傳動(dòng)課件(PPT)直流電機(jī)的工作原理及特性

1、1三.基本內(nèi)容 一.基本要求 二.重點(diǎn)與難點(diǎn) 四.例題分析第三章第三章: :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 2第一章節(jié)內(nèi)容第一章節(jié)內(nèi)容第二章節(jié)內(nèi)容第二章節(jié)內(nèi)容第三章節(jié)內(nèi)容第三章節(jié)內(nèi)容第四章節(jié)內(nèi)容第四章節(jié)內(nèi)容第五章節(jié)內(nèi)容第五章節(jié)內(nèi)容第六章節(jié)內(nèi)容第六章節(jié)內(nèi)容3一一. .基本要求基本要求 1.在了解直流電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，著重掌握直流電動(dòng)在了解直流電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，著重掌握直流電動(dòng)機(jī)的基本工作原理，特別應(yīng)掌握轉(zhuǎn)矩方程式、電動(dòng)方程式和電機(jī)的基本工作原理，特別應(yīng)掌握轉(zhuǎn)矩方程式、電動(dòng)方程式和電壓平衡方程式；壓平衡方程式；2.掌握直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性，特別是人為機(jī)械特性；掌握

2、直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性，特別是人為機(jī)械特性；3.掌握直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)的各種方法以及各種方法掌握直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)的各種方法以及各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)所；的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)所；4.學(xué)會(huì)用機(jī)械特性的四個(gè)象限來(lái)分析直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)；學(xué)會(huì)用機(jī)械特性的四個(gè)象限來(lái)分析直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)；5.學(xué)會(huì)根據(jù)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的銘牌技術(shù)數(shù)據(jù)，確定電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)學(xué)會(huì)根據(jù)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的銘牌技術(shù)數(shù)據(jù)，確定電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)等運(yùn)行特性。等運(yùn)行特性。4二.重點(diǎn)與難點(diǎn) 1.重點(diǎn)重點(diǎn)(1).由于機(jī)械特性是根據(jù)轉(zhuǎn)矩、電勢(shì)、電壓平衡方程式推導(dǎo)出來(lái)由于機(jī)械特性是根據(jù)轉(zhuǎn)矩、電勢(shì)、電壓平衡方程式推導(dǎo)出來(lái)的，而機(jī)械特性又是分析啟動(dòng)、

3、調(diào)速和制動(dòng)特性的依據(jù)，所以的，而機(jī)械特性又是分析啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)特性的依據(jù)，所以機(jī)械特性是電動(dòng)機(jī)內(nèi)容的重中之重；機(jī)械特性是電動(dòng)機(jī)內(nèi)容的重中之重；(2).他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性；他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性；(3).他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)壓調(diào)速特性。他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)壓調(diào)速特性。2.難點(diǎn)難點(diǎn)(1).本章較難理解的內(nèi)容是電流、電勢(shì)的換向過程和電動(dòng)機(jī)的制本章較難理解的內(nèi)容是電流、電勢(shì)的換向過程和電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)過程；電動(dòng)機(jī)在各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下電磁轉(zhuǎn)矩動(dòng)過程；電動(dòng)機(jī)在各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下電磁轉(zhuǎn)矩 、負(fù)載轉(zhuǎn)矩、負(fù)載轉(zhuǎn)矩 、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 、電樞電流、電樞電流 和電勢(shì)和電勢(shì) 等符號(hào)的確定。等符號(hào)的確定。TLTnaIE5q 引引 言

4、言 直流電動(dòng)機(jī)具有良好的起、制動(dòng)性能，宜于在大范圍內(nèi)平滑調(diào)速，在許多需要調(diào)速和快速正反向的電力拖動(dòng)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。 由于直流拖動(dòng)控制系統(tǒng)在理論上和實(shí)踐上都比較成熟，而且從控制的角度來(lái)看，它又是交流拖動(dòng)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。因此，為了保持由淺入深的教學(xué)順序，應(yīng)該首先很好地掌握直流拖動(dòng)控制系統(tǒng)。6 直流電動(dòng)機(jī)雖然比三相交流異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜直流電動(dòng)機(jī)雖然比三相交流異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修也不便，但由于它的調(diào)速性能較好和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，維修也不便，但由于它的調(diào)速性能較好和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大，因此，對(duì)調(diào)速要求較高的生產(chǎn)機(jī)械或者需要較較大，因此，對(duì)調(diào)速要求較高的生產(chǎn)機(jī)械或者需要較大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的生產(chǎn)機(jī)械往往采用直流電

