電機及拖動(化工出版社)PPT-03 第三章

1、第三章第三章 本章主要教學(xué)內(nèi)容本章主要教學(xué)內(nèi)容1. 1. 電力拖動系統(tǒng)的運動方程式電力拖動系統(tǒng)的運動方程式2. 2. 負載的轉(zhuǎn)矩特性及電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行條件負載的轉(zhuǎn)矩特性及電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行條件 3. 3. 他勵直流電動機的啟動他勵直流電動機的啟動 4. 4. 他勵直流電動機的調(diào)速他勵直流電動機的調(diào)速 5. 5. 他勵直流電動機的制動他勵直流電動機的制動 6. 6. 其他直流電動機的電力拖動其他直流電動機的電力拖動 2014.05第三章第三章3.1 3.1 電力拖動系統(tǒng)的運動方程式電力拖動系統(tǒng)的運動方程式電力拖動系統(tǒng)的構(gòu)成電力拖動系統(tǒng)的構(gòu)成示意圖示意圖3.1.13.1.1 運動方程式運動方

2、程式直線運動方程式直線運動方程式dtdvmFFL第三章第三章dtdnGDTTL3752旋轉(zhuǎn)運動方程式旋轉(zhuǎn)運動方程式dtdJTTLgGDDgGmJ4)2(222602 n整理得整理得電力拖動系統(tǒng)運動方程式電力拖動系統(tǒng)運動方程式 的大小反映了系統(tǒng)的運行狀態(tài)的大小反映了系統(tǒng)的運行狀態(tài)： ，系統(tǒng)處于加速運動的過渡過程系統(tǒng)處于加速運動的過渡過程； ，系統(tǒng)處于靜止或恒速運動系統(tǒng)處于靜止或恒速運動； ，系統(tǒng)處于減速運動的過渡過程系統(tǒng)處于減速運動的過渡過程。LTT 0, 0dtdnTTL0, 0dtdnTTL0, 0dtdnTTL第三章第三章在應(yīng)用電力拖動系統(tǒng)運動方程式時在應(yīng)用電力拖動系統(tǒng)運動方程式時，要注意

3、要注意：(1)(1)轉(zhuǎn)矩不但有大小而且有方向轉(zhuǎn)矩不但有大小而且有方向。首先規(guī)定正方向，然后判斷首先規(guī)定正方向，然后判斷電磁轉(zhuǎn)矩與負載轉(zhuǎn)矩取正值還是負值（注意電磁轉(zhuǎn)矩與負電磁轉(zhuǎn)矩與負載轉(zhuǎn)矩取正值還是負值（注意電磁轉(zhuǎn)矩與負載轉(zhuǎn)矩的區(qū)別）載轉(zhuǎn)矩的區(qū)別）。(2)(2)轉(zhuǎn)速不但有大小也有方向轉(zhuǎn)速不但有大小也有方向。當(dāng)實際旋轉(zhuǎn)的方向與所規(guī)定的。當(dāng)實際旋轉(zhuǎn)的方向與所規(guī)定的正方向相同時取正值，反之取負值正方向相同時取正值，反之取負值。(3)(3)轉(zhuǎn)速變化時轉(zhuǎn)速變化時，電力拖動系統(tǒng)的，電力拖動系統(tǒng)的狀態(tài)狀態(tài)（加速狀態(tài)還是減速狀（加速狀態(tài)還是減速狀態(tài)），要由態(tài)），要由轉(zhuǎn)速變化的方向轉(zhuǎn)速變化的方向來決定而不是由轉(zhuǎn)速

4、的數(shù)值增來決定而不是由轉(zhuǎn)速的數(shù)值增加或減小來決定。加或減小來決定。 例如例如，當(dāng)轉(zhuǎn)速正向增加時，系統(tǒng)處于加速狀態(tài)；而當(dāng)轉(zhuǎn)速，當(dāng)轉(zhuǎn)速正向增加時，系統(tǒng)處于加速狀態(tài)；而當(dāng)轉(zhuǎn)速反向增加時，盡管反向增加時，盡管n可能增大了可能增大了( (實際旋轉(zhuǎn)方向與規(guī)定的正實際旋轉(zhuǎn)方向與規(guī)定的正方向相反方向相反) )，但系統(tǒng)仍是處于減速狀態(tài)，但系統(tǒng)仍是處于減速狀態(tài)。 第三章第三章3.1.23.1.2 單軸與多軸系統(tǒng)單軸與多軸系統(tǒng)單軸系統(tǒng)單軸系統(tǒng)多軸系統(tǒng)多軸系統(tǒng)速度折算；速度折算；轉(zhuǎn)矩折算；轉(zhuǎn)矩折算；飛輪矩折算；飛輪矩折算；保證保證功率傳遞關(guān)系功率傳遞關(guān)系系統(tǒng)儲存的動能系統(tǒng)儲存的動能不變不變第三章第三章3.1.23.1

5、.2 單軸與多軸系統(tǒng)單軸與多軸系統(tǒng)dtdnGDdtdJTTL3752LTFv222121ffJvm負載轉(zhuǎn)矩折算系統(tǒng)傳遞的功率不變飛輪矩折算系統(tǒng)儲存動能不變線速度與轉(zhuǎn)速的折算通過齒數(shù)比折算轉(zhuǎn)速若為直線運動：第三章第三章3.1.23.1.2 單軸與多軸系統(tǒng)單軸與多軸系統(tǒng)kTTTLLLL2222122212122/.)/(/kGDkkGDkGDGDGDLm22222112221.21212121LLMJJJJJ第三章第三章3.1.23.1.2 單軸與多軸系統(tǒng)單軸與多軸系統(tǒng)nvFTIII55. 9222121IIvmJ222365nvGGDII第三章第三章3.2 3.2 負載的轉(zhuǎn)矩特性及電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)

6、定運行條件負載的轉(zhuǎn)矩特性及電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行條件 指生產(chǎn)機械工作指生產(chǎn)機械工作機構(gòu)的負載轉(zhuǎn)矩機構(gòu)的負載轉(zhuǎn)矩 與轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速 的關(guān)系的關(guān)系。 FTn1. 1. 恒轉(zhuǎn)矩負載的恒轉(zhuǎn)矩負載的轉(zhuǎn)矩特性轉(zhuǎn)矩特性右圖右圖為反抗性恒轉(zhuǎn)為反抗性恒轉(zhuǎn)矩負載的轉(zhuǎn)矩特性矩負載的轉(zhuǎn)矩特性實際特性實際特性折算后的特性折算后的特性cT傳動機構(gòu)的轉(zhuǎn)矩傳動機構(gòu)的轉(zhuǎn)矩3.2.1 3.2.1 負載的轉(zhuǎn)矩特性負載的轉(zhuǎn)矩特性第三章第三章軋鋼機軋鋼機第三章第三章右圖為右圖為位能性位能性恒轉(zhuǎn)矩負載的恒轉(zhuǎn)矩負載的轉(zhuǎn)矩特性轉(zhuǎn)矩特性 實際特性實際特性折算后特性折算后特性第三章第三章第三章第三章2 2 恒功率負載的轉(zhuǎn)矩特性恒功率負載的轉(zhuǎn)矩特性常數(shù)

