直流電機(jī)拖動(dòng)

1、 5. 直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)5.1 直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性n轉(zhuǎn)矩特性n轉(zhuǎn)速特性n轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩特性（機(jī)械特性，T-n曲線）aTaICIapWT2eaaCRIUnTCCRCUnTeae在不同的勵(lì)磁方式下，主磁通隨負(fù)載電流的變化不同，導(dǎo)致電機(jī)特性的差異。5.1.1 電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行dndTdndTdndTdndT在恒負(fù)載轉(zhuǎn)矩條件下，下降的機(jī)械特性電動(dòng)機(jī)能穩(wěn)定運(yùn)行下降的機(jī)械特性電動(dòng)機(jī)能穩(wěn)定運(yùn)行，上升的機(jī)械特性電動(dòng)機(jī)不能穩(wěn)定運(yùn)行。在交點(diǎn)處，轉(zhuǎn)速之上則在交點(diǎn)處，轉(zhuǎn)速之上則TTz5.1.2 固有機(jī)械特性與人為機(jī)械特性如何改變并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向如何改變并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向：R：分別調(diào)換勵(lì)磁繞組或電樞繞組接頭。不能簡(jiǎn)單地改

2、變電源極性，因而電磁轉(zhuǎn)矩方向與主磁通和電樞電流方向的有關(guān)。1.轉(zhuǎn)矩特性轉(zhuǎn)矩特性勵(lì)磁電流勵(lì)磁電流 不變。不變。當(dāng)負(fù)載電流很小時(shí)，電樞反應(yīng)的去磁作用很小，近似認(rèn)為主磁通不變，則與電樞電流成線性關(guān)系。當(dāng)負(fù)載電流較大時(shí)，電樞反應(yīng)去磁作用使主磁通有所減小，曲線向下彎曲。constrUIffaaTIICT固有機(jī)械特性固有機(jī)械特性負(fù)載電流增加，電樞電阻壓降增大，如不計(jì)電樞反應(yīng)的去磁作用即主磁通不變，Ea減小一些，Ea=CeIa，則n隨Ea的下降而有所減小，形成向下的機(jī)械特性。如考慮電樞反應(yīng)的去磁作用將使每極磁通減少，并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變化很小。電阻電壓降的影響影響較大，轉(zhuǎn)速特性是略為下傾的。硬特性硬特性eaa

3、CRIUnTTCCRnTe2轉(zhuǎn)速降020TCCRCUnTeae實(shí)際空載轉(zhuǎn)速（1）固有機(jī)械特性分析）固有機(jī)械特性分析 額定轉(zhuǎn)速變化率額定轉(zhuǎn)速變化率 ，表示電機(jī)額定負(fù)載，表示電機(jī)額定負(fù)載 時(shí)的轉(zhuǎn)速比時(shí)的轉(zhuǎn)速比n n0 0降落的程度。降落的程度。%n %100%100%0 NNNNnnnnnnnnnn0 0時(shí)為發(fā)電機(jī)狀態(tài)，此時(shí)時(shí)為發(fā)電機(jī)狀態(tài)，此時(shí) E Ea aU, IaU, Ia反向，反向， E Ea a與與I Ia a同同向，向， 向電網(wǎng)送出電功率。向電網(wǎng)送出電功率。堵住點(diǎn)堵住點(diǎn): : 此時(shí)此時(shí)電樞電流：電樞電流： 為短路電流；為短路電流；電磁轉(zhuǎn)矩：電磁轉(zhuǎn)矩： 為電機(jī)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩為電機(jī)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。0,0

4、 nCeEanN kaNaIRUI kkNTICTTn0Temn0 Tem0n0TemNnN（2）人為機(jī)械特性分析）人為機(jī)械特性分析 根據(jù)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩公式根據(jù)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩公式TCCRCUnMee2 人為地改變電動(dòng)機(jī)參數(shù)人為地改變電動(dòng)機(jī)參數(shù)U U、R R或或 得到的機(jī)械特性，稱為得到的機(jī)械特性，稱為人為機(jī)械特性人為機(jī)械特性。有三種人為機(jī)械特性：有三種人為機(jī)械特性：（1 1）電樞回路串電阻的人為機(jī)械特性；）電樞回路串電阻的人為機(jī)械特性；（2 2）改變端電壓時(shí)的人為機(jī)械特性；）改變端電壓時(shí)的人為機(jī)械特性；（3 3）減弱電動(dòng)機(jī)主磁通時(shí)的人為機(jī)械特性；）減弱電動(dòng)機(jī)主磁通時(shí)的人為機(jī)械特性；電樞回路串電阻的人為

