電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P15人工機械特性人工機械特性 1. 電樞串接電阻時的人工機械特性電樞串接電阻時的人工機械特性 電樞串接電阻時，Rad0，電樞回路總電阻Ra=ra+Rad。電源電壓U=UN，磁通=N，此時的人工機械特性方程式為：TCCRCUnNTeaNeN2n0raT0nRa1=ra+Rad1Ra2=ra+Rad2Rad1U1U2U1U2U=0U=-UN-n0能耗制動電樞反接制動U改變時，理想空載轉(zhuǎn)速隨之成正比變化；而特性斜率b不變，都與固有機械

9、特性的相同。 電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P173.減弱電動機磁通時的人工機械特性減弱電動機磁通時的人工機械特性改變勵磁回路的附加電阻改變勵磁回路的附加電阻Rfad，即可改變勵磁電流，即可改變勵磁電流If，從而，從而使磁通改變。一般，電機在額定磁通下工作時，磁路已接使磁通改變。一般，電機在額定磁通下工作時，磁路已接近飽和，所以只能是近飽和，所以只能是減弱磁通減弱磁通。 TCCrCUnTeaeN2 n0 2 T 0 n n01 n02 1 N N12 Tst2 Tst1 Tst 電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P18人工機械特性小結(jié) 電樞串接電阻和弱磁時，

10、機械特性都變軟了； 只有調(diào)壓調(diào)速，才保持和固有機械特性相同的硬度；電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P19直流他勵電動機機械特性的計算和繪制直流他勵電動機機械特性的計算和繪制 直流他勵電動機的機械特性是一條向下傾斜的直線 為了繪制其機械特性，不論是固有機械特性，還是人工機械特性，只需兩點即可，即：“兩點法”。 TCCRCUnTeae2電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P201.固有機械特性的計算和繪制固有機械特性的計算和繪制 直流他勵電動機的固有機械特性可以由理想空載點(0，n0)和額定工作點(TN，nN)這兩點來決定。（1) 首先確定理想空載點(0，n0) 額

11、定電壓額定電壓UN由電動機的銘牌數(shù)據(jù)可得，而由電動機的銘牌數(shù)據(jù)可得，而Ce N可由額定狀態(tài)下可由額定狀態(tài)下電樞回路的電壓平衡方程式求出。電樞回路的電壓平衡方程式求出。 額定電壓額定電壓UN、額定電流、額定電流IN以及額定轉(zhuǎn)速以及額定轉(zhuǎn)速nN都是電動機的銘牌數(shù)都是電動機的銘牌數(shù)據(jù)，而電樞電阻據(jù)，而電樞電阻ra的值在產(chǎn)品目錄中一般并不給出。我們可以的值在產(chǎn)品目錄中一般并不給出。我們可以通過實測得出電樞電阻通過實測得出電樞電阻ra的值，或可以按照電機工作時的銅損的值，或可以按照電機工作時的銅損來估算來估算.NeNCUn0NaNNNNNenrIUnEC電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，

12、P21 給出電樞電阻ra的估算公式，即：認為在額定負載時，電樞電阻ra所引起的電樞銅損占電機全部損耗的一半到三分之二。 NNaNUIrI132212NNaIUr13221電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P22（2)確定額定工作點確定額定工作點(TN，nN) 額定工作點(TN，nN)，額定轉(zhuǎn)速nN是銘牌數(shù)據(jù)中給出的，只需求出額定轉(zhuǎn)矩即可 CT=9.55Ce 由 T=CT I 可知 TN=CTNIN 有了理想空載點和額定工作點，就可以繪制出直流他勵電動機的固有機械特性 電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P232. 人工機械特性的計算和繪制人工機械特性的計算和繪制