5、動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的生產(chǎn)機(jī)械往往采用直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。7NSNS 直流電機(jī)由定直流電機(jī)由定子子(磁極磁極)、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子(電樞電樞)和機(jī)座等和機(jī)座等部分構(gòu)成。部分構(gòu)成。8定子定子 :產(chǎn)生主磁場(chǎng)并起支承作用。產(chǎn)生主磁場(chǎng)并起支承作用。由永久磁鐵做成。由永久磁鐵做成。磁極上繞線圈，線圈中通過直流電，磁極上繞線圈，線圈中通過直流電， 形成電磁鐵。形成電磁鐵。磁極上的線圈通以直流電產(chǎn)生磁通，稱為勵(lì)磁磁極上的線圈通以直流電產(chǎn)生磁通，稱為勵(lì)磁1)1)主磁極：包括主磁極鐵心和套在上面的勵(lì)磁繞組，主磁極：包括主磁極鐵心和套在上面的勵(lì)磁繞組，其任務(wù)是產(chǎn)生主磁場(chǎng)。其任務(wù)是產(chǎn)生主磁場(chǎng)。2)2)換向極：它是用來(lái)改善電樞電

6、流的換向性能。換向極：它是用來(lái)改善電樞電流的換向性能。3)3)機(jī)座：它一方面用來(lái)固定主磁極、換向極和端蓋并作為整個(gè)機(jī)座：它一方面用來(lái)固定主磁極、換向極和端蓋并作為整個(gè)電機(jī)的支架，另一方面也是電機(jī)磁路的一部分。電機(jī)的支架，另一方面也是電機(jī)磁路的一部分。4) 電刷裝置：它包括電刷及電刷座，它們固定在定子上。電刷裝置：它包括電刷及電刷座，它們固定在定子上。9產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)或產(chǎn)生機(jī)械轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)或產(chǎn)生機(jī)械轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。 由鐵心、繞組（線圈）、換向器組成。由鐵心、繞組（線圈）、換向器組成。1) 電樞鐵心：它是主磁通磁路的一部分。電樞鐵心：它是主磁通磁路的一部分。2) 電樞繞組：它是直

7、流電機(jī)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及電磁轉(zhuǎn)矩以實(shí)現(xiàn)電樞繞組：它是直流電機(jī)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及電磁轉(zhuǎn)矩以實(shí)現(xiàn) 能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部分。能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部分。3) 換向器：它的作用對(duì)發(fā)電機(jī)而言是將電樞繞組內(nèi)感應(yīng)的交流換向器：它的作用對(duì)發(fā)電機(jī)而言是將電樞繞組內(nèi)感應(yīng)的交流電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)換成電刷間的直流電動(dòng)勢(shì)；對(duì)電動(dòng)機(jī)而言則是將外加電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)換成電刷間的直流電動(dòng)勢(shì)；對(duì)電動(dòng)機(jī)而言則是將外加的直流電流轉(zhuǎn)換為電樞繞組的交流電流。的直流電流轉(zhuǎn)換為電樞繞組的交流電流。10 直流電機(jī)按照勵(lì)磁方式可分為他勵(lì)電動(dòng)機(jī)直流電機(jī)按照勵(lì)磁方式可分為他勵(lì)電動(dòng)機(jī)、并勵(lì)電動(dòng)機(jī)、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)和復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)、并勵(lì)電動(dòng)機(jī)、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)和復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)UUfIaM+_+_IffR

8、stRIaUM+_IffR stR+_IE11UIa+_IfM復(fù)勵(lì)復(fù)勵(lì)U+_IMIa12133.1.4 直流電機(jī)的基本工作原理直流電機(jī)的基本工作原理IU+SbNacd 直流電從兩電刷之間通入電樞繞組，電樞電流直流電從兩電刷之間通入電樞繞組，電樞電流方向方向如圖所示。由于換向片和電源固定聯(lián)接，無(wú)論如圖所示。由于換向片和電源固定聯(lián)接，無(wú)論線圈怎樣轉(zhuǎn)動(dòng)，總是線圈怎樣轉(zhuǎn)動(dòng)，總是S極有效邊的電流方向向里極有效邊的電流方向向里, N極有效邊的電流方向向外。電動(dòng)機(jī)電極有效邊的電流方向向外。電動(dòng)機(jī)電樞樞繞組通電繞組通電后中受力后中受力(左手定則左手定則)按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。U+U+電刷電刷換向片