7、55. 955. 9602KnTnTTPFFFF恒功率負載恒功率負載第三章第三章3 3 風(fēng)機、泵類負載的轉(zhuǎn)矩特性風(fēng)機、泵類負載的轉(zhuǎn)矩特性2knTF風(fēng)機、泵類負載特性風(fēng)機、泵類負載特性實際的通風(fēng)機負載特性實際的通風(fēng)機負載特性第三章第三章例例3-13-1 已知某電動機的額定轉(zhuǎn)矩為已知某電動機的額定轉(zhuǎn)矩為 ，額定轉(zhuǎn)額定轉(zhuǎn)速速 ，拖動系統(tǒng)的總飛輪矩拖動系統(tǒng)的總飛輪矩 ，負載為額定恒轉(zhuǎn)矩負載。求負載為額定恒轉(zhuǎn)矩負載。求 若電動機的轉(zhuǎn)速由零起動到若電動機的轉(zhuǎn)速由零起動到 的加速時間為的加速時間為0.8s0.8s，加速過，加速過程中設(shè)電動機的輸出轉(zhuǎn)矩不變，則電動機輸出轉(zhuǎn)矩為多少？程中設(shè)電動機的輸出轉(zhuǎn)矩不變，

8、則電動機輸出轉(zhuǎn)矩為多少？ 若要求電動機轉(zhuǎn)速由若要求電動機轉(zhuǎn)速由 制動到停止的時間為制動到停止的時間為0.4s0.4s，制動減，制動減速過程中設(shè)電動機輸出轉(zhuǎn)矩不變，則電動機輸出轉(zhuǎn)矩為多少？速過程中設(shè)電動機輸出轉(zhuǎn)矩不變，則電動機輸出轉(zhuǎn)矩為多少？ mNTN 260min/1000rnN2272mNGD解解：設(shè)起動時電動機旋轉(zhuǎn)方向為轉(zhuǎn)速設(shè)起動時電動機旋轉(zhuǎn)方向為轉(zhuǎn)速 的正方向，電動機輸?shù)恼较?，電動機輸出轉(zhuǎn)矩出轉(zhuǎn)矩 與轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速 同向。而在加速和減速過程中電動機的同向。而在加速和減速過程中電動機的輸出轉(zhuǎn)矩和負載轉(zhuǎn)矩都不變，則加速度輸出轉(zhuǎn)矩和負載轉(zhuǎn)矩都不變，則加速度( (減速度減速度) )不變，故有不變，

9、故有 NnNnnnT第三章第三章 加速過程中電動機的輸出轉(zhuǎn)矩加速過程中電動機的輸出轉(zhuǎn)矩)(6002608 . 001000375723752mNTdtdnGDTL 減速過程中電動機的輸出轉(zhuǎn)矩減速過程中電動機的輸出轉(zhuǎn)矩 )(2202604 . 010000375723752mNTdtdnGDTL式中，轉(zhuǎn)矩式中，轉(zhuǎn)矩 為為負值負值表示電動機實際輸出轉(zhuǎn)矩方向與轉(zhuǎn)表示電動機實際輸出轉(zhuǎn)矩方向與轉(zhuǎn)速方向相反速方向相反 T第三章第三章3.2.2 3.2.2 電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行條件電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行條件1.1.系統(tǒng)穩(wěn)定運行的概念系統(tǒng)穩(wěn)定運行的概念 當(dāng)拖動系統(tǒng)受到干擾，使電動機工作狀態(tài)發(fā)生變化或負當(dāng)拖動系統(tǒng)

10、受到干擾，使電動機工作狀態(tài)發(fā)生變化或負載轉(zhuǎn)矩發(fā)生波動時，系統(tǒng)若能進入新的穩(wěn)態(tài)恒速運行，且當(dāng)載轉(zhuǎn)矩發(fā)生波動時，系統(tǒng)若能進入新的穩(wěn)態(tài)恒速運行，且當(dāng)干擾消失后，系統(tǒng)仍能回到原來的穩(wěn)態(tài)恒速運行，則稱系統(tǒng)干擾消失后，系統(tǒng)仍能回到原來的穩(wěn)態(tài)恒速運行，則稱系統(tǒng)是穩(wěn)定運行的；若當(dāng)拖動系統(tǒng)受到干擾，系統(tǒng)不能進入新的是穩(wěn)定運行的；若當(dāng)拖動系統(tǒng)受到干擾，系統(tǒng)不能進入新的穩(wěn)態(tài)恒速運行，或者當(dāng)干擾消失后，不能回到原來的穩(wěn)態(tài)恒穩(wěn)態(tài)恒速運行，或者當(dāng)干擾消失后，不能回到原來的穩(wěn)態(tài)恒速運行，則稱系統(tǒng)是不穩(wěn)定運行的。速運行，則稱系統(tǒng)是不穩(wěn)定運行的。 由定義可知，電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的由定義可知，電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的必要條件必要

11、條件為為 LTT 第三章第三章2.2.系統(tǒng)穩(wěn)定運行的充要條件系統(tǒng)穩(wěn)定運行的充要條件A A點點為穩(wěn)定運行點，為穩(wěn)定運行點，B B點點為不穩(wěn)定運行點為不穩(wěn)定運行點第三章第三章2.2.系統(tǒng)穩(wěn)定運行的充要條件系統(tǒng)穩(wěn)定運行的充要條件A點點為穩(wěn)定運行點，為穩(wěn)定運行點，E點點為不穩(wěn)定運行點為不穩(wěn)定運行點ABCDEFTL1TL2第三章第三章拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行充要條件充要條件推導(dǎo)推導(dǎo)： 設(shè)電力拖動系統(tǒng)在某穩(wěn)態(tài)運行點設(shè)電力拖動系統(tǒng)在某穩(wěn)態(tài)運行點H H點運行，轉(zhuǎn)速為點運行，轉(zhuǎn)速為 ，電動機的電磁轉(zhuǎn)矩為電動機的電磁轉(zhuǎn)矩為 ，生產(chǎn)機械轉(zhuǎn)矩為，生產(chǎn)機械轉(zhuǎn)矩為 ，系統(tǒng)的運，系統(tǒng)的運動方程式為動方程式為 HnH