13、由于直流他勵電動機的人工機械特性亦是直線，所以根據(jù)人工機械特性方程式，把相應(yīng)的參數(shù)代入，用與固有機械特性類似的“兩點法”即可 電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P24 例：直流他勵電動機銘牌數(shù)據(jù)為：PN=4kW，UN=220V，IN=22.7A，nN=1500r/min。電樞繞組，串聯(lián)穩(wěn)定繞組和換向極繞組的電阻分別為：0.56、0.037、0.245，電刷接觸電壓降為2V。 (1)試計算并繪制固有機械特性； (2)當電動機為額定負載、轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速一半時，電樞回路應(yīng)串多大附加電阻？并繪制該人工機械特性。電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P25解：(1)電動機的電

14、樞電阻估算值根據(jù)工廠制造電機時所取得的數(shù)據(jù)，電樞繞組，串聯(lián)穩(wěn)定繞組和換向極繞組的電阻分別為：0.56、0.037、0.285。此外電刷接觸電阻為式中, Ua電刷接觸電壓降(V)則，電樞電阻的實際值ra：ra=0.56+0.037+0.285+0.088=0.97電動機的電勢常數(shù)088. 07 .222NaIU1min/132. 0150097. 07 .22220rVnrIUCNaNNNe電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P26電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P270102030400500100015002000T(Nm)n(r/min)電氣傳動自動控制系統(tǒng)

15、電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P28電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P292.2 直流他勵電動機的起動直流他勵電動機的起動 電機從靜止開始轉(zhuǎn)動，加速到某一穩(wěn)定運行速度的過程稱為起動過程起動過程。 直流他勵電動機起動時，為了產(chǎn)生較大的起動轉(zhuǎn)矩及不使起動后的轉(zhuǎn)速過高，應(yīng)該滿磁起動，即勵磁電流為額定值，每極磁通為額定值。 因此起動時勵磁回路不能串電阻，而且絕對不允許勵磁回路出現(xiàn)斷路，即失磁。電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P302.2.1 直流他勵電動機的起動方法直流他勵電動機的起動方法 不采取任何措施，把直流電動機的電樞直接投入額定電壓的起動，稱為直接起動。直流

16、電動機一般不允許直接起動直流電動機一般不允許直接起動(小容量直流電機由于小容量直流電機由于ra大大,可以直接起動可以直接起動)。原因： 直流電動機在起動瞬間，n =0，則電樞反電勢E = Cen=0，則此時電樞電流為，稱為起動電流，亦稱為短路電流或堵轉(zhuǎn)電流。由于電樞內(nèi)阻很小，則起動電流Ist很大，一般可達到額定電流的1020倍。由于直接起動時的起動電流Ist很大，使換向惡化，在換向器表面產(chǎn)生過大的火花，嚴重時甚至產(chǎn)生“環(huán)火”。Ist很大，TI，Tst也很大，對生產(chǎn)機械的沖擊也很大。這樣過大的電流沖擊和轉(zhuǎn)矩沖擊，對電網(wǎng)及傳動系統(tǒng)都是有害的。 電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P3

17、1電動機負載起動的一般條件是：Ist(22.5)IN，因為換向最大允許電流為(22.5)IN。Tst(1.11.2)TN，這樣系統(tǒng)才能順利起動。直流他勵電動機的起動方法有以下兩種(為限制起動電流)：降壓起動；降壓起動；1. 電樞串接電阻起動電樞串接電阻起動電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P32降壓起動在電動機起動時，降低電樞電壓，使起動電流降低，待電動機轉(zhuǎn)速逐漸升高后，再逐漸使電樞電壓恢復到正常值。 A n0 UN T 0 n UNU3U2U1 U3 U2 Tst TL U1 電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P33電樞串接電阻起動電樞串接電阻起動 在電動機起