5、機(jī)械特性電樞回路串電阻的人為機(jī)械特性保持保持U UU UN N 及及 N N 不變而在電樞回路中不變而在電樞回路中串入電阻串入電阻R Rc c，所得的，所得的n nf f（T T）關(guān)系。）關(guān)系。TnTCCRRCUnNTecaNeN02對(duì)于給定的對(duì)于給定的R Rc c， 為常數(shù)。為常數(shù)。Tem0nRa+Rc1Ra+Rc2人為人為Rc2Rc1固有固有Ran0電樞串電阻人為特性的特點(diǎn)：電樞串電阻人為特性的特點(diǎn)： （1 1）理想空載轉(zhuǎn)速）理想空載轉(zhuǎn)速n n0 0與固有機(jī)械特性的與固有機(jī)械特性的n n0 0相同相同, ,（2）斜率）斜率 ，特性變軟，特性變軟， 在同一個(gè)轉(zhuǎn)矩下，轉(zhuǎn)速下降更多。在同一個(gè)轉(zhuǎn)矩

6、下，轉(zhuǎn)速下降更多。NNMecaCCRR 2改變端電壓時(shí)的人為機(jī)械特性改變端電壓時(shí)的人為機(jī)械特性 保持每極磁通為額定值不變，電樞回路不串保持每極磁通為額定值不變，電樞回路不串電阻電阻(R(Rc c=0),=0),只改變電樞電壓時(shí)的機(jī)械特性。只改變電樞電壓時(shí)的機(jī)械特性。表達(dá)式：表達(dá)式：TnTCCRCUnNNTeaNe02一般都為降低的電壓。一般都為降低的電壓。Tem0n人為人為UNU1U2固有固有UNn0U1U2 改變端電壓人為特性的特點(diǎn)：改變端電壓人為特性的特點(diǎn)： （1）理想空載轉(zhuǎn)速比固有特性的理想空載轉(zhuǎn)速）理想空載轉(zhuǎn)速比固有特性的理想空載轉(zhuǎn)速低。端電壓下降越多，其理想空載轉(zhuǎn)速越低。低。端電壓下

7、降越多，其理想空載轉(zhuǎn)速越低。（2）端電壓不同，但人為特性的斜率跟固）端電壓不同，但人為特性的斜率跟固有特性的斜率相等，因此各條特性彼此平行。有特性的斜率相等，因此各條特性彼此平行。減弱磁通的人為機(jī)械特性減弱磁通的人為機(jī)械特性 保持端電壓為額定值不變，電樞回路不串電保持端電壓為額定值不變，電樞回路不串電阻阻(R(Rc c=0),=0),只改變勵(lì)磁電流的機(jī)械特性。只改變勵(lì)磁電流的機(jī)械特性。表達(dá)式：表達(dá)式：TnTCCRCUnNTeaeN 02 額定時(shí)，接近飽和，一般額定時(shí)，接近飽和，一般都為減弱的磁通。都為減弱的磁通。Tem0n N N固有固有 Nn0人為人為 N弱磁通的人為機(jī)械特性特點(diǎn)：弱磁通的人

8、為機(jī)械特性特點(diǎn)：（1）磁通減弱轉(zhuǎn)速升高，上調(diào)速（2）特性斜率變化（3）適合于恒功率負(fù)載5.2 直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)起動(dòng)要求起動(dòng)要求：足夠的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩一定范圍的起動(dòng)電流1.起動(dòng)時(shí)間符合生產(chǎn)要求、起動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、可靠。tIa nnIaIst直接起動(dòng)t=0時(shí)，n=0，Ea=0，Ia=U/ra很大（10-50IN），副作用有：損壞電樞繞組、導(dǎo)致?lián)Q向器環(huán)火。隨著速度增加，反電勢(shì)增加，電樞電流反而下降。直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)要求：直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)要求： 直流電動(dòng)機(jī)接到電源以后，轉(zhuǎn)速?gòu)牧氵_(dá)到穩(wěn)定直流電動(dòng)機(jī)接到電源以后，轉(zhuǎn)速?gòu)牧氵_(dá)到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的過(guò)程，轉(zhuǎn)速的過(guò)程， 稱為稱為起動(dòng)過(guò)程起動(dòng)過(guò)程。 對(duì)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的基本要求：對(duì)電