12、TLHT03752dtdnGDTTHLHH在干擾作用下，運動方程式變?yōu)樵诟蓴_作用下，運動方程式變?yōu)?(375)()(2nndtdGDTTTTHLLHH兩式相減得兩式相減得)(3752ndtdGDTTL第三章第三章在各增量很小時在各增量很小時，上式可改寫為上式可改寫為)(3752ndtdGDndndTndndTL變換一下得到變換一下得到dtndnGDdndTdndTL)(375/2考慮邊值條件考慮邊值條件： 時，時， ，解方程得解方程得 2375)(GDtdndTdndTcLenn0tcnn 系統(tǒng)離開穩(wěn)態(tài)運行點系統(tǒng)離開穩(wěn)態(tài)運行點H H的初始轉(zhuǎn)速的初始轉(zhuǎn)速 對穩(wěn)態(tài)點轉(zhuǎn)速對穩(wěn)態(tài)點轉(zhuǎn)速的增量，即的增量

13、，即 cncnHnHccnnn第三章第三章從上式可知，當(dāng)指數(shù)的冪為從上式可知，當(dāng)指數(shù)的冪為負值負值時，轉(zhuǎn)速的增量時，轉(zhuǎn)速的增量 隨時間的隨時間的增加呈指數(shù)規(guī)律增加呈指數(shù)規(guī)律衰減衰減；當(dāng)指數(shù)的冪為；當(dāng)指數(shù)的冪為正值正值，則轉(zhuǎn)速的增量，則轉(zhuǎn)速的增量 隨時間的增加呈指數(shù)規(guī)律隨時間的增加呈指數(shù)規(guī)律增加增加。 nn電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的充要條件充要條件為為處）在LLLTTdndTdndTTT(0第三章第三章3.3 3.3 他勵直流電動機的啟動他勵直流電動機的啟動對直流電動機啟動的對直流電動機啟動的一般要求一般要求：(1)(1)啟動轉(zhuǎn)矩啟動轉(zhuǎn)矩 足夠大足夠大，即即 Tst （1.11

14、.2）TN ；(2)(2)啟動電流啟動電流 不能太大，即不能太大，即 Ist IN ；(3)(3)啟動設(shè)備與控制裝置簡單、可靠啟動設(shè)備與控制裝置簡單、可靠。 stTstI啟動順序啟動順序：先勵磁，在電機氣隙中建立額定磁場，然后電：先勵磁，在電機氣隙中建立額定磁場，然后電樞回路通電。若直接啟動，則樞回路通電。若直接啟動，則aRaaastRUREUI因因 很小，故很小，故 會很大，可達額定電流的會很大，可達額定電流的10102020倍倍 ，有有危害，危害，故除了微型直流電動機和航空直流電動機由于故除了微型直流電動機和航空直流電動機由于 較大較大可以直接啟動外可以直接啟動外，一般直流電動機都一般直流

15、電動機都不允許直接啟動不允許直接啟動。aRstI第三章第三章如何限制如何限制 : (1) : (1) 降低電樞電壓；降低電樞電壓；(2) (2) 電樞回路串電阻。電樞回路串電阻。3.3.1 3.3.1 降壓啟動降壓啟動aNstaLRIURI2以保證有足夠大的啟以保證有足夠大的啟動轉(zhuǎn)矩和啟動電流不動轉(zhuǎn)矩和啟動電流不太大，即太大，即NstII2降壓啟動機械特性降壓啟動機械特性特點特點：啟動平穩(wěn)，能量損耗少：啟動平穩(wěn)，能量損耗少實現(xiàn)方法實現(xiàn)方法: (1)(1)采用采用發(fā)電機電動機組發(fā)電機電動機組；(2)(2)采用整流裝置采用整流裝置。stI第三章第三章3.3.2 3.3.2 電樞回路串電阻啟動電樞回

16、路串電阻啟動 電動機電樞回路串啟動電阻時，啟動電流為電動機電樞回路串啟動電阻時，啟動電流為：staNstRRUI1.分級啟動過程分級啟動過程分級啟動：保證整個啟動過程中都能限制啟動電流，且分級啟動：保證整個啟動過程中都能限制啟動電流，且使使 。LTT 在啟動過程中，逐段切除啟動電阻，啟動完成后，電在啟動過程中，逐段切除啟動電阻，啟動完成后，電阻全部切除阻全部切除 。第三章第三章他勵直流電動機三級啟動他勵直流電動機三級啟動接線圖接線圖及及機械特性機械特性優(yōu)點優(yōu)點：操作簡單、可靠；：操作簡單、可靠；缺點缺點：啟動電阻要消耗大量電能，效率較低。：啟動電阻要消耗大量電能，效率較低。第三章第三章2.2.

17、分級啟動電阻的計算分級啟動電阻的計算要點要點：取好：取好 和和 ，計算出起動電流比，計算出起動電流比通常取通常?。?， 或或1T2T各級各級總電阻總電阻計算公式為計算公式為 ammmammmaaRRRRRRRRRRR11212121) 1(11)()2(221) 1(1212211) 1() 1()() 1(mstammmmstmstammmmststastaastRRRRRRRRRRRRRRRRRRR各各分段電阻分段電阻計算公式為計算公式為NTT21NTT)2 . 11 . 1 (2LTT)5 . 12 . 1 (2第三章第三章mamRR /計算時的計算時的具體方法具體方法如下如下：(1)(

18、1)啟動級數(shù)啟動級數(shù)m m未定未定: : 首先選擇首先選擇 ( (或或 ) )，初定，初定 ( (或或 ) )，由由 計算計算 ，由由 初定啟動電流比初定啟動電流比 ，根據(jù)，根據(jù) 求出啟動級數(shù)求出啟動級數(shù)m m，并將其修正為相近的整數(shù)，并將其修正為相近的整數(shù)。再根據(jù)再根據(jù)m m值和值和 計算出新的計算出新的 值值，然后即可利用前面的然后即可利用前面的公式計算出各級電阻公式計算出各級電阻。(2)(2)啟動級數(shù)啟動級數(shù)m m已定已定：選擇：選擇 ( (或或 ) )，由，由 計算計算 ，由，由 求出求出 ，然后即可利用前面的公式計算出各級電阻，然后即可利用前面的公式計算出各級電阻。 在計算得出在計算