18、動時，在電樞回路中串接電阻(稱為起動電阻)，待電動機轉(zhuǎn)速升高之后，再逐級將起動電阻切除。 為使起動平穩(wěn)可靠，常采用電樞回路串接電阻分級起動的方法。 Ra1=ra+Rad1+Rad2 Uf Ra2 ra Ra1 Rad2 U + + M Rad1 KM1 KM2 n0 ra T 0 n Ra2 Ra1 T1 T2 TL I I1 I2 IL a b c d e f h m g 電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P34 適當?shù)剡x擇所切除的電阻值Rad1，使切除Rad1后的電樞電流剛好等于I1，所對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩為T1。 在分級起動過程中，各級的最大電流I1(或相應(yīng)的最大轉(zhuǎn)矩T1)及切換電

19、流I2(或與之相應(yīng)的切換轉(zhuǎn)矩T2)都是不變的，這樣，使得起動過程有較均勻的加速。 要滿足以上電樞回路串接電組分級起動的要求，起動電阻的阻值需要合適的取值。下面討論啟動電阻的計算方法。下面討論啟動電阻的計算方法。 電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P352.2.2 直流他勵電動機起動電阻的計算方法直流他勵電動機起動電阻的計算方法 推導計算起動電阻的公式 對a點有 對b點有 對c點有11aRUI 11IURa12abREUI21acREUI電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P36 因為切除電阻Rad1的瞬間，由于機械慣性nbnc，又由于略去電樞電感的影響，所以電流由

20、I2突增到I1。 當切除Rad2的瞬間，對d點有 對e點有2121aaRRII22adREUIaerEUI1電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P37 同理，ndne，EdEe 兩級起動 推廣為m級起動（為最大起動電流I1與切換電流I2之比）aarRII221aaaarRRRII22121aamammaaaaarRRRRRRRII1322121電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P38為最大起動電流與切換電流之比 每級電樞回路總電阻 各級的起動電阻 aamammaaaaaaarRRRRRRRRR1433221aamadmammamadaaadaaadaaadrRRR

21、RRRRRRRRRRR11433322211maarR1maairR電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P39 起動最大電流I1及切換電流I2按生產(chǎn)機械的工藝要求確定，一般 電動機相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩 NNI.II.I211125121NNT.TT.T211125121電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P40計算起動電阻的步驟計算起動電阻的步驟 按電動機的銘牌數(shù)據(jù)，求出電動機的電樞電阻ra；（a）起動級數(shù)m已知時(一般可按電機容量及起動要求選定起動級數(shù)m) 先確定最大起動電流先確定最大起動電流Il，一般，一般I1=(1.52)IN 求出最大起動電阻Ra1， （b) 算出值

22、求出切換電流I2，應(yīng)滿足I2=(1.11.2)IN； 23103221NNNNaIPIUr11IURNamaarR112II電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P413. （a）當m未知時，先選定最大電流I1及切換電流I2； （b） 求出值 （c） 求出最大起動電阻Ra1 （d） 算出起動級數(shù)m （e）如得出的m不是整數(shù)，則選取與其相近的較大整數(shù)。然后用其所選之整數(shù)m，按式 反過來修正值及切換電流I2值； 21II11IURalnln1aarRmmaarR1電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P42 (f) 求出各級起動電樞回路總電阻 (g) 求出各級起動電阻值。

23、aamammaaaaaaarRRRRRRRRR1433221aamadmammamadaaadaaadaaadrRRRRRRRRRRRRRR11433322211電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P43 例：直流他勵電動機的銘牌數(shù)據(jù)為：PN13kW，UN440V，IN33.5A，nN1500rmin。起動級數(shù)m4，試用分析法計算起動電阻。 (1) 按電機的銘牌數(shù)據(jù)求出電樞電阻 (2) 選取最大起動電流I1為 Il2IN=233.567A (3)求最大起動電阻Ra1 775053310135334402110212323.IPIUrNNNNa5766744011.IURNa電氣傳

24、動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P44 (4) 求值 (5) 切換電流為 (6)求起動時各級電樞回路總電阻 7061775057641.rRmaa126739.271.706IINNI.III17170612125768432527061252321706132177507061132434.R.RR.RR.rRaaaaaaa電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P45 (7) 求起動時各級切除的電阻 5450775032193032125259125284373284357644433322211.rRR.RRR.RRR.RRRaaadaaadaaadaaad電氣傳動