9、換向片U+IFFTn換向器作用：換向器作用：將外部直流電將外部直流電轉(zhuǎn)換成內(nèi)部的轉(zhuǎn)換成內(nèi)部的直流電，以保直流電，以保持轉(zhuǎn)矩方向不持轉(zhuǎn)矩方向不變。變。14U+EETnSbNdFFacII換向片換向片電刷電刷KE: 與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)n: 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 ：磁通磁通E= KE n15U+EETnSbNdFFacII換向片換向片電刷電刷aaaaRInKRIEUE RaIaE+UM161702TTT 設(shè)外加電樞電壓設(shè)外加電樞電壓 U 一定，一定，T=T2 (平衡平衡)，此時(shí)，此時(shí)，若若T2突然增加，則調(diào)整過程為突然增加，則調(diào)整過程為達(dá)到新的平衡點(diǎn)達(dá)到新的平衡點(diǎn)(Ia 、 P

10、入入 ) 。T2 n Ia T E nKEE aaaREUI aIKTT 18總結(jié)總結(jié):電機(jī)運(yùn)電機(jī)運(yùn)行方式行方式E和和I的的方方 向向E的作用的作用T的性質(zhì)的性質(zhì)轉(zhuǎn)矩之間的轉(zhuǎn)矩之間的 關(guān)關(guān) 系系發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī) 相相 同同電源電動(dòng)勢(shì)電源電動(dòng)勢(shì)阻轉(zhuǎn)矩阻轉(zhuǎn)矩T1=T+ T0電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī) 相相 反反反電動(dòng)勢(shì)反電動(dòng)勢(shì) 驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩 T=TL+T0193.3 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aaRIEU 勵(lì)磁繞組與電樞并聯(lián)勵(lì)磁繞組與電樞并聯(lián)由圖可求得由圖可求得aaREUI ffRUI aafIIII 由上分析可知：由上分析可知： 當(dāng)電源電壓當(dāng)電源電壓U和勵(lì)磁回路的電阻和勵(lì)磁回路的電阻Rf一定時(shí)一

11、定時(shí), 勵(lì)勵(lì)磁電流磁電流If和磁通和磁通則則IaUM+_IffR stR+_IE203.3 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nnn 0TKKRnET2a KUnE 0令：令：TKKRKUnETE2a 即：并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的磁通即：并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的磁通 aaaI IT TTEKnKERIEU 由以下公式由以下公式IaUM+_IffR stR+_IE21轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速降降:2aTKKRnET 理理想想空空載載轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速:0KUnE 式中：式中：nnTKKRKUnETE 02an0nNTN動(dòng)畫動(dòng)畫n0T22（1）求）求n0：n0=（2）求求TN：TN=9.55 根據(jù)根據(jù)(0，n0)和（和（TN ，nN）兩點(diǎn)，

12、就可以繪出兩點(diǎn)，就可以繪出n=(T).2、人為機(jī)械特性：人為機(jī)械特性： 就是指改變電動(dòng)機(jī)的參數(shù)（就是指改變電動(dòng)機(jī)的參數(shù)（U，R）值所形成的機(jī)械特性。值所形成的機(jī)械特性。1）電樞回路中串接附加電阻時(shí)的人為機(jī)械特性。）電樞回路中串接附加電阻時(shí)的人為機(jī)械特性。2）改變電樞電壓）改變電樞電壓U時(shí)的人為特性（時(shí)的人為特性（UUN） n0-nNeNKUNnPNTKKRKunNteaNe2TKKRRKUnNteadaNeN223TKKRRKUnNteadaNeN2243）改變磁通改變磁通時(shí)的人為特性（時(shí)的人為特性（N） 注意：注意：當(dāng)磁通過分削弱后，如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，將使電動(dòng)機(jī)當(dāng)磁通過分削弱后，如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩

13、不變，將使電動(dòng)機(jī)電流大大增加而嚴(yán)重過載。若輕載或空載則電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速又會(huì)升電流大大增加而嚴(yán)重過載。若輕載或空載則電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速又會(huì)升得過高，造成飛車。得過高，造成飛車。25有一并勵(lì)電動(dòng)機(jī)，其額定數(shù)據(jù)如下：有一并勵(lì)電動(dòng)機(jī)，其額定數(shù)據(jù)如下：P=22KW, UN=110V, nN=1000r/min, = 0.84, 并已知并已知Rf= 27.5 ，Ra= 0.04 , 試求試求: (1) 額定電流額定電流I , 額定額定 電樞電流電樞電流Ia及及額定勵(lì)磁電流額定勵(lì)磁電流If ; (2) 損耗功率損耗功率 PaCu , 及及 PO ; (3) 額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩T; (4) 反電動(dòng)勢(shì)反電動(dòng)勢(shì)E。解：解：(

14、1) P2是輸出功率，額定輸入功率為是輸出功率，額定輸入功率為KW19.2684. 02221PPA2381101019.2631UPI額定電流額定電流額定勵(lì)磁電流額定勵(lì)磁電流A45 .27110ffRuI額定電樞電流額定電樞電流A2344238faIII26（2）電樞電路銅損）電樞電路銅損W219023404. 02a2aaCuIRPW44045 .272f2ffCuIRP勵(lì)磁電路銅損勵(lì)磁電路銅損總損失功率總損失功率W4190220002619021PPP空載損耗功率空載損耗功率W200021904190aCu0PPPm.N210100022955095502nPT（3）額定轉(zhuǎn)矩）額定轉(zhuǎn)矩（

15、4）反電動(dòng)勢(shì)）反電動(dòng)勢(shì)V6 .10023404. 0110aaIRUE27二、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性二、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第一段，負(fù)載輕時(shí)，第一段，負(fù)載輕時(shí)，=C Ia ，T=KtIa= Kt或或C2tKCT21CRTCUCKRKCTKUnaNeateN 上式表明：這時(shí)機(jī)械特性曲線具有雙曲線形狀，上式表明：這時(shí)機(jī)械特性曲線具有雙曲線形狀，n軸是它的軸是它的一條漸近線，一條漸近線，n0趨于無(wú)窮大。趨于無(wú)窮大。主要特點(diǎn)：主要特點(diǎn)：Ia=If , 勵(lì)磁電流就是它的電樞電流。勵(lì)磁電流就是它的電樞電流。28 第二段，負(fù)載較重時(shí)，第二段，負(fù)載較重時(shí)，=常數(shù)，機(jī)械特性曲線常數(shù)，機(jī)械特性曲線近似于一條直線。近

16、似于一條直線。 串勵(lì)電機(jī)的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：串勵(lì)電機(jī)的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)： 1）當(dāng)負(fù)載大時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低，當(dāng)負(fù)載輕時(shí)，轉(zhuǎn)速又很快）當(dāng)負(fù)載大時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低，當(dāng)負(fù)載輕時(shí)，轉(zhuǎn)速又很快上升。上升。 2）啟動(dòng)時(shí)勵(lì)磁電流大，因?yàn)椋﹩?dòng)時(shí)勵(lì)磁電流大，因?yàn)?CIa，T=KtIa。在電網(wǎng)或電動(dòng)機(jī)容許啟動(dòng)為一定值時(shí)，串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較在電網(wǎng)或電動(dòng)機(jī)容許啟動(dòng)為一定值時(shí)，串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較他勵(lì)電動(dòng)機(jī)要大。他勵(lì)電動(dòng)機(jī)要大。串勵(lì)電動(dòng)機(jī)絕不允許空載運(yùn)行。串勵(lì)電動(dòng)機(jī)絕不允許空載運(yùn)行。使其反轉(zhuǎn)的兩種方法：使其反轉(zhuǎn)的兩種方法： A.改變電樞繞組的接線極性改變電樞繞組的接線極性 B.改變勵(lì)磁繞組的接線極性改變勵(lì)磁繞組的接線極性293.