9、動(dòng)機(jī)起動(dòng)的基本要求：（1）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要大；）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要大；（2）起動(dòng)電流要??；）起動(dòng)電流要??；（3）起動(dòng)設(shè)備要簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、可靠。）起動(dòng)設(shè)備要簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、可靠。5.2.1 5.2.1 他勵(lì)直流電機(jī)直接起動(dòng)他勵(lì)直流電機(jī)直接起動(dòng)aNaaaRUIREn , 0, 0, 0將電動(dòng)機(jī)的電樞投入額定電壓的電源上起動(dòng)將電動(dòng)機(jī)的電樞投入額定電壓的電源上起動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，無(wú)需另加設(shè)備。：操作簡(jiǎn)單，無(wú)需另加設(shè)備。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：沖擊電流大，引起換向困難，產(chǎn)生火花；沖擊電流大，引起換向困難，產(chǎn)生火花；電源會(huì)發(fā)生瞬時(shí)跌落。適用于容量很小的電動(dòng)機(jī)。電源會(huì)發(fā)生瞬時(shí)跌落。適用于容量很小的電動(dòng)機(jī)。 將起動(dòng)電阻串入電樞回路，待

10、轉(zhuǎn)速上升將起動(dòng)電阻串入電樞回路，待轉(zhuǎn)速上升后，逐步將起動(dòng)電阻切除。后，逐步將起動(dòng)電阻切除。5.2.2 5.2.2 電樞回路串變阻器起動(dòng)電樞回路串變阻器起動(dòng)R1R2R3Tn0R1+R2+R3R1+R2R1電樞回路串變阻器起動(dòng)電樞回路串變阻器起動(dòng)起動(dòng)電流起動(dòng)電流321cccaNstRRRRUI 將起動(dòng)電流限制在允許的范圍內(nèi)，選擇合適的將起動(dòng)電流限制在允許的范圍內(nèi)，選擇合適的RstRst，其步驟其步驟: :（1 1）根據(jù)電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)，估算電動(dòng)機(jī)電樞回路電阻）根據(jù)電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)，估算電動(dòng)機(jī)電樞回路電阻RaRa；（2 2）選取最大起動(dòng)電流）選取最大起動(dòng)電流I I1 1，計(jì)算最大起動(dòng)電阻；，計(jì)算最大起動(dòng)

11、電阻；（3 3）決定起動(dòng)電阻級(jí)數(shù)；）決定起動(dòng)電阻級(jí)數(shù)；（4 4）計(jì)算起動(dòng)電流比。）計(jì)算起動(dòng)電流比。5.2.3 降壓起動(dòng)n一般只適用于大容量頻繁起動(dòng)的直流電動(dòng)機(jī)，須用專門的調(diào)壓電源。n優(yōu)點(diǎn)：起動(dòng)電流小，起動(dòng)消耗能量少，升速比較平穩(wěn)。 n在起動(dòng)過(guò)程中，可逐步提升電源電壓，使按需要的加速度上升。在實(shí)用中，發(fā)電機(jī)-電動(dòng)機(jī)組即采用降壓起動(dòng)法，其中，發(fā)電機(jī)及電動(dòng)機(jī)均采用他勵(lì)，以保證起動(dòng)時(shí)有足夠的勵(lì)磁電流?！罢髌?電動(dòng)機(jī)”組也采用此方法。開(kāi)始時(shí)，降低端電壓，開(kāi)始時(shí)，降低端電壓， 使使I Ia a(1.52.0)I(1.52.0)IN N, , T=(1.5 T=(1.52.02.0）T TN N。隨著轉(zhuǎn)速

12、的上升，逐步提高電樞電壓，并使電樞電流隨著轉(zhuǎn)速的上升，逐步提高電樞電壓，并使電樞電流限制在一定范圍內(nèi)。限制在一定范圍內(nèi)。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：起動(dòng)電流小，起動(dòng)過(guò)程平滑、能量損耗少。：起動(dòng)電流小，起動(dòng)過(guò)程平滑、能量損耗少。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：需要一套專用的直流發(fā)電機(jī)或整流電源，需要一套專用的直流發(fā)電機(jī)或整流電源，投資費(fèi)用大。投資費(fèi)用大。5.3 直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速n基本要求：調(diào)速幅度寬廣、調(diào)速連續(xù)平滑、損耗小、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)高等。eaaCRRIUn電樞回路中的串聯(lián)電阻電樞回路中的串聯(lián)電阻 調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流以改變每極磁通； 調(diào)節(jié)外施電源電壓U； 電樞回路中引入可調(diào)電阻量Ra。 調(diào)速性能調(diào)速性能：速比：最高與最低速度之比；平滑性或跳