19、得出 值后值后，可由可由 校驗切換電流校驗切換電流 ，如如果過小應(yīng)適當(dāng)增大起動級數(shù)，反之則應(yīng)適當(dāng)減少起動級數(shù)。果過小應(yīng)適當(dāng)增大起動級數(shù)，反之則應(yīng)適當(dāng)減少起動級數(shù)。1T1I2T2I1/ IURmmR21/ IIlg/ )/lg(amRRm mamRR /21/ II2I1I1/ IURmmR1T第三章第三章例例3-23-2 一臺他勵直流電動機的額定數(shù)據(jù)為一臺他勵直流電動機的額定數(shù)據(jù)為： ， , ,現(xiàn)拖動恒轉(zhuǎn)矩負載現(xiàn)拖動恒轉(zhuǎn)矩負載 , ,求求：采用電樞串電阻啟動，問需要串入多大的啟動電阻采用電樞串電阻啟動，問需要串入多大的啟動電阻？采用電樞串三級電阻啟動，問各分段電阻為多少？采用電樞串三級電阻啟動

20、，問各分段電阻為多少？NLTT8 . 0KWPRNa5 . 7,48. 0min/1500,40,220rnAIVUNNN解解： 啟動電流啟動電流80402248. 0220NststaNstIRRRUI)(27. 248. 080220stR第三章第三章 取取 )(8040221AIIN3m，由由 得得)(75. 28022013IURN79. 148. 075. 2333aRR)(7 .4479. 18012AII)(32408 . 08 . 0AIINL)(4 .38322 . 12 . 1)(7 .442AIAIL)(215. 148. 0) 179. 1 (79. 1) 1()(87

21、9. 048. 0) 179. 1 (79. 1) 1()(379. 048. 0) 179. 1 () 1(22321astastastRRRRRR各級啟動電阻為各級啟動電阻為：第三章第三章3.4 3.4 他勵直流電動機的調(diào)速他勵直流電動機的調(diào)速調(diào)速的調(diào)速的原因原因：使生產(chǎn)機械以最合理的速度進行工作，從而提：使生產(chǎn)機械以最合理的速度進行工作，從而提 高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。 調(diào)速的調(diào)速的實現(xiàn)實現(xiàn)：機械方法、電氣方法和機械電氣方法：機械方法、電氣方法和機械電氣方法 。本節(jié)只討論電氣調(diào)速方法本節(jié)只討論電氣調(diào)速方法。3.4.13.4.1 調(diào)速方法調(diào)速方法TCCRRCUnTec

22、ae2調(diào)速方法有調(diào)速方法有三種三種：(1)(1)改變端電壓；改變端電壓；(2)(2)改變電樞回路所串改變電樞回路所串電阻；電阻；(3)(3)改變勵磁磁通改變勵磁磁通。 第三章第三章1.1.降低端電壓調(diào)速降低端電壓調(diào)速TCCRCUnNTeaNe2降壓調(diào)速的機械特性降壓調(diào)速的機械特性特點特點：(1)(1)對恒轉(zhuǎn)矩負載，電動機對恒轉(zhuǎn)矩負載，電動機運行在不同轉(zhuǎn)速上時，運行在不同轉(zhuǎn)速上時，電樞電流電樞電流 不變不變；(2)(2)調(diào)速的穩(wěn)定性較好調(diào)速的穩(wěn)定性較好；(3)(3)可實現(xiàn)無級調(diào)速可實現(xiàn)無級調(diào)速；(4)(4)只能是基速向下調(diào)只能是基速向下調(diào)。 aI第三章第三章2.2.電樞回路串電阻調(diào)速電樞回路串電

23、阻調(diào)速TCCRRCUnNTecaNeN2串電阻調(diào)速機械特性串電阻調(diào)速機械特性特點：特點：(1)(1)對恒轉(zhuǎn)矩負載，電動機對恒轉(zhuǎn)矩負載，電動機運行在不同轉(zhuǎn)速上時，運行在不同轉(zhuǎn)速上時，電樞電流電樞電流 不變不變；(2)調(diào)速的穩(wěn)定性較差；調(diào)速的穩(wěn)定性較差；(3)調(diào)速過程能量損耗大；調(diào)速過程能量損耗大；(4)只能實現(xiàn)有級調(diào)速；只能實現(xiàn)有級調(diào)速；(5)只能是基速向下調(diào)只能是基速向下調(diào)。aI第三章第三章3.3.弱磁調(diào)速弱磁調(diào)速TCCRCUnTeaeN2特點特點：(1)(1)對恒功率負載，電動機對恒功率負載，電動機運行在不同轉(zhuǎn)速上時，電樞運行在不同轉(zhuǎn)速上時，電樞電流電流 不變；不變；(2)(2)可實現(xiàn)無級調(diào)

24、速；可實現(xiàn)無級調(diào)速；(3)(3)只能實現(xiàn)基速向上調(diào)。只能實現(xiàn)基速向上調(diào)。aI弱磁調(diào)速機械特性弱磁調(diào)速機械特性實際中實際中，他勵直流電動機的調(diào)速常采用降低端電壓向下調(diào)速與，他勵直流電動機的調(diào)速常采用降低端電壓向下調(diào)速與減弱磁通向上調(diào)速相結(jié)合的調(diào)速方法減弱磁通向上調(diào)速相結(jié)合的調(diào)速方法。 第三章第三章調(diào)壓調(diào)速是工程調(diào)速的主要方式，需要有專門的連續(xù)的，調(diào)壓調(diào)速是工程調(diào)速的主要方式，需要有專門的連續(xù)的，可調(diào)直流電源供電?？烧{(diào)直流電源供電。（1）旋轉(zhuǎn)變流機組系統(tǒng)）旋轉(zhuǎn)變流機組系統(tǒng) 發(fā)電機發(fā)電機電動機系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)直流發(fā)電機磁通，電動機系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)直流發(fā)電機磁通， 改變電動機電壓。改變電動機電壓。（2）晶

25、閘管脈沖相位控制系統(tǒng)）晶閘管脈沖相位控制系統(tǒng) 晶閘管晶閘管電動機系統(tǒng)，通過改變給定電壓，電動機系統(tǒng)，通過改變給定電壓， 改變晶閘管整流裝置的觸發(fā)脈沖相位，改變晶閘管整流裝置的觸發(fā)脈沖相位， 從而改變晶閘管整流器輸出電壓平均值。從而改變晶閘管整流器輸出電壓平均值。（3）直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)（）直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)（Pulse Width Modulation) 通過改變脈沖寬度，對直流電源進行調(diào)制，通過改變脈沖寬度，對直流電源進行調(diào)制， 從而改變輸出電壓平均值。從而改變輸出電壓平均值。第三章第三章轉(zhuǎn)速負反饋晶閘管轉(zhuǎn)速負反饋晶閘管調(diào)速系統(tǒng)組成及電路調(diào)速系統(tǒng)組成及電路第三章第三章脈寬調(diào)制系統(tǒng)原理及專用控制器

