第十七章 直流發(fā)電機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)

1、第17章 直流發(fā)電機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)一、 自勵(lì)發(fā)電機(jī)的電壓建起1.1 自勵(lì)發(fā)電機(jī)的電壓建立過程n起動(dòng)開始，U=0，勵(lì)磁電流If=0。n由于鐵心存在剩磁，當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)時(shí)，電樞繞組中有小的感應(yīng)電勢（b點(diǎn)），在勵(lì)磁繞組中產(chǎn)生微小的勵(lì)磁電流Ifb。n若Ifb產(chǎn)生的磁勢與剩磁同方向，則使磁場增強(qiáng)，電樞端電壓隨之增加，并產(chǎn)生更大的激磁電流。dtdILrIUffff在0a段，有即勵(lì)磁電流隨時(shí)間增加，對應(yīng)端電壓U也增加在a點(diǎn)達(dá)到穩(wěn)定值，空載電壓建立。0fffrIUdtdIIfb1.2 自勵(lì)發(fā)電機(jī)的電壓建立條件空載特性曲線（磁化曲線）勵(lì)磁回路電壓方程場阻線ffrIU0fIfEU00磁路的因素磁路的因素存在剩磁存在剩磁

2、飽和現(xiàn)象飽和現(xiàn)象鐵磁材料的飽和現(xiàn)象，使得磁化曲線與場阻線存在交點(diǎn)，即電機(jī)有確定的電壓。電路的因素電路的因素3. 勵(lì)磁繞組的接法與電機(jī)旋轉(zhuǎn)勵(lì)磁繞組的接法與電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向正確配合方向正確配合使最初的微小勵(lì)磁電流增強(qiáng)原來的剩磁，使感應(yīng)電勢增加勵(lì)磁回路的影響勵(lì)磁回路的影響4. 勵(lì)磁回路的總電阻小于該轉(zhuǎn)勵(lì)磁回路的總電阻小于該轉(zhuǎn)速時(shí)的臨界電阻速時(shí)的臨界電阻臨界電阻指一定轉(zhuǎn)速時(shí)，與磁化曲線的直線部分（氣隙線）重合的場阻線1.3 繞組接法與旋轉(zhuǎn)方向改變電樞繞組與勵(lì)磁繞組的相對連接改變電樞的旋轉(zhuǎn)方向 1.4 轉(zhuǎn)速與場阻線及穩(wěn)定電壓123rrr0a線，場阻r1，穩(wěn)定端電壓U10c線，場阻r3（較大），建立電壓U2很

3、小，電壓無法建立0b線，場阻r2，常阻線與氣隙線重合，無明確的交點(diǎn)，電壓不能穩(wěn)定。且場阻的微小變化將引起端電壓的較大變化空載電壓與勵(lì)磁回路電阻的空載電壓與勵(lì)磁回路電阻的大小和電機(jī)轉(zhuǎn)速高低有關(guān)大小和電機(jī)轉(zhuǎn)速高低有關(guān)。提高電機(jī)轉(zhuǎn)速：磁化曲線發(fā)生變化，如圖中虛線，臨界場阻隨轉(zhuǎn)速增加而增大。假設(shè)電機(jī)場阻不變，如果原臨界場阻小于電機(jī)場阻不能自勵(lì)，此時(shí)轉(zhuǎn)速增加后臨界場阻大于電機(jī)場阻，則電壓可以建立。二、 直流發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性2.1 直流發(fā)電機(jī)的平衡方程式并勵(lì)發(fā)電機(jī)IaILfLaIIIUrIUEaaa2U每一電刷的接觸電壓降電刷接觸電阻隨電流的增大而減小，通常假定為常數(shù)，當(dāng)用石墨電刷或碳石墨電刷時(shí)，取為1V