13、級(jí)調(diào)速；經(jīng)濟(jì)性：損耗、效率調(diào)速設(shè)備簡(jiǎn)單、可靠、操作方便等。直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 改變傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比改變工作機(jī)構(gòu)的速改變傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比改變工作機(jī)構(gòu)的速度，稱為度，稱為機(jī)械調(diào)速機(jī)械調(diào)速。 人為改變電動(dòng)機(jī)的參數(shù)（如端電壓、勵(lì)磁人為改變電動(dòng)機(jī)的參數(shù)（如端電壓、勵(lì)磁電流或電樞回路電阻），使同一機(jī)械負(fù)載得電流或電樞回路電阻），使同一機(jī)械負(fù)載得到不同轉(zhuǎn)速，稱為到不同轉(zhuǎn)速，稱為電氣調(diào)速。電氣調(diào)速。 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械，對(duì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械，對(duì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不僅要能調(diào)節(jié)，而且要求僅要能調(diào)節(jié)，而且要求調(diào)節(jié)的范圍寬廣調(diào)節(jié)的范圍寬廣、過(guò)、過(guò)程程平滑平滑、調(diào)節(jié)的方法、調(diào)節(jié)的方法簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單

14、、經(jīng)濟(jì)。直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式：直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式：ejaaCRRIUn)(直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法：直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法：（1）改變勵(lì)磁電流從而改變磁通；）改變勵(lì)磁電流從而改變磁通；（2 2）改變施加在電樞兩端的電壓；）改變施加在電樞兩端的電壓；（3）改變串入電樞回路的調(diào)節(jié)電阻。）改變串入電樞回路的調(diào)節(jié)電阻。5.3.1 5.3.1 改變勵(lì)磁調(diào)速改變勵(lì)磁調(diào)速 改變勵(lì)磁電流調(diào)速，實(shí)際上是減少勵(lì)磁電流的改變勵(lì)磁電流調(diào)速，實(shí)際上是減少勵(lì)磁電流的調(diào)速，調(diào)速， 所以又稱弱磁調(diào)速。所以又稱弱磁調(diào)速。 弱磁調(diào)速：弱磁調(diào)速：保持保持U UU UN N，R Rj j0 0，僅減小電動(dòng)機(jī)，

15、僅減小電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流的勵(lì)磁電流I If f使主磁通減小，達(dá)到調(diào)速目的。使主磁通減小，達(dá)到調(diào)速目的。TemnIf1PIf2QIf1If2從兩個(gè)穩(wěn)定點(diǎn)從兩個(gè)穩(wěn)定點(diǎn)P P、Q Q對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速說(shuō)對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速說(shuō)明減小勵(lì)磁可以使轉(zhuǎn)速升高。明減小勵(lì)磁可以使轉(zhuǎn)速升高。弱磁調(diào)速的過(guò)程弱磁調(diào)速的過(guò)程I If f減小瞬間減小瞬間速度不變速度不變 減小減小nCEea If1If2PQIf1If2TemnaaREUI aMemICT ZemTT 機(jī)組加速機(jī)組加速n nE Ea aI Ia aT TememT TememT TZ Z新的平衡，新的新的平衡，新的IaIa和和n n弱磁調(diào)速特點(diǎn)弱磁調(diào)速特點(diǎn)n優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)

16、方便，能耗小。：設(shè)備簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)方便，能耗小。n缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 單方向調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)速調(diào)得過(guò)高，勵(lì)磁過(guò)弱，單方向調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)速調(diào)得過(guò)高，勵(lì)磁過(guò)弱， 電樞電流變大，電樞電流變大， 換向變壞，換向變壞， 出現(xiàn)不穩(wěn)定。出現(xiàn)不穩(wěn)定。5.3.2 5.3.2 改變端電壓調(diào)速改變端電壓調(diào)速 保持電動(dòng)機(jī)的保持電動(dòng)機(jī)的 N N不變且無(wú)外接電樞電阻，不變且無(wú)外接電樞電阻， 僅降低施加于電動(dòng)機(jī)電樞兩端電壓僅降低施加于電動(dòng)機(jī)電樞兩端電壓U U達(dá)到調(diào)速的達(dá)到調(diào)速的目的，目的， 稱為稱為降壓調(diào)速降壓調(diào)速。TemnU1U1U2U3U2U3PQ電壓越低，電壓越低， 轉(zhuǎn)速越低，轉(zhuǎn)速越低， 調(diào)速調(diào)速方向從基值往下調(diào)。方向從基值往下調(diào)。調(diào)節(jié)過(guò)程