25、自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P462.3 直流他勵電動機的各種工作狀態(tài) 電動機的工作狀態(tài)按拖動性能分為電動當電機從電網(wǎng)取得電能，并且發(fā)出與系統(tǒng)運動方向當電機從電網(wǎng)取得電能，并且發(fā)出與系統(tǒng)運動方向一致的轉(zhuǎn)矩，即為電動工作狀態(tài)一致的轉(zhuǎn)矩，即為電動工作狀態(tài)制動。當電機向電網(wǎng)回饋電能，并且發(fā)出與運動方向相反當電機向電網(wǎng)回饋電能，并且發(fā)出與運動方向相反的轉(zhuǎn)矩時，即為制動工作狀態(tài)。的轉(zhuǎn)矩時，即為制動工作狀態(tài)。在電力拖動系統(tǒng)中有三種不同的制動狀態(tài)。電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P47回饋制動狀態(tài)回饋制動狀態(tài)：將電機軸上的機械能或拖動系統(tǒng)存儲的動能，變成電能輸送到電網(wǎng)。反接制

26、動狀態(tài)反接制動狀態(tài)：電機同時吸收機械能和電能，把它們消耗在電樞（轉(zhuǎn)子）回路的電阻中。能耗制動狀態(tài)能耗制動狀態(tài)：將機械能變成電能，把它們消耗在電樞（轉(zhuǎn)子）回路的電阻中。電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P48制動工作狀態(tài)的實質(zhì)是電機作為發(fā)電機工作，消耗機械能。哪些情況下需要使電機工作在制動狀態(tài)？迅速、準確、平穩(wěn)地停車或迅速反轉(zhuǎn)；由高速迅速降到低速；1.位能負載為獲得穩(wěn)定的下放速度。電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P49 電動工作狀態(tài)(以位能負載為例分析 )提升重物（正向電動）提升重物（正向電動）下放空籠（反向電動）下放空籠（反向電動）電機產(chǎn)生與轉(zhuǎn)速方向相電機產(chǎn)生

27、與轉(zhuǎn)速方向相同的拖動轉(zhuǎn)矩，來克服同的拖動轉(zhuǎn)矩，來克服負載轉(zhuǎn)矩使重物提升負載轉(zhuǎn)矩使重物提升 m0為平衡錘m為重物mm0電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P50提升重物 機械特性位于第1象限A點 機械特性方程 n =n0-bT 負載為恒轉(zhuǎn)矩 電機由電網(wǎng)供給電能，轉(zhuǎn)換為機械能（勢能）0 EUAnn即電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P51下放空籠 空籠質(zhì)量空籠質(zhì)量mm0 轉(zhuǎn)速反向轉(zhuǎn)速反向 電機轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速方向相同電機轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速方向相同 電機電樞反接電機電樞反接 工作在第工作在第3象限象限反向電動反向電動電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P52 回饋制動狀

28、態(tài)（提升空籠，下放重物，高速向低速變速） （1) 提升空籠正向電動正向電動電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P53當?shù)竭_空載轉(zhuǎn)速后，工作在第2象限 BC段，T為負，n為正，制動作用 電機吸收的能量為負，能量回饋 C點穩(wěn)定提升回饋制動回饋制動電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P5422: W): W): W)aaaUIrEUII rEIEIUII r由機械能功率轉(zhuǎn)換成的電磁功率（電機向電網(wǎng)回饋的電功率（電樞回路電阻上消耗的電功率（電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P55 回饋制動(2) （2) 下放重物反向電動反向電動工作在第工作在第3 3象限象限