4、 電壓平衡式2.1 直流發(fā)電機(jī)的平衡方程式并勵(lì)發(fā)電機(jī)IaIL功率平衡式功率平衡式bafaaafLaaMpppPUIrIUIUIIEP222電磁功率輸入功率pppPPFemecM1空載損耗空載損耗負(fù)載損耗負(fù)載損耗ra:串接在電樞回路中各種繞組的總電阻，如電樞繞組、串勵(lì)繞組和換向極繞組等。附加損耗產(chǎn)生P的原因電樞存在齒槽，使氣隙磁通發(fā)生脈動(dòng)，在電樞鐵心、主極鐵心和極靴表面中產(chǎn)生脈動(dòng)損耗電樞反應(yīng)使磁場畸變產(chǎn)生的額外電樞損耗電樞拉緊螺栓在磁場中旋轉(zhuǎn)引起的鐵耗由換向電流產(chǎn)生的損耗2.1 直流發(fā)電機(jī)的平衡方程式并勵(lì)發(fā)電機(jī)IaIL轉(zhuǎn)矩平衡式輸入機(jī)械轉(zhuǎn)矩11PT電磁轉(zhuǎn)矩aTaaaMICInnWapIEPT60

5、26001TTT2.2 他勵(lì)發(fā)電機(jī)的特性n勵(lì)磁電流不隨負(fù)載電流變化勵(lì)磁電流不隨負(fù)載電流變化n勵(lì)磁可調(diào)勵(lì)磁可調(diào)，電壓調(diào)節(jié)范圍大，適用于要求電壓廣泛可調(diào)的應(yīng)用場合。工業(yè)上低壓（4-24V）及高壓（600V）以上均為他勵(lì)。如何改變電機(jī)端電壓極性？如何改變電機(jī)端電壓極性？取決于電樞電勢的方向，1.改變轉(zhuǎn)向，而磁通方向不變2.改變磁通方向，而轉(zhuǎn)向不變nCEea2.2.1 他勵(lì)時(shí)的空載特性0)(0LfIIfU，空載特性空載特性通過磁路計(jì)算，或空載實(shí)驗(yàn)得到。即電機(jī)的磁化曲線負(fù)載特性負(fù)載特性假設(shè)電樞反應(yīng)的去磁作用與負(fù)載電流成線性正比。如電樞反應(yīng)起助磁作用，則特性三角形應(yīng)翻轉(zhuǎn)，負(fù)載曲線比空載曲線高IfU0 U=

6、E-IraEIf1 If1Ira2.2.2 他勵(lì)時(shí)的外特性端電壓下降的因素端電壓下降的因素：電樞回路中引起的電壓降電樞反應(yīng)的去磁作用通常約為005010 constIIfUfL，)(NNUUU 0電壓變化率2.2.3 他勵(lì)時(shí)的調(diào)節(jié)特性n當(dāng)有負(fù)載電流時(shí)，為要維持端電壓不變，隨著負(fù)載電流的增大，勵(lì)磁電流相應(yīng)增大 UINconstUIfILf),(2.3 并勵(lì)發(fā)電機(jī)的特性n勵(lì)磁繞組與電樞繞組并聯(lián)、勵(lì)磁電流由發(fā)電機(jī)電樞繞組自己供給，隨電樞電壓變化n作為短線路的電源，如同步電機(jī)的勵(lì)磁機(jī)、蓄電磁的充電電源等。如何改變電機(jī)端電壓極性？如何改變電機(jī)端電壓極性？取決于電樞電勢的方向改變電刷間極性時(shí)應(yīng)注意電壓建立

7、的問題。即改變原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向時(shí)必須改變繞組的相對連接。使感應(yīng)電勢與剩磁方向使感應(yīng)電勢與剩磁方向一致一致2.3.1 并勵(lì)時(shí)的空載特性n并勵(lì)發(fā)電機(jī)在空載時(shí)，電樞電流等于勵(lì)磁電流。由于勵(lì)磁電流很小，它流過電樞繞組所產(chǎn)生的電阻壓降和電樞反應(yīng)很小，故空載時(shí)的感應(yīng)電勢即可認(rèn)為是與空載端電壓相等。所以，并勵(lì)發(fā)電機(jī)的空載特性和它的磁化曲線相同 0)(0LafIIIfU，2.3.2 并勵(lì)時(shí)的外特性端電壓下降的因素端電壓下降的因素電樞回路的電壓降；電樞反應(yīng)的去磁作用；端電壓下降引起的勵(lì)磁電流減小。 constIIfUfL，)(電壓變化率約為20%當(dāng)負(fù)載電阻不斷減小時(shí)，負(fù)載電流IL增加。但當(dāng)降至某一臨界數(shù)值Icr以后，