17、調(diào)節(jié)過(guò)程: (留為作業(yè)）留為作業(yè)）（1）降壓的人為特性是一簇與固有特性平行的直線，）降壓的人為特性是一簇與固有特性平行的直線， 無(wú)論是滿載、輕載還是空載都有明顯的調(diào)速效果。無(wú)論是滿載、輕載還是空載都有明顯的調(diào)速效果。（2）由于人為特性硬度不變，低速時(shí)由于負(fù)載變化）由于人為特性硬度不變，低速時(shí)由于負(fù)載變化引起的轉(zhuǎn)速波動(dòng)不大。靜態(tài)穩(wěn)定性好，引起的轉(zhuǎn)速波動(dòng)不大。靜態(tài)穩(wěn)定性好， 調(diào)速范圍大。調(diào)速范圍大。（3）可平滑調(diào)節(jié)端電壓，）可平滑調(diào)節(jié)端電壓， 使轉(zhuǎn)速平滑調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)無(wú)使轉(zhuǎn)速平滑調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。級(jí)調(diào)速。（4）調(diào)節(jié)過(guò)程能量損耗小。）調(diào)節(jié)過(guò)程能量損耗小。調(diào)壓調(diào)速的特點(diǎn)：調(diào)壓調(diào)速的特點(diǎn)：5.3.3 5.

18、3.3 改變電樞回路電阻調(diào)速改變電樞回路電阻調(diào)速 保持保持U UU UN N且且 N N不變，電樞回路中不變，電樞回路中串入調(diào)速電阻串入調(diào)速電阻R Rc c，使同一個(gè)負(fù)載得到不同轉(zhuǎn)，使同一個(gè)負(fù)載得到不同轉(zhuǎn)速的方法，速的方法， 稱為稱為電樞串電阻調(diào)速電樞串電阻調(diào)速。 串入電樞回路的電阻越大，串入電樞回路的電阻越大， 轉(zhuǎn)速越低。轉(zhuǎn)速越低。R2R1PQR1R2R3TemnR3 電機(jī)運(yùn)行于固有機(jī)械特性上的電機(jī)運(yùn)行于固有機(jī)械特性上的轉(zhuǎn)速稱為基速。轉(zhuǎn)速稱為基速。 電樞回路串電阻電樞回路串電阻調(diào)速的方法，調(diào)速的方法， 只能從基速往下調(diào)。只能從基速往下調(diào)。該調(diào)速的特點(diǎn)：該調(diào)速的特點(diǎn)：（1）設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便。

19、）設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便。（2）低速時(shí)，）低速時(shí)， 機(jī)械特性很軟，機(jī)械特性很軟， 當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，當(dāng)負(fù)載變化時(shí)， 轉(zhuǎn)速波動(dòng)很大。靜態(tài)穩(wěn)定性差，調(diào)速范圍不大。轉(zhuǎn)速波動(dòng)很大。靜態(tài)穩(wěn)定性差，調(diào)速范圍不大。（3）由于電阻的不連續(xù)調(diào)節(jié)，）由于電阻的不連續(xù)調(diào)節(jié)， 因此速度調(diào)節(jié)因此速度調(diào)節(jié)不平滑，不平滑， 屬有級(jí)調(diào)速。屬有級(jí)調(diào)速。 （4）電樞電流在電樞電流在RcRc上消耗的能量大，上消耗的能量大， 調(diào)速調(diào)速時(shí)效率低。時(shí)效率低。 效率與轉(zhuǎn)速成正比。效率與轉(zhuǎn)速成正比。 調(diào)速性能指標(biāo)調(diào)速性能指標(biāo)（1）調(diào)速范圍調(diào)速范圍：電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩下調(diào)速時(shí)，：電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩下調(diào)速時(shí)， 最最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比。用高轉(zhuǎn)速與最