17、4 他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與反轉(zhuǎn)他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與反轉(zhuǎn)太大會(huì)使換向器產(chǎn)生嚴(yán)重的火花太大會(huì)使換向器產(chǎn)生嚴(yán)重的火花, ,燒壞換向器；燒壞換向器；NaaNast)2010(IRUI 0nKEE1. 起動(dòng)問題：起動(dòng)問題：(1) 起動(dòng)電流大起動(dòng)電流大(2) 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大 起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為(1020)TN , 造成機(jī)械沖造成機(jī)械沖擊，使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)遭受損壞。擊，使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)遭受損壞。tasIT 302. .起動(dòng)方法起動(dòng)方法NstaNast) 0 . 26 . 1 (IRRUI 直流電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)和工作時(shí)，勵(lì)磁電路一定要直流電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)和工作時(shí)，勵(lì)磁電路一定要接通接通, ,不能讓它斷開不能讓它

18、斷開, ,而且起動(dòng)時(shí)要滿勵(lì)磁。否則，而且起動(dòng)時(shí)要滿勵(lì)磁。否則，磁路中只有很少的剩磁，可能產(chǎn)生事故：磁路中只有很少的剩磁，可能產(chǎn)生事故：aastNstRIUR aNastst) 0 . 26 . 1 (RIRIUaaRIKUne31 (3)如果電機(jī)在空載運(yùn)行，可能造成飛車，使電機(jī)遭如果電機(jī)在空載運(yùn)行，可能造成飛車，使電機(jī)遭受嚴(yán)重的機(jī)械損傷，而且因電受嚴(yán)重的機(jī)械損傷，而且因電電流過大而將繞組電流過大而將繞組燒壞燒壞。（ E Ia T T0 n 飛車）飛車）32例：例：串勵(lì)的單相手電鉆，利用勵(lì)磁電流和電樞電流串勵(lì)的單相手電鉆，利用勵(lì)磁電流和電樞電流兩者的方向同時(shí)改變時(shí)而轉(zhuǎn)向不變的原理，采用特兩者的方

19、向同時(shí)改變時(shí)而轉(zhuǎn)向不變的原理，采用特別的串勵(lì)電動(dòng)機(jī)，使手電鉆用單相交流電源或直流別的串勵(lì)電動(dòng)機(jī)，使手電鉆用單相交流電源或直流電源供電均可。電源供電均可。因?yàn)殡姶呸D(zhuǎn)矩：因?yàn)殡姶呸D(zhuǎn)矩：3334 最大轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩 T1=(1.62.0)TN 切換轉(zhuǎn)矩切換轉(zhuǎn)矩 T2=(1.11.2)TN353.5 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)速特性一一.調(diào)速的概念調(diào)速的概念:(1)調(diào)速的概念調(diào)速的概念:當(dāng)當(dāng)TL不變時(shí)，改變電動(dòng)機(jī)的參數(shù)引起速度的變化。不變時(shí)，改變電動(dòng)機(jī)的參數(shù)引起速度的變化。(2)調(diào)速即速度調(diào)節(jié)調(diào)速即速度調(diào)節(jié),它和速度變化的區(qū)別它和速度變化的區(qū)別(3)調(diào)速的方法調(diào)速的方法: (4)調(diào)速指標(biāo)

20、調(diào)速指標(biāo):二二.改變電樞回路改變電樞回路 外串電阻的方法外串電阻的方法原理介紹原理介紹:這種調(diào)節(jié)方法的特點(diǎn)這種調(diào)節(jié)方法的特點(diǎn): 1).設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便。設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便。2).電機(jī)在空載時(shí)，改變電樞所電機(jī)在空載時(shí)，改變電樞所串聯(lián)的電阻基本上沒有調(diào)速作用。串聯(lián)的電阻基本上沒有調(diào)速作用。3).調(diào)速方向是從基速向下調(diào)速方向是從基速向下調(diào)調(diào)(指調(diào)速結(jié)果均比基速低）指調(diào)速結(jié)果均比基速低）eKIRUn36他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速v調(diào)速調(diào)速指標(biāo)指標(biāo)：1、調(diào)速范圍、調(diào)速范圍D：minmaxnnD 2、靜差率（相對(duì)穩(wěn)定性）、靜差率（相對(duì)穩(wěn)定性）S：指負(fù)載變化時(shí)，指負(fù)載變化時(shí)，轉(zhuǎn)速變化的程度，轉(zhuǎn)速變化小，穩(wěn)定性好