26、脈寬調(diào)制系統(tǒng)原理及專用控制器第三章第三章例例3-33-3 一臺他勵直流電動機，額定數(shù)據(jù)為：一臺他勵直流電動機，額定數(shù)據(jù)為： ， 。現(xiàn)拖動額定負載運?，F(xiàn)拖動額定負載運行，求行，求(1)(1)采用電樞串電阻調(diào)速，使電動機轉(zhuǎn)速降為采用電樞串電阻調(diào)速，使電動機轉(zhuǎn)速降為1000r/min1000r/min，串入，串入的電阻應(yīng)為多大？的電阻應(yīng)為多大？(2)(2)采用降低端電壓調(diào)速，使電動機轉(zhuǎn)速降為采用降低端電壓調(diào)速，使電動機轉(zhuǎn)速降為1000r/min1000r/min，電源，電源電壓應(yīng)降為多少？電壓應(yīng)降為多少？(3)(3)上述兩種調(diào)速情況下，電動機輸入功率和輸出功率各為多上述兩種調(diào)速情況下，電動機輸入功率

27、和輸出功率各為多少少( (輸入功率不計勵磁回路的功率輸入功率不計勵磁回路的功率) )？VUKWPNN220,13min/1500,225. 0,5 .68rnRAINaN解解：(1) 電樞串電阻值的計算電樞串電阻值的計算1364. 01500225. 05 .68220NaNNNenRIUC第三章第三章10001364. 05 .68)225. 0(220)(2cNeacaNNTecaNeNRCIRRUTCCRRCUn)(995. 0cR(2) (2) 降低端電壓數(shù)值的計算降低端電壓數(shù)值的計算10001364. 05 .68225. 02UCIRUTCCRCUnNeaaNTeaNe)(8 .1

28、51VU (3) (3) 電動機降速后輸入功率和輸出功率的計算電動機降速后輸入功率和輸出功率的計算)(77.82150013955095502mNnPTNN第三章第三章)(66. 8100060277.82602222KWnTTP電樞串電阻降速時的輸入功率為電樞串電阻降速時的輸入功率為)(07.155 .682201KWIUPNN降低端電壓降速時的輸入功率為降低端電壓降速時的輸入功率為)(398.105 .688 .15111KWIUPN第三章第三章例例3-43-4 例題例題3-33-3中的他勵直流電動機，忽略空載轉(zhuǎn)矩，采用弱中的他勵直流電動機，忽略空載轉(zhuǎn)矩，采用弱磁升速磁升速。若要求負載轉(zhuǎn)矩

29、若要求負載轉(zhuǎn)矩 ，轉(zhuǎn)速升到轉(zhuǎn)速升到 ，此時磁通應(yīng)降為額定值的多少倍此時磁通應(yīng)降為額定值的多少倍？NLTT6 . 0min/2000rn VUfN220110fR若已知電動機的磁化曲線如圖所示，若已知電動機的磁化曲線如圖所示，且勵磁繞組額定電壓且勵磁繞組額定電壓 ，勵磁勵磁繞組電阻繞組電阻 ，在在的情況下，的情況下，勵磁回路應(yīng)串入多大電阻？勵磁回路應(yīng)串入多大電阻？要不使電樞電流超過額定電流，在按要不使電樞電流超過額定電流，在按題題要求減弱磁通后不變的情況下要求減弱磁通后不變的情況下，該該電動機所能輸出的最大轉(zhuǎn)矩為多少？電動機所能輸出的最大轉(zhuǎn)矩為多少？電機磁化特性曲線電機磁化特性曲線第三章第三章解

30、解： ，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 時磁通的計算時磁通的計算NLTT6 . 0min/2000rn )(23.895 .681364. 055. 955. 9mNICTNNeN200023.896 . 0)(55. 9225. 022022eeTeaeNCCTCCRCUn1039. 0eC解得解得 或或 0061. 0eC（舍去）（舍去）762. 01364. 01039. 0NeeNCC磁通減少到額定磁通的倍數(shù)為磁通減少到額定磁通的倍數(shù)為第三章第三章 在在情況下，勵磁回路串入電阻值的計算情況下，勵磁回路串入電阻值的計算從圖中磁化曲線查到從圖中磁化曲線查到 時，勵磁電流為時，勵磁電流為 N762. 0AIf2

31、. 1)(33.731102 . 1220fffRIUR 在磁通減少的情況下，不使在磁通減少的情況下，不使 超過超過 ，電動機可能，電動機可能輸出的最大轉(zhuǎn)矩為輸出的最大轉(zhuǎn)矩為aINI)(97.675 .681039. 055. 955. 92mNICTNe勵磁回路所串電阻為勵磁回路所串電阻為第三章第三章3.4.2 3.4.2 調(diào)速性能指標(biāo)調(diào)速性能指標(biāo)1.1.調(diào)速范圍調(diào)速范圍：指電動機在額定負載轉(zhuǎn)矩下調(diào)速時，最高轉(zhuǎn)：指電動機在額定負載轉(zhuǎn)矩下調(diào)速時，最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比速與最低轉(zhuǎn)速之比 。minmax/nnD 2.2.靜差率靜差率：指電動機在一條機械特性上運行時，由理想空：指電動機在一條機械特性

32、上運行時，由理想空載到額定負載時轉(zhuǎn)速的變化率載到額定負載時轉(zhuǎn)速的變化率 。%100%100000nnnnn上式中上式中 為低速靜差率。一般調(diào)速范圍為低速靜差率。一般調(diào)速范圍D D越大越好，靜差越大越好，靜差率率 越小越好越小越好。 調(diào)速范圍與靜差率之間的調(diào)速范圍與靜差率之間的關(guān)系關(guān)系)1 ()1 ()1 (maxmax00max0maxminmaxNNNNnnnnnnnnnnnnnD第三章第三章機械特性與調(diào)速指標(biāo)的關(guān)系機械特性與調(diào)速指標(biāo)的關(guān)系 調(diào)速范圍與靜調(diào)速范圍與靜差率的差率的分析分析第三章第三章3.3.調(diào)速的平滑性調(diào)速的平滑性1iinn4.4.調(diào)速的經(jīng)濟性調(diào)速的經(jīng)濟性 取決于調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)備

33、初投資、調(diào)速時電能的損耗及運行取決于調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)備初投資、調(diào)速時電能的損耗及運行時的維修費用等時的維修費用等。 選擇選擇調(diào)速方法時，應(yīng)在滿足調(diào)速范圍調(diào)速方法時，應(yīng)在滿足調(diào)速范圍D D、靜差率及調(diào)速平、靜差率及調(diào)速平滑性要求的基礎(chǔ)上，力求設(shè)備投資少，電能損耗小，維護簡單滑性要求的基礎(chǔ)上，力求設(shè)備投資少，電能損耗小，維護簡單方便。方便。第三章第三章例例3-53-5 某他勵直流電動機有關(guān)數(shù)據(jù)為某他勵直流電動機有關(guān)數(shù)據(jù)為： , , , , , , , 。求求：靜差率靜差率 ，電樞串電阻調(diào)速時的調(diào)速范圍，電樞串電阻調(diào)速時的調(diào)速范圍；靜差率靜差率 ，降低電源電壓調(diào)速時的調(diào)速范圍，降低電源電壓調(diào)速時的調(diào)速范