20、低轉(zhuǎn)速之比。用D表示。表示。（2）靜差率靜差率（相對(duì)穩(wěn)定性：也稱轉(zhuǎn)速變化率。指電動(dòng)（相對(duì)穩(wěn)定性：也稱轉(zhuǎn)速變化率。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。機(jī)由理想空載到額定負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)速的變化率。 靜差率越靜差率越小，小， 轉(zhuǎn)速的相對(duì)穩(wěn)定性越好。轉(zhuǎn)速的相對(duì)穩(wěn)定性越好。（3）調(diào)速的）調(diào)速的平滑性平滑性：無(wú)級(jí)調(diào)速平滑性最好，：無(wú)級(jí)調(diào)速平滑性最好， 有級(jí)調(diào)速有級(jí)調(diào)速由相鄰兩級(jí)轉(zhuǎn)速中，由相鄰兩級(jí)轉(zhuǎn)速中， 高一級(jí)轉(zhuǎn)速與低一級(jí)轉(zhuǎn)速之比。高一級(jí)轉(zhuǎn)速與低一級(jí)轉(zhuǎn)速之比。 （4）調(diào)速時(shí)電動(dòng)機(jī)的）調(diào)速時(shí)電動(dòng)機(jī)的容許輸出容許輸出：電動(dòng)機(jī)在不同轉(zhuǎn)速時(shí)：電動(dòng)機(jī)在不同轉(zhuǎn)速時(shí)軸上輸出的功率和轉(zhuǎn)矩。不同的調(diào)速方法允許的輸出不軸上

21、輸出的功率和轉(zhuǎn)矩。不同的調(diào)速方法允許的輸出不同。同。（5） 經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性電動(dòng)機(jī)調(diào)速時(shí)的容許輸出電動(dòng)機(jī)調(diào)速時(shí)的容許輸出在某轉(zhuǎn)速下，在某轉(zhuǎn)速下， 電機(jī)即能充分利用，電機(jī)即能充分利用， 又能安全運(yùn)行時(shí)輸又能安全運(yùn)行時(shí)輸出的功率和轉(zhuǎn)矩稱為，出的功率和轉(zhuǎn)矩稱為， 調(diào)速時(shí)的調(diào)速時(shí)的允許輸出功率和轉(zhuǎn)矩允許輸出功率和轉(zhuǎn)矩。 (1)調(diào)壓調(diào)速的允許輸出調(diào)壓調(diào)速的允許輸出降壓調(diào)速、電樞回路串電阻都是降低電樞兩端的電壓。降壓調(diào)速、電樞回路串電阻都是降低電樞兩端的電壓。nTTPICTememaMemN95501000 在整個(gè)調(diào)速范圍允許輸出轉(zhuǎn)矩為常數(shù)，在整個(gè)調(diào)速范圍允許輸出轉(zhuǎn)矩為常數(shù)，恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式。恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式。允

22、許輸出功率與轉(zhuǎn)速成正比。允許輸出功率與轉(zhuǎn)速成正比。 nKnTnTPKTICTiNiiNNNMi 95509550 保持保持I不變不變?nèi)醮耪{(diào)速時(shí)的允許輸出弱磁調(diào)速時(shí)的允許輸出弱磁調(diào)速時(shí)，保持電流弱磁調(diào)速時(shí)，保持電流IINnKnCRIUeaNN2 433295509550KnnKnTPnKInKCICTiiNMNMi 弱磁調(diào)速時(shí)，弱磁調(diào)速時(shí)， 在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)的允許輸出功率為在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)的允許輸出功率為常數(shù)，常數(shù)， 是恒功率調(diào)速方式是恒功率調(diào)速方式。 其允許輸出轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比其允許輸出轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比。 負(fù)載類型與調(diào)速方式的配合負(fù)載類型與調(diào)速方式的配合恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式：恒轉(zhuǎn)

23、矩調(diào)速方式：使電機(jī)在任何轉(zhuǎn)速下都滿載運(yùn)行，使電機(jī)在任何轉(zhuǎn)速下都滿載運(yùn)行， 能得到充能得到充分利用。分利用。恒功率調(diào)速方法：恒功率調(diào)速方法：在在n nn nminmin時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩及功率比負(fù)載需時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩及功率比負(fù)載需要的轉(zhuǎn)矩和負(fù)載大得多，要的轉(zhuǎn)矩和負(fù)載大得多， 電動(dòng)機(jī)沒(méi)充分利用，造成浪費(fèi)。電動(dòng)機(jī)沒(méi)充分利用，造成浪費(fèi)。maxmax9550LNNNNLNPnTPnnTT LLLNNNLLNNDTnnTnPnPTnTPPnn minmaxminmaxmaxmaxmin955095509550恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式弱磁控制弱磁控制maxminmaxmin95509550LLNNNLNN