8、若負(fù)載電阻繼續(xù)減小，則負(fù)載電流IL反將逐漸減小。當(dāng)電樞兩端直接短路，負(fù)載電流將降為微小的短路電流Ik。拐拐點(diǎn)點(diǎn)拐點(diǎn)產(chǎn)生的原因拐點(diǎn)產(chǎn)生的原因：負(fù)載電阻減小后，一方面使負(fù)載電流使負(fù)載電流增加增加，端電壓下降；另一方面，端電壓下降后，使勵(lì)磁電流減小，電勢下降，使負(fù)載電流下降使負(fù)載電流下降。當(dāng)電壓較高時(shí)，磁路飽和，勵(lì)磁電流對電勢影響不大；（負(fù)載電流隨電阻下降而增大）當(dāng)電流達(dá)到臨界值時(shí)，磁路退出飽和，勵(lì)磁電流的微小變化引起感應(yīng)電勢的較大變化（負(fù)載電流下降）短路電流的解釋短路電流的解釋：直接短路時(shí)，端電壓U=0，勵(lì)磁繞組電壓等于0。勵(lì)磁電流為零，感應(yīng)電勢僅為剩磁電勢，并引起短路電流。短路的影響主要在于突然

9、短路的瞬間：由于勵(lì)磁繞組有很大的電阻，磁通不能立即變?yōu)榱?，imax可達(dá)8-12IN。2.3.3 并勵(lì)時(shí)的調(diào)節(jié)特性constUIfILf),(UIN討論n并勵(lì)發(fā)電機(jī)在下列情況下空載電壓如何變化？磁通減小10%則Ea=E0也減小10%勵(lì)磁電流減小10%發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行處于磁路飽和狀態(tài)，If減小10%，則減小小于10%勵(lì)磁回路電阻減小10%If減小10%，磁阻斜率線減小10%，空載電壓是磁化曲線與磁阻線的交點(diǎn)。由于工作在磁化曲線的飽和區(qū)，U0增加不到10%nCEea2.4 串勵(lì)發(fā)電機(jī)特性1. 空載特性（另外勵(lì)磁）2. 外特性3. 場阻線（包括外電阻）串勵(lì)發(fā)電機(jī)的端電壓當(dāng)負(fù)載變化時(shí)很大。3電壓建立過程電

10、壓建立過程端電壓與負(fù)載電阻有關(guān)，若負(fù)載電阻減小，則端電壓升高；若負(fù)載電阻大于一臨界電阻，則電勢不能建立。2.5 復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)的特性復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)的外特性界于并勵(lì)發(fā)電機(jī)與串勵(lì)發(fā)電機(jī)外特性之間。復(fù)勵(lì)的程度決定于串聯(lián)勵(lì)磁與并聯(lián)勵(lì)磁的相對強(qiáng)度，并聯(lián)勵(lì)磁通常要比串聯(lián)勵(lì)磁強(qiáng)的多。 有平復(fù)勵(lì)（恰好補(bǔ)償）、超復(fù)勵(lì)（過補(bǔ)償）、欠復(fù)勵(lì)之分。思考題n如果沒有磁飽和現(xiàn)象，直流發(fā)電機(jī)是否能自勵(lì)?試作圖說明n試描述串勵(lì)發(fā)電機(jī)電壓建起過程的物理概念。串勵(lì)發(fā)電機(jī)短路時(shí)有無危險(xiǎn)? n試解釋下二公式的物理意義，并說明它們各用于何種電機(jī) aqdasffffaqdffffFINININFININ00)2() 1 (If0有效激磁電流，If