34、圍；生產(chǎn)機械要求調(diào)速范圍生產(chǎn)機械要求調(diào)速范圍 且低速靜差率且低速靜差率 ，應(yīng)采用什么調(diào)速方法應(yīng)采用什么調(diào)速方法。 KWPN22VUN220AIN1151 . 0aRmin/1500rnN%30%103D%20解解：靜差率靜差率 ，電樞串電阻調(diào)速時的調(diào)速范圍的計算，電樞串電阻調(diào)速時的調(diào)速范圍的計算 %30139. 015001 . 0115220NaNNNenRIUCmin)/(73.1582139. 02200rCUnNeN第三章第三章0min0nnn min)/(91.110773.1582%)301 (00minrnnn35. 191.11071500minnnDN靜差率靜差率 ，降壓調(diào)速

35、時的調(diào)速范圍的計算，降壓調(diào)速時的調(diào)速范圍的計算%10min)/(73.82150073.15820rnnnNN最低轉(zhuǎn)速對應(yīng)機械特性的理想空載轉(zhuǎn)速最低轉(zhuǎn)速對應(yīng)機械特性的理想空載轉(zhuǎn)速min)/( 3 .8271 . 073.820rnnN第三章第三章min)/(57.74473.823 .8270minrnnnN01. 257.7441500minmaxnnD要求要求 ， ，時調(diào)速方法的選擇計算，時調(diào)速方法的選擇計算3D%20min)/(1500maxrnnNmin)/(50031500maxminrDnn采用串電阻調(diào)速，則低速靜差率為采用串電阻調(diào)速，則低速靜差率為%20%4 .6873.1582

36、50073.15820min0nnn不滿足不滿足要求要求第三章第三章采用降壓調(diào)速，則低速特性的理想空載轉(zhuǎn)速為采用降壓調(diào)速，則低速特性的理想空載轉(zhuǎn)速為min)/(73.582)150073.1582(500min0rnnnN%20%2 .1473.58250073.5820min0nnn滿足要求，故應(yīng)采用降壓調(diào)速的方法滿足要求，故應(yīng)采用降壓調(diào)速的方法。低速靜差率為低速靜差率為第三章第三章3.4.3 3.4.3 調(diào)速方式與負載性質(zhì)的配合調(diào)速方式與負載性質(zhì)的配合 1.1.調(diào)速方式調(diào)速方式 如何既能使電動機安全可靠地運行，電樞電流不超過額如何既能使電動機安全可靠地運行，電樞電流不超過額定電流，又能使電

37、動機得到充分利用定電流，又能使電動機得到充分利用？ (1) (1) 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式 指在某種調(diào)速方法中保持指在某種調(diào)速方法中保持 不變不變，如果電動機電如果電動機電磁轉(zhuǎn)矩磁轉(zhuǎn)矩 恒定不變恒定不變，則稱這種調(diào)速方式為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式，則稱這種調(diào)速方式為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式。 典型例子：他勵直流電動機的典型例子：他勵直流電動機的降壓調(diào)速降壓調(diào)速和電樞回路和電樞回路串電串電阻調(diào)速阻調(diào)速 。 特點特點：電動機容許輸出的功率與轉(zhuǎn)速成正比，即：電動機容許輸出的功率與轉(zhuǎn)速成正比，即 nP NaIIT第三章第三章(2) (2) 恒功率調(diào)速方式恒功率調(diào)速方式 指在某種調(diào)速方法中保持指在某種調(diào)速方法中保持

38、不變不變，如果電動機電磁功率，如果電動機電磁功率 恒定恒定不變不變，則稱這種調(diào)速方式為恒功率調(diào)，則稱這種調(diào)速方式為恒功率調(diào)速方式速方式。 典型例子：他勵直流電動機的典型例子：他勵直流電動機的弱弱磁調(diào)速磁調(diào)速。 特點特點：電動機容許輸出的轉(zhuǎn)矩與：電動機容許輸出的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速近似成反比，即轉(zhuǎn)速近似成反比，即 NaIIMPnT1他勵電動機調(diào)速時容許輸出的他勵電動機調(diào)速時容許輸出的轉(zhuǎn)矩與功率轉(zhuǎn)矩與功率 右圖左邊右圖左邊為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速區(qū)為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速區(qū)，右邊，右邊為恒功率調(diào)速區(qū)為恒功率調(diào)速區(qū)第三章第三章 2.2.調(diào)速方式與負載性質(zhì)的匹配調(diào)速方式與負載性質(zhì)的匹配 電動機采用恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式時，如果拖動恒轉(zhuǎn)矩負載運

39、電動機采用恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式時，如果拖動恒轉(zhuǎn)矩負載運行，并且使電動機額定轉(zhuǎn)矩與負載轉(zhuǎn)矩相等，則不論運行在行，并且使電動機額定轉(zhuǎn)矩與負載轉(zhuǎn)矩相等，則不論運行在什么轉(zhuǎn)速下，電動機的電樞電流什么轉(zhuǎn)速下，電動機的電樞電流始終等于始終等于 ，電動機得到，電動機得到了充分利用，即恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式與恒轉(zhuǎn)矩負載性質(zhì)匹配了充分利用，即恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式與恒轉(zhuǎn)矩負載性質(zhì)匹配。 電動機采用恒功率調(diào)速方式時，如果拖動恒功率負載運電動機采用恒功率調(diào)速方式時，如果拖動恒功率負載運行，并且使電動機電磁功率行，并且使電動機電磁功率 不變，則不論運行在不變，則不論運行在什么轉(zhuǎn)速下，電動機的電樞電流什么轉(zhuǎn)速下，電動機的電樞電流始終等于始終

40、等于 ，電動機得到，電動機得到了充分利用，即恒功率調(diào)速方式與恒功率負載性質(zhì)匹配了充分利用，即恒功率調(diào)速方式與恒功率負載性質(zhì)匹配。結(jié)論結(jié)論：恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式與恒轉(zhuǎn)矩負載性質(zhì)匹配；：恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式與恒轉(zhuǎn)矩負載性質(zhì)匹配； 恒功率調(diào)速方式與恒功率負載性質(zhì)匹配恒功率調(diào)速方式與恒功率負載性質(zhì)匹配。NINNMTPNI第三章第三章(1) (1) 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式與恒功率負載恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式與恒功率負載恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式與恒功率恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式與恒功率負載的配合負載的配合 常數(shù)95509550minmaxnTnTPbaL若采用降壓調(diào)速，則應(yīng)選擇若采用降壓調(diào)速，則應(yīng)選擇bNTTmaxnnN電動機的額定功率電動機的額定功率DP