24、TnPnPTPPnn 恒功率負(fù)載與調(diào)速方式的配合恒功率負(fù)載與調(diào)速方式的配合恒功率負(fù)載恒功率負(fù)載恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式：恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式：高速時(shí)電動(dòng)機(jī)需要輸出的轉(zhuǎn)矩小于額定轉(zhuǎn)矩，高速時(shí)電動(dòng)機(jī)需要輸出的轉(zhuǎn)矩小于額定轉(zhuǎn)矩， 電流小于額定電流，電流小于額定電流， 電動(dòng)機(jī)沒(méi)有被充分利用。電動(dòng)機(jī)沒(méi)有被充分利用。恒功率調(diào)速方法：恒功率調(diào)速方法：在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)，做到額定轉(zhuǎn)矩輸出，在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)，做到額定轉(zhuǎn)矩輸出， 電電機(jī)安全且充分利用。機(jī)安全且充分利用。LLNNNNLLNDPnTnTPnnTTT 95509550maxmaxmaxmax恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式恒功率控制恒功率控制5.4 直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)直流電動(dòng)

25、機(jī)的制動(dòng)斷開(kāi)電源斷開(kāi)電源抱閘抱閘能耗制動(dòng)能耗制動(dòng)反接制動(dòng)反接制動(dòng)回饋制動(dòng)回饋制動(dòng)機(jī)械制動(dòng)機(jī)械制動(dòng)電氣制動(dòng)電氣制動(dòng)自由停車自由停車5.4.1 5.4.1 能耗制動(dòng)的方法和原理能耗制動(dòng)的方法和原理 保持勵(lì)磁電流保持勵(lì)磁電流I If f的大小及方向不變，的大小及方向不變， 將開(kāi)關(guān)接將開(kāi)關(guān)接至至R RT T， 電樞從電網(wǎng)脫離經(jīng)制動(dòng)電阻電樞從電網(wǎng)脫離經(jīng)制動(dòng)電阻R RT T閉合。閉合。參數(shù)特點(diǎn)：參數(shù)特點(diǎn)： N N， U U0 0， 電樞回路總電阻電樞回路總電阻R RR Ra aR RT T 實(shí)際上是一臺(tái)他勵(lì)直流發(fā)電實(shí)際上是一臺(tái)他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)。軸上的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能，機(jī)。軸上的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能， 全部消耗于

26、電樞回路的電阻上，全部消耗于電樞回路的電阻上， 所以稱為能耗制動(dòng)。所以稱為能耗制動(dòng)。IfUNRTEaIan能耗制動(dòng)時(shí)的機(jī)械特性能耗制動(dòng)時(shí)的機(jī)械特性emNMeTaTCCRRn2 能耗制動(dòng)的參數(shù)代入機(jī)械特性的一般表達(dá)式，得到能耗制動(dòng)的參數(shù)代入機(jī)械特性的一般表達(dá)式，得到能耗制動(dòng)時(shí)的機(jī)械特性：能耗制動(dòng)時(shí)的機(jī)械特性：制動(dòng)過(guò)程：制動(dòng)過(guò)程：Tn固有固有串電阻串電阻反抗性負(fù)載停車反抗性負(fù)載停車位能性負(fù)載穩(wěn)速下放位能性負(fù)載穩(wěn)速下放即在轉(zhuǎn)動(dòng)方向產(chǎn)生阻力矩能耗制動(dòng)能耗制動(dòng)nTMABCGH)(MTfn RTfnM串電阻)()(MTfn 制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩由B點(diǎn)開(kāi)始沿直線BC下降至零制動(dòng)過(guò)程中，電樞電流為電磁轉(zhuǎn)矩 為制動(dòng)

27、性質(zhì)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩特性為RRnCRREIaeaanRRCCICTaTeaTM22MTeaTCCRRn結(jié)論：制動(dòng)時(shí)，機(jī)械特性為過(guò)原點(diǎn)的直線制動(dòng)過(guò)程：開(kāi)始時(shí)，由穩(wěn)定運(yùn)行的工作點(diǎn)A，突然跳到B；此后，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩將隨電機(jī)轉(zhuǎn)速的下降而沿BC下降，直至零，轉(zhuǎn)速為零。特點(diǎn)：制動(dòng)轉(zhuǎn)矩在低速時(shí)變化很小，可加上機(jī)械制動(dòng)閘，加快停轉(zhuǎn)。制動(dòng)電阻RZ俞小，機(jī)械特性愈平，制動(dòng)愈快；如帶位能負(fù)載，當(dāng)電機(jī)停止后，將在反方帶位能負(fù)載，當(dāng)電機(jī)停止后，將在反方向加速向加速（第四象限，n0）5.4.2 5.4.2 反接制動(dòng)的方法和原理反接制動(dòng)的方法和原理反接制動(dòng)反接制動(dòng)轉(zhuǎn)速反向（用于位能負(fù)載）轉(zhuǎn)速反向（用于位能負(fù)載）電樞反接（用于反抗性負(fù)載