11、并勵(lì)繞組激磁電流，Ia串勵(lì)繞組激磁電流Faqd交軸電樞反應(yīng)的去磁作用并勵(lì)，他勵(lì)積復(fù)勵(lì)作業(yè)n17-4三、直流電動(dòng)機(jī) 三、 直流電動(dòng)機(jī)的作用原理n電樞繞組和勵(lì)磁繞組分別施加直流電源。氣隙中主磁通與電樞電流相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，電磁力矩為原動(dòng)力矩，在電磁力矩的作用下，驅(qū)動(dòng)軸上的機(jī)械負(fù)載旋轉(zhuǎn)。n電樞繞組感應(yīng)電勢為aTaICIapWT2nCnWapEea603.1 直流電動(dòng)機(jī)的平衡方程式 IaIIa電壓平衡式UIIUEaaa2電流平衡式（并勵(lì)時(shí)）faIII3.1 直流電動(dòng)機(jī)的平衡方程式 IaIIa功率平衡式（并勵(lì)時(shí)）)()2(221pppPPppUIUIrIUIIEPpUIUIUIUIPFemecMba

12、aaaaaaaMfafa輸出機(jī)械功率電磁功率輸入電功率并勵(lì)回路損耗電樞回路銅損電刷接觸電損耗機(jī)械損耗鐵損耗雜散損耗并勵(lì)電動(dòng)機(jī)3.1 直流電動(dòng)機(jī)的平衡方程式 IaIIa轉(zhuǎn)矩平衡式02TTTaaaMIapNIEPT222PTpppTFemec0四、 直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性和工作特性4.1 直流電動(dòng)機(jī)的機(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）aTaICIapWT2eaaCUrIUn2TCCrCUUnTeae2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。4.2 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

13、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TTz4.3 并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的特性如何改變并勵(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。不能簡單地改變電源極性，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。constrUIffaaTIICT2.轉(zhuǎn)速特性轉(zhuǎn)速特性負(fù)載電流增加，電樞電阻壓降增大，如不計(jì)電

14、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eaaCUrIUn2TTCCRnTe2轉(zhuǎn)速降020TCCRnTe實(shí)際空載轉(zhuǎn)速4.3并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的特性3. 機(jī)械特性機(jī)械特性主磁通由于負(fù)載電流去磁作用的影響隨電流增加而略有減小。TCCrCUUnTeae2Ra=0時(shí)，稱為自然機(jī)械特性硬特性。增加電樞回路串聯(lián)電阻，則機(jī)械特性變軟。如改變勵(lì)磁電流，則如改變勵(lì)磁電流，則If越小時(shí)，越小時(shí)，空載轉(zhuǎn)速越高，電機(jī)特性越軟。空載轉(zhuǎn)

15、速越高，電機(jī)特性越軟。如改變電樞電流（但保持勵(lì)磁如改變電樞電流（但保持勵(lì)磁不變）則機(jī)械特性為平行的直不變）則機(jī)械特性為平行的直線，線，n0不同，硬度不變。不同，硬度不變。并勵(lì)電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁失磁的分析If=0當(dāng)勵(lì)磁回路斷路時(shí)，氣隙中的磁通將驟然降至微小的剩磁，電樞回路中的感應(yīng)電勢也將隨著減小。由于慣性，電機(jī)速度不能突變，電樞電流將急劇增加，使電動(dòng)機(jī)嚴(yán)重過載。電磁轉(zhuǎn)矩的變化（1）當(dāng)電樞電流的增加程度不足以補(bǔ)償每極磁通的減小程度時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩減小，因而使電動(dòng)機(jī)減速；（2）當(dāng)電樞電流的增加程度超過每極磁通的減小程度時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩將增大，使電動(dòng)機(jī)加速，直至轉(zhuǎn)速上升到危險(xiǎn)的高值（達(dá)到電壓平衡）。nCnWapEea

16、60aTaICIapWT2UIIUEaaa24.4 串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的特性afIII1. 轉(zhuǎn)矩特性轉(zhuǎn)矩特性一般情況下：轉(zhuǎn)矩按大于電流一次方的比例增加，對起動(dòng)和過載能力有意義。當(dāng)負(fù)載電流（即勵(lì)磁電流）很小時(shí)，鐵心處于不飽和狀態(tài)，主磁通隨勵(lì)磁成正比增加，即當(dāng)負(fù)載電流較大時(shí)，鐵心飽和，主磁通隨勵(lì)磁變化較?。ń撇蛔儯?1aITakI22kCkICICTTaTaTaaTIICT4.4 串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的特性2. 轉(zhuǎn)速特性轉(zhuǎn)速特性負(fù)載較小時(shí)，勵(lì)磁小，磁路不飽和，主磁通與電流成正比負(fù)載較大，在磁路飽和后，主磁通近似不變，隨電流增加轉(zhuǎn)速略有下降akIkCrkICUUneaae2eaaCUrIUn2“飛速”的解釋1. 在