41、nnnTnTnTPLbbNNNminmaxminmax955095509550結(jié)論結(jié)論：恒功率負載若與恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方：恒功率負載若與恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式配合，則電動機的額定功率為所拖式配合，則電動機的額定功率為所拖動負載功率的動負載功率的D D倍倍。 第三章第三章(2) (2) 恒功率調(diào)速方式與恒轉(zhuǎn)矩負載恒功率調(diào)速方式與恒轉(zhuǎn)矩負載常數(shù)LT若采用弱磁調(diào)速，則應(yīng)選擇若采用弱磁調(diào)速，則應(yīng)選擇minnnN(保證保證TTL)9550maxnTPLN結(jié)論結(jié)論：當(dāng)：當(dāng) 時，電動機時，電動機容許輸出的轉(zhuǎn)矩及功率均比負載容許輸出的轉(zhuǎn)矩及功率均比負載實際需要的大實際需要的大。 maxnn 恒功率調(diào)速方式與恒轉(zhuǎn)矩負載恒功率

42、調(diào)速方式與恒轉(zhuǎn)矩負載的配合的配合在在n=nmin時時DPnnnTnTnTPLLLbmin.minmaxminmaxmin955095509550電機第三章第三章 對于風(fēng)機、泵類負載，既非恒轉(zhuǎn)矩類型，也非恒功率類對于風(fēng)機、泵類負載，既非恒轉(zhuǎn)矩類型，也非恒功率類型，采用型，采用恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式浪費要小一點方式浪費要小一點。兩點結(jié)論兩點結(jié)論： 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式與恒功率調(diào)速方式只是用來表征電動機采恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式與恒功率調(diào)速方式只是用來表征電動機采用某種調(diào)速方法時的用某種調(diào)速方法時的負載能力負載能力，并不是指電動機拖動的，并不是指電動機拖動的實際實際負載負載。 電動機的調(diào)速方式與其拖動的實際負載匹

43、配時，電動機才電動機的調(diào)速方式與其拖動的實際負載匹配時，電動機才可以得到充分利用。從可以得到充分利用。從理論理論上講，匹配時，可以讓電動機的上講，匹配時，可以讓電動機的額定轉(zhuǎn)矩或額定功率與負載實際轉(zhuǎn)矩或功率相等；但額定轉(zhuǎn)矩或額定功率與負載實際轉(zhuǎn)矩或功率相等；但實際實際上，上，由于電動機容量分為若干等級，有時電樞電流只能由于電動機容量分為若干等級，有時電樞電流只能盡量接近盡量接近額定電流而不能相等額定電流而不能相等。 第三章第三章例例3-63-6 某生產(chǎn)機械采用他勵直流電動機作原動機，采用弱磁調(diào)某生產(chǎn)機械采用他勵直流電動機作原動機，采用弱磁調(diào)速方法進行調(diào)速。電動機的有關(guān)參數(shù)為速方法進行調(diào)速。電動

44、機的有關(guān)參數(shù)為： 。求求若電動機拖動額定恒轉(zhuǎn)矩負載，當(dāng)弱磁至若電動機拖動額定恒轉(zhuǎn)矩負載，當(dāng)弱磁至 時時，電電動機的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速和電樞電流為多少？能否長期運行？為什么？動機的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速和電樞電流為多少？能否長期運行？為什么？若電動機拖動額定恒功率負載，當(dāng)弱磁至若電動機拖動額定恒功率負載，當(dāng)弱磁至 時，電時，電動機的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速和電樞電流為多少？能否長期運行？為什么？動機的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速和電樞電流為多少？能否長期運行？為什么？VUKWPNN220,5 .18min/500min,/1500,18. 0,103maxrnrnRAINaN3/N3/N解解： 拖動額定恒轉(zhuǎn)矩負載，拖動額定恒轉(zhuǎn)矩負載， 時時 和和 的計算

45、的計算3/NnaI)min/(403. 050018. 01032201rVnRIUCNaNNNe第三章第三章aTNNTNLICICTT)(309103333/AIIIINNNNNNamin)/(12253/403. 018. 0309220rCRIUneaaN可知，電樞電流遠大于額定電流可知，電樞電流遠大于額定電流, , 會造成電動機不能換向會造成電動機不能換向及繞組過熱燒壞的結(jié)果，故不能長期運行及繞組過熱燒壞的結(jié)果，故不能長期運行。 拖動額定恒功率負載，拖動額定恒功率負載， 時時 和和 的計算的計算 恒功率負載采用弱磁調(diào)速時，恒功率負載采用弱磁調(diào)速時， 不變不變( (說明）說明）。3/Nn

46、aINaII第三章第三章min)/(150050033rnnnNNN)(103 AIINa可知，由于電樞電流等于額定電流可知，由于電樞電流等于額定電流, ,電動機換向不受影響，電動機換向不受影響，電動機的溫升等均在允許范圍內(nèi)，故能夠長期運行。電動機的溫升等均在允許范圍內(nèi)，故能夠長期運行。 nCnCEeNNeaaaaRIUE對于對于具體的負載具體的負載，可選擇合適的調(diào)速方法使電動機電樞，可選擇合適的調(diào)速方法使電動機電樞電流電流 等于或接近等于或接近 ，達到匹配，達到匹配。 aINI第三章第三章3.5 3.5 他勵直流電動機的制動他勵直流電動機的制動3.5.1 3.5.1 電動運行與制動運行電動運

47、行與制動運行 電動運行時，電動機的電電動運行時，電動機的電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速方向磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速方向相同相同，為拖，為拖動轉(zhuǎn)矩，電動機從電源動轉(zhuǎn)矩，電動機從電源吸收吸收電電功率，向負載功率，向負載傳遞傳遞機械功率。機械功率。特征特征： ， ，0T0n0T0n他勵直流電動機的電動他勵直流電動機的電動運行狀態(tài)運行狀態(tài) 第三章第三章制動制動目的目的：使電力拖動系統(tǒng)減速或停車，或使位能性負載獲：使電力拖動系統(tǒng)減速或停車，或使位能性負載獲得穩(wěn)定的下放速度得穩(wěn)定的下放速度。 制動制動方式方式：機械制動，電氣制動：機械制動，電氣制動。電氣制動的電氣制動的特征特征：電動機的電磁轉(zhuǎn)矩：電動機的電磁轉(zhuǎn)矩 與轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速 反向