28、）電樞反接（用于反抗性負(fù)載）（電動(dòng)勢(shì)反向）（電動(dòng)勢(shì)反向）（電壓反向）（電壓反向）(1)(1)轉(zhuǎn)速反向的反接制動(dòng)轉(zhuǎn)速反向的反接制動(dòng) I If f及端電壓及端電壓U UN N不變，不變， 僅在電樞回路串入足夠大的制動(dòng)電僅在電樞回路串入足夠大的制動(dòng)電阻阻R RT T，使該人為特性與負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性的交點(diǎn)處于第四象限。，使該人為特性與負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性的交點(diǎn)處于第四象限。不同的不同的R RT T，可得到不同的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。，可得到不同的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。nTem0nABCDAnD電壓平衡式：電壓平衡式：EUEURRITaa )()(機(jī)械特性：機(jī)械特性：LNeTaLNMeTaICRRnTCCRRnn 020轉(zhuǎn)速反向的反接制動(dòng)

29、轉(zhuǎn)速反向的反接制動(dòng)能量關(guān)系：能量關(guān)系：aaaTaaIEIURRI )(2U U及及I Ia a的方向與電動(dòng)狀態(tài)相同，的方向與電動(dòng)狀態(tài)相同，UIUIa a表示由電網(wǎng)輸入的功率；表示由電網(wǎng)輸入的功率； E Ea a 的方向與電動(dòng)狀態(tài)時(shí)相反，的方向與電動(dòng)狀態(tài)時(shí)相反， E Ea aI Ia a表示輸入的機(jī)械功率表示輸入的機(jī)械功率在電樞內(nèi)變成電磁功率；在電樞內(nèi)變成電磁功率；UIUIa a與與E Ea aI Ia a兩者之和消耗在電樞電路的電阻兩者之和消耗在電樞電路的電阻(Ra(RaR RT)T)上。上。(2)(2)電樞反接的反接制動(dòng)電樞反接的反接制動(dòng) 保持保持I If f不變，不變， 將開(kāi)關(guān)向下合閘，將

30、開(kāi)關(guān)向下合閘， 使電樞經(jīng)制動(dòng)電使電樞經(jīng)制動(dòng)電阻阻R RT T而反接于電網(wǎng)上。而反接于電網(wǎng)上。參數(shù)特點(diǎn)：參數(shù)特點(diǎn)： N N， U UU UN N。 R=RR=Ra a+R+RT T. .IfUNRTEaIanTemnAABCDE電動(dòng)下固有電動(dòng)下固有不串不串RT串串RTnE電樞反接的反接制動(dòng)電樞反接的反接制動(dòng)機(jī)械特性：機(jī)械特性：LNeTaemNMeTaNeNICRRnTCCRRCUn 02能量關(guān)系：能量關(guān)系：)(2TaaaaaNRRIIEIU 從電網(wǎng)吸收的電能和軸上輸入的機(jī)械能都消耗在從電網(wǎng)吸收的電能和軸上輸入的機(jī)械能都消耗在電樞回路電樞回路的電阻上的電阻上。 電壓平衡式：電壓平衡式：TaNeNTaaNaTaaaNRRnCURREUIRRIEU )(（IaIa反向）反向）電樞反接的反接制動(dòng)特點(diǎn)電樞反接的反接制動(dòng)特點(diǎn)：（1）可以很快使機(jī)組停機(jī)；）可以很快使機(jī)組停機(jī)；（2） 需要加入足夠的電阻，需要加入足夠的電阻， 限制電樞電流；限制電樞電流；（3）轉(zhuǎn)速至零時(shí)，）轉(zhuǎn)速至零時(shí)， 需切斷電源。需切斷電源。5.5 直流電動(dòng)機(jī)的回饋回饋制動(dòng)當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速高于某一數(shù)值時(shí)，電動(dòng)機(jī)的反電勢(shì)E大于電機(jī)電源電壓，即 E U，電樞電流將反向，電機(jī)進(jìn)入發(fā)電機(jī)的運(yùn)行