17、滿載或較重負(fù)載時(shí)，電樞電流較大，If=Ia較大，氣隙磁通較大，電機(jī)只需不太高的轉(zhuǎn)速便能產(chǎn)生較高的反電勢與電網(wǎng)電壓平衡。2. 在空載或很輕負(fù)載時(shí)，If=Ia很小，使主磁通很小，電機(jī)必須以很高的轉(zhuǎn)速才能產(chǎn)生反電勢保持電壓平衡。4.4 串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的特性T3. 機(jī)械特性機(jī)械特性鐵心飽和后bTaUUkCrTCkCUUneaTe22TCCrCUUnTeae2在工作范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)速隨負(fù)載電流急劇變化軟特性軟特性。 NNnnn41轉(zhuǎn)速變化率不能在極輕載下運(yùn)行不能在極輕載下運(yùn)行適當(dāng)?shù)剡x擇并勵(lì)磁勢和串勵(lì)磁勢的相對強(qiáng)弱，可使復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)具有負(fù)載所需要的特性 。以并勵(lì)為主的積復(fù)勵(lì)以并勵(lì)為主的積復(fù)勵(lì)：當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩突然增加時(shí)，電

18、樞電流增大（電樞反應(yīng)去磁作用增強(qiáng)），串勵(lì)磁勢增加，使主磁通增大。使電磁轉(zhuǎn)矩很快的增大以克服突然增大的負(fù)載轉(zhuǎn)矩；使反電勢很快的增大以減小電樞電流的沖擊值。 當(dāng)電樞反應(yīng)去磁作用很強(qiáng)時(shí)，仍能使電機(jī)有下降的機(jī)械特性，保持其穩(wěn)定運(yùn)行。4.5復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)的特性五、直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)5.1 直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)起動(dòng)要求起動(dòng)要求：1.足夠的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩2.一定范圍的起動(dòng)電流3.起動(dòng)時(shí)間符合生產(chǎn)要求、起動(dòng)設(shè)備簡單、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，反電勢增加，電樞電流反而下降。5.2

19、限制起動(dòng)電流的起動(dòng)方法變阻器起動(dòng)起動(dòng)時(shí)，在電樞回路中串入變阻器 ，當(dāng)轉(zhuǎn)速逐漸上升時(shí)，可把起動(dòng)電阻逐級切除。直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，勵(lì)磁回路中串聯(lián)的電阻取較小的值：起動(dòng)中要求較大的轉(zhuǎn)矩，勵(lì)磁回路電阻小，勵(lì)磁電流大，勵(lì)磁回路電阻小，勵(lì)磁電流大， 較大，有利較大，有利起動(dòng)起動(dòng)。電機(jī)起動(dòng)后，感應(yīng)電勢建立，使起動(dòng)電流很快減小。5.3 降壓起動(dòng)方法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

20、夠的勵(lì)磁電流。“整流器-電動(dòng)機(jī)”組也采用此方法。6.1 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。eaaaCURrIUn2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；平滑性或跳級調(diào)速；經(jīng)濟(jì)性：損耗、效率調(diào)速設(shè)備簡單、可靠、操作方便等。6.2 并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的弱磁調(diào)速調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流以改變主磁通調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流以改變主磁通 轉(zhuǎn)矩平衡直至在新的轉(zhuǎn)速下達(dá)到減小減小，增加，反電勢增加，電機(jī)升速增大減小不能突變，則減小勵(lì)磁電流減小，主磁通阻增加勵(lì)磁回路中串