21、。轉(zhuǎn)速變化的程度，轉(zhuǎn)速變化小，穩(wěn)定性好。%100%100000nnnnnSNNS越小，相對(duì)穩(wěn)定性越好；S與機(jī)械特性硬度和n0有關(guān)。37他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速vD與S相互制約：)1 (maxmaxmin0maxminmaxSnSnnSnnnnnnnDNNNN S S越小，越小，D D越小，相對(duì)穩(wěn)定性越好；越小，相對(duì)穩(wěn)定性越好；在保證一定的在保證一定的S S指標(biāo)的前提下，要擴(kuò)大指標(biāo)的前提下，要擴(kuò)大D D，須減少須減少nn，即提高機(jī)械特性的硬度。即提高機(jī)械特性的硬度。38他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速v3、調(diào)速的平滑性、調(diào)速的平滑性：v 在一定的調(diào)速范圍內(nèi)，調(diào)速的級(jí)數(shù)越多，調(diào)在一定的調(diào)速范圍內(nèi)，調(diào)速的級(jí)數(shù)越多，

22、調(diào)速越平滑。相鄰兩級(jí)轉(zhuǎn)速之比，為平滑系數(shù)速越平滑。相鄰兩級(jí)轉(zhuǎn)速之比，為平滑系數(shù) ：1iinn 越接近1，平滑性越好，當(dāng) 時(shí)，稱為無(wú)級(jí)調(diào)速，即轉(zhuǎn)速可以連續(xù)調(diào)節(jié)。調(diào)速不連續(xù)時(shí)，級(jí)數(shù)有限，稱為有級(jí)調(diào)速。14、調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性、調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性：主要指調(diào)速的投資、運(yùn)行主要指調(diào)速的投資、運(yùn)行效率及維修費(fèi)用等。效率及維修費(fèi)用等。394).低速時(shí)特性斜率大，靜差率大，穩(wěn)定性不好。低速時(shí)特性斜率大，靜差率大，穩(wěn)定性不好。5).輕載時(shí)調(diào)速范圍不大。輕載時(shí)調(diào)速范圍不大。6).所串電阻只能分檔調(diào)節(jié)，不能連續(xù)調(diào)節(jié)。所串電阻只能分檔調(diào)節(jié)，不能連續(xù)調(diào)節(jié)。7).調(diào)速中調(diào)速中=N，若，若Ia=IN,則則T=KTIa屬恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速屬恒轉(zhuǎn)

23、矩調(diào)速.8).低速時(shí)電能損耗大低速時(shí)電能損耗大.40三、改變電動(dòng)機(jī)電樞供三、改變電動(dòng)機(jī)電樞供電電壓電電壓U調(diào)速調(diào)速 原理介紹：只能向原理介紹：只能向下調(diào)速，（從下調(diào)速，（從UN向下）向下）特點(diǎn)：特點(diǎn)： 1）電源可以連續(xù)調(diào)節(jié)，）電源可以連續(xù)調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速 2）調(diào)速中各曲線的硬）調(diào)速中各曲線的硬度相同。度相同。 3）調(diào)速范圍大；）調(diào)速范圍大； 4）轉(zhuǎn)速屬于下調(diào)；）轉(zhuǎn)速屬于下調(diào)； 5）低速時(shí)電能損失不）低速時(shí)電能損失不大。大。 6）恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，）恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，T=KTNIN=TN 7）需要專門供電的調(diào)）需要專門供電的調(diào)壓電源。壓電源。41四、改變電動(dòng)機(jī)的主磁通四、改變電動(dòng)機(jī)的主磁通

24、原理介紹：原理介紹：注意：磁通不能調(diào)得太低注意：磁通不能調(diào)得太低42TKKRKUnETE2a aaaREUI Rf E I n Ia E T nKEE aIKTT 43(1)調(diào)速平滑，可得到無(wú)級(jí)調(diào)速；但只能向上調(diào)，受調(diào)速平滑，可得到無(wú)級(jí)調(diào)速；但只能向上調(diào)，受 機(jī)械本身強(qiáng)度所限，機(jī)械本身強(qiáng)度所限，n不能太高。不能太高。(2) 調(diào)速設(shè)備簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)，電流小，便于控制。調(diào)速設(shè)備簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)，電流小，便于控制。(3) 機(jī)械特性較硬，穩(wěn)定性較好。機(jī)械特性較硬，穩(wěn)定性較好。(4) 對(duì)專門生產(chǎn)的調(diào)磁電動(dòng)機(jī)對(duì)專門生產(chǎn)的調(diào)磁電動(dòng)機(jī), ,其調(diào)速幅度可達(dá)其調(diào)速幅度可達(dá), 例如例如5302120 r/min及及3101