29、電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P56回饋制動回饋制動工作在第工作在第4象限象限電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P57（3) 電機從高速向低速變速 由弱磁工作快速恢復勵磁時；由弱磁工作快速恢復勵磁時； 迅速降低電壓。迅速降低電壓。電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P58小結(jié)：回饋制動 提升空籠（第2象限），下放重物（第4象限） 把機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽?一部分電能消耗在電樞 電阻上，其余部分電能均回饋到電網(wǎng)； 轉(zhuǎn)速均高于理想空載轉(zhuǎn)速電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P59反接制動狀態(tài)（1) 轉(zhuǎn)速反向的反接制動（2) 電樞反接的反接

30、制動（1) 轉(zhuǎn)速反向的反接制動正向電動當當Tst TL時，出現(xiàn)時，出現(xiàn)“倒拉倒拉”， 轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩方向相轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩方向相反反電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P60 系統(tǒng)工作于第4象限的G點，以穩(wěn)定的速度下放。2aaaadaEUIRRrREIUII R從電網(wǎng)輸入的功率和由機械能轉(zhuǎn)換成的電磁功率都消耗在電阻上。電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P61 （2) 電樞反接的反接制動Rad電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P62 阻力負載穩(wěn)定在D點 位能負載穩(wěn)定在E點2aaUEIRUIEII R從電網(wǎng)輸入的電功率和從機械功率轉(zhuǎn)換成的電磁功率都消耗在電樞電阻

31、上。電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P63能耗制動狀態(tài) 電機處于電動運行狀態(tài)下，把電樞斷開電源，接到制動電阻上。MU(+)T(+)UEI-+-UfTl(+)T(+)n ()M電動狀態(tài)電動狀態(tài)能耗制動狀態(tài)能耗制動狀態(tài)電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P64 阻性負載穩(wěn)定在O 位能負載穩(wěn)定在C 能耗上優(yōu)于反接制動零速時沒有轉(zhuǎn)矩，可以準確停車電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P65串勵直流電動機的制動狀態(tài) 反接制動 注意電樞電源和勵磁電源不能同時反接。注意電樞電源和勵磁電源不能同時反接。 能耗制動 注意勵磁電流方向不能改變。注意勵磁電流方向不能改變。

32、 沒有回饋制動電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P662.4 合理選擇調(diào)速方式的基本依據(jù) 調(diào)速范圍能否滿足要求 電動機的負載能力是否得到合理利用 調(diào)速的平滑性 原始投資和運行費用的合理支配電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P67（一）調(diào)速范圍 定義：額定負載轉(zhuǎn)矩下電動機允許達到的最高轉(zhuǎn)速與不超過工作機械允許的最大靜差率所能達到的最低轉(zhuǎn)速之比。000minmaxs)( :DnnnnnnnNTTN用以表征相對穩(wěn)定性轉(zhuǎn)速變化率靜差率電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P68顯然n愈小，s愈小，表征相對穩(wěn)定性越好1、2曲線比較：機械特性越硬，則s越??；1、

33、3曲線比較：機械特性硬度相同，但s并不一定相同；n0越大，s越小，即高速特性的相對穩(wěn)定性優(yōu)于低速特性。TL=TNnNnN123nN=nmaxnmin生產(chǎn)機械調(diào)速時，為保證一定的穩(wěn)定性，通常要求靜差率s小于某一允許值;如果低速特性的靜差率s滿足要求，則高轉(zhuǎn)速特性一定也滿足要求s和D是互相聯(lián)系的兩項指標，nmin取決于低速特性的靜差率s，因此，D也受低速特性的靜差率s的限制電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P69調(diào)速范圍D和靜差率s的關(guān)系)S1 (Snn)S1 (nSnDmaxmaxNminmaxNmaxmax電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2，P70（二）電動機負載能力的合理利用 電動機的負載能力：即電動機的允許輸出，指在調(diào)速過程中，保持電樞電流Ia=IN時電動機軸上輸出轉(zhuǎn)矩和輸出功率的大小; 即調(diào)速運行中電動機的長期最大輸出轉(zhuǎn)矩和輸出功率。 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩 功率功率電氣傳動自動控制系統(tǒng)電氣傳動自動控制系統(tǒng)Chp2