21、聯(lián)電TIEICTrUEUInCEnraaTaaef2211212EEnn當(dāng)磁路不飽和，且忽略電樞反應(yīng)的影響和Iara后，212112ffIInn(1)最高轉(zhuǎn)速受機(jī)械強(qiáng)度及換向的限制；最高轉(zhuǎn)速受機(jī)械強(qiáng)度及換向的限制； (2)最低轉(zhuǎn)速受勵(lì)磁繞組本身固有電阻及磁路飽和的限制。最低轉(zhuǎn)速受勵(lì)磁繞組本身固有電阻及磁路飽和的限制。 6.3 調(diào)節(jié)電源電壓調(diào)速n在很廣的范圍內(nèi)平滑調(diào)速，且電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性硬度保持不變。kUCUCURrIUneeaaa2勵(lì)磁恒定時(shí)，如他勵(lì)勵(lì)磁恒定時(shí)，如他勵(lì)可用于串勵(lì)電動(dòng)機(jī)調(diào)速。在電力牽引機(jī)車中，常把兩臺串勵(lì)電動(dòng)機(jī)從并聯(lián)運(yùn)行改為串聯(lián)運(yùn)行，使每臺電動(dòng)機(jī)的端電壓從全壓降為半壓。6.4 調(diào)

22、節(jié)可變電阻調(diào)速n效率低n負(fù)載轉(zhuǎn)矩較小時(shí)，電樞電流小，調(diào)節(jié)作用不大n電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性變軟，使轉(zhuǎn)速變化率增大eaaaCURrIUn2改變電阻Ra，即相當(dāng)于改變了電動(dòng)機(jī)的電樞繞組兩端電壓。一般從調(diào)速范圍、連續(xù)平滑性、調(diào)速中電能消耗、設(shè)備投資經(jīng)濟(jì)性等方面比較各種調(diào)速的優(yōu)缺點(diǎn)。適用范圍主要指適用于恒轉(zhuǎn)矩或恒功率、有級或無級調(diào)速、適用與大中型或小型電機(jī)等。7 直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)即在轉(zhuǎn)動(dòng)方向產(chǎn)生阻力矩1. 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)開始沿直線BC下降至零制動(dòng)過程中，電樞電流為電磁轉(zhuǎn)矩 為制動(dòng)性質(zhì)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩特性為RRnCRREIaeaanR

23、RCCICTaTeaTM22MTeaTCCRRn結(jié)論：制動(dòng)時(shí)，機(jī)械特性為過原點(diǎn)的直線制動(dòng)過程：開始時(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)。7 直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)即在轉(zhuǎn)動(dòng)方向產(chǎn)生阻力矩1. 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)開始沿直線BC下降至零制動(dòng)過程中，電樞電流為電磁轉(zhuǎn)矩 為制動(dòng)性質(zhì)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩特性為RRnCRREIaeaanRRCCICTaTeaTM22MTeaTCCRRn結(jié)論：制動(dòng)時(shí)，機(jī)械特性為過原點(diǎn)的直線

24、制動(dòng)過程：開始時(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）7直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)即在轉(zhuǎn)動(dòng)方向產(chǎn)生阻力矩2. 回饋制動(dòng)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)行狀態(tài)而起制動(dòng)作用，可限制轉(zhuǎn)速的持續(xù)上升。適用于由串勵(lì)電動(dòng)機(jī) 驅(qū)動(dòng)的升速場合，如電車下坡。為保證勵(lì)磁，需將串勵(lì)繞組改為他勵(lì)，且施加一定的勵(lì)磁電壓。此時(shí)，機(jī)械特性是原特性在第二象限的延伸。7 直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)勵(lì)磁回路不變，電樞回路反接3. 反接制動(dòng)反接制動(dòng)當(dāng)轉(zhuǎn)速為零時(shí)，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩不為零，應(yīng)及時(shí)將電源切除，否則將反轉(zhuǎn)。2MTeaaeeaaaeTCCrRCUCRrIUCEn制動(dòng)機(jī)械特性制動(dòng)機(jī)械特性思考題n在什么情況下并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速特性是下降持性?在什么情況為上升特長。為什么我們寧要下降特性，而不要上升特性 n設(shè)有一并勵(lì)電機(jī)接在電網(wǎng)上，試比較當(dāng)該機(jī)作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)和作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的旋轉(zhuǎn)方向。如把外施至并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的電