25、240 r/min 。(1) (2) 443.6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)：T與與n方向相反方向相反 電動(dòng)：電動(dòng)：T與與n方向相同方向相同 制動(dòng)狀態(tài)所處的外部條件和能量傳遞情況分為：反制動(dòng)狀態(tài)所處的外部條件和能量傳遞情況分為：反饋制動(dòng)、反接制動(dòng)和能耗制動(dòng)三種。饋制動(dòng)、反接制動(dòng)和能耗制動(dòng)三種。45一、反饋制動(dòng)一、反饋制動(dòng)特點(diǎn)：特點(diǎn)： 1、nn0 2、T與與n的方向相反的方向相反4647二、反接制動(dòng)二、反接制動(dòng)改變改變U或或E的方向電機(jī)運(yùn)行于反接制動(dòng)狀態(tài)。的方向電機(jī)運(yùn)行于反接制動(dòng)狀態(tài)。改變改變U: 電源反接制動(dòng)電源反接制動(dòng)48改變改變E: 倒拉反接制動(dòng)倒拉反接制動(dòng)

26、491、電源反接制動(dòng)、電源反接制動(dòng)2、倒拉反接制動(dòng)、倒拉反接制動(dòng)缺點(diǎn)是：缺點(diǎn)是：1）若對(duì)）若對(duì)TL大小估計(jì)不足，本應(yīng)下降的重物向上升方大小估計(jì)不足，本應(yīng)下降的重物向上升方向運(yùn)動(dòng)。向運(yùn)動(dòng)。 2）特性硬度小，較小的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)引起較大的轉(zhuǎn)速波動(dòng)。）特性硬度小，較小的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)引起較大的轉(zhuǎn)速波動(dòng)。3)損耗比較大。損耗比較大。三、三、能耗制動(dòng)能耗制動(dòng) 能耗制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：能耗制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)： 1）不像電源反接制動(dòng)那樣存在著電動(dòng)機(jī)反向啟動(dòng)的危險(xiǎn)。）不像電源反接制動(dòng)那樣存在著電動(dòng)機(jī)反向啟動(dòng)的危險(xiǎn)。 2）下放重物時(shí)不會(huì)出現(xiàn)倒拉反接制動(dòng)那樣因?qū)Γ┫路胖匚飼r(shí)不會(huì)出現(xiàn)倒拉反接制動(dòng)那樣因?qū)L的大小估的大小估計(jì)錯(cuò)誤而引起重物上升

27、的事故，運(yùn)行速度也較反接制動(dòng)穩(wěn)定。計(jì)錯(cuò)誤而引起重物上升的事故，運(yùn)行速度也較反接制動(dòng)穩(wěn)定。505152四四. .例題分析例題分析例例3-2 Z2-22型并勵(lì)電動(dòng)機(jī)，額定功率型并勵(lì)電動(dòng)機(jī)，額定功率PN=2.2kW，額定電壓額定電壓UN=220V，額定電流額定電流IN=12.2A，額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速nN=3000r/min，最最大勵(lì)磁功率大勵(lì)磁功率PfN=68.2W。試求：試求：（1）最大勵(lì)磁電流）最大勵(lì)磁電流IaN；（2）額定運(yùn)行時(shí)的電樞電流額定運(yùn)行時(shí)的電樞電流IaN；（3）額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩TN；（4）額定運(yùn)行時(shí)的效率額定運(yùn)行時(shí)的效率N。53（2）額定運(yùn)行時(shí)的電樞電流）額定運(yùn)行時(shí)的電樞電流 （3）額定轉(zhuǎn)矩）額定轉(zhuǎn)矩 （4）額定運(yùn)行時(shí)的效率）額定運(yùn)行時(shí)的效率 AAIIIfNNaN89.11)31. 02 .12(mNmNnPTNNN730001022.255.955.93%82%1002 .12220102 . 2%100%100)()(31NNNNNIUPPPN從電源輸入的電功率額定輸入功率軸上輸出的機(jī)械功率額定輸出功率AAUPINfNfN31.02202.68解：（解：（1）最大勵(lì)磁電流）最大勵(lì)磁電流54例例3-5 一臺(tái)直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)，其額定數(shù)據(jù)如下：一臺(tái)直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)，其額定數(shù)據(jù)如下：PN=2