48、而成反向而成為制動轉(zhuǎn)矩，即為制動轉(zhuǎn)矩，即 ， 或或 ， 電動機在電動機在制動運行制動運行時，時，既既可使電力拖動系統(tǒng)減速或停車，可使電力拖動系統(tǒng)減速或停車，又又可使位能性負載獲得穩(wěn)定的下放速度可使位能性負載獲得穩(wěn)定的下放速度。 電氣制動的電氣制動的方法方法： (1)(1)能耗制動；能耗制動；(2)(2)反接制動；反接制動；(3)(3)回饋制動。回饋制動。 Tn0T0n0T0n第三章第三章3.5.2 3.5.2 能耗制動能耗制動能能耗制動分為耗制動分為兩種兩種：(1)(1)能耗制動過程，；能耗制動過程，；(2)(2)能耗制動運行。能耗制動運行。下圖下圖為能耗制動原理圖為能耗制動原理圖。能耗制動原

49、理圖能耗制動原理圖能耗制動的機械特性方程能耗制動的機械特性方程TCCRRnTea2第三章第三章1.1. 能耗制動過程分析能耗制動過程分析2.2. 能耗制動運行分析能耗制動運行分析能耗制動過程能耗制動過程能耗制動運行能耗制動運行dtdnGDTTL3752第三章第三章能耗制動過程與能耗制動運行能耗制動過程與能耗制動運行第三章第三章3. 3. 能耗制動的功率關(guān)系能耗制動的功率關(guān)系000021PPnTPUM反向與能耗制動負載向電動機負載向電動機輸入了機械功率輸入了機械功率 機械功率來源機械功率來源：能耗制動過程中，機械功率來源于系統(tǒng)：能耗制動過程中，機械功率來源于系統(tǒng)轉(zhuǎn)速從高到低制動時所釋放出來的轉(zhuǎn)速

50、從高到低制動時所釋放出來的動能動能；在能耗制動運；在能耗制動運行中，機械功率來源于位能性負載減少的行中，機械功率來源于位能性負載減少的位能位能。機械功率去處機械功率去處：扣除空載損耗，其余的通過電磁作用轉(zhuǎn)：扣除空載損耗，其余的通過電磁作用轉(zhuǎn)變成電功率，消耗在電樞回路總電阻上變成電功率，消耗在電樞回路總電阻上。 第三章第三章4. 能耗制動電阻的計算能耗制動電阻的計算能耗制動中，起始制動轉(zhuǎn)矩的大小與外串制動電阻的大能耗制動中，起始制動轉(zhuǎn)矩的大小與外串制動電阻的大小有關(guān)小有關(guān) 。aaaRIERmaxminmaxaI能耗制動電阻能耗制動電阻最小值最小值 最大最大制動電流制動電流 能耗制動能耗制動開始瞬

51、間開始瞬間的電樞感應(yīng)電動勢的電樞感應(yīng)電動勢 aE第三章第三章例例3-73-7 一臺他勵電動機的銘牌數(shù)據(jù)為：一臺他勵電動機的銘牌數(shù)據(jù)為： ， 。用這臺電動機拖動。用這臺電動機拖動提升機構(gòu)。試求提升機構(gòu)。試求：電動機原先運行在額定狀態(tài)，現(xiàn)進行能耗制動，若容許最大電動機原先運行在額定狀態(tài)，現(xiàn)進行能耗制動，若容許最大制動電流不超過制動電流不超過 ，電樞電路中應(yīng)串接多大的電阻，電樞電路中應(yīng)串接多大的電阻。電動機帶位能性負載電動機帶位能性負載 ，要求以，要求以 的穩(wěn)速的穩(wěn)速下放重物，采用能耗制動，電樞電路中應(yīng)串接多大的電阻下放重物，采用能耗制動，電樞電路中應(yīng)串接多大的電阻。NI2min/800r2/NLT

52、TVUKWPNN220,22min/1500,174. 0,116rnRAINaN解解：電樞回路串接電阻的計算電樞回路串接電阻的計算)min./(133. 01500174. 01162201rVnRIUCNaNNNe第三章第三章)(8 .199174. 0116220VRIUEaNNaN)(687. 0174. 011628 .1992aNaNRIER以穩(wěn)速下放重物時電樞回路串接電阻的計算以穩(wěn)速下放重物時電樞回路串接電阻的計算LNeaICRRn根據(jù)已知條件有根據(jù)已知條件有2116133. 0174. 0800R)(656. 1R第三章第三章3.5.3 3.5.3 反接制動反接制動反接制動有反

53、接制動有兩種兩種：(1) (1) 電樞電源反接的反接制動；電樞電源反接的反接制動；(2) (2) 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速反向的反接制動反向的反接制動。 1 1電樞電源反接電樞電源反接的反接制動的反接制動 控制電路原理控制電路原理圖如圖如右圖右圖。機械特性方程式機械特性方程式TCCRRCUnTeae2電源反接的反接制動原理圖電源反接的反接制動原理圖第三章第三章(1) (1) 反接制動過程分析反接制動過程分析A A點點：T0，n0B B點點：Ea0，Ia0， T0;C C點點：T0，n=0，制動過程結(jié)束制動過程結(jié)束。第三章第三章(2) (2) 功率關(guān)系功率關(guān)系0000021PPnTPIUMa反向與反接制動電源向

54、電動機輸入電電源向電動機輸入電功率，負載向電動機功率，負載向電動機輸入機械功率輸入機械功率。機械功率的機械功率的來源來源：系統(tǒng)轉(zhuǎn)速從高到低制動時所釋放出來的動：系統(tǒng)轉(zhuǎn)速從高到低制動時所釋放出來的動能；扣除空載損耗能；扣除空載損耗 ，其余的通過電磁作用轉(zhuǎn)變成電功率，其余的通過電磁作用轉(zhuǎn)變成電功率。 0p功率的功率的去處去處：從電源輸入的電功率和由機械功率轉(zhuǎn)變成的：從電源輸入的電功率和由機械功率轉(zhuǎn)變成的電功率，都消耗在電樞回路總電阻上電功率，都消耗在電樞回路總電阻上。 (3) (3) 制動電阻的計算制動電阻的計算aaaRIEURmaxmin 最小制動電阻值最小制動電阻值 最大制動電流值最大制動電流

55、值minRmaxaI第三章第三章(4) (4) 反向電動運行反向電動運行C C點點：T0T0，n0；B B點點：T0，n0， 但但 ， 電動機沿曲線電動機沿曲線2 2減速，到減速，到C C點：雖然點：雖然 n=0n=0，但仍，但仍 有有 ，電動機繼續(xù)沿曲線電動機繼續(xù)沿曲線2 2減速，減速，到到D D點點： ，穩(wěn)定穩(wěn)定下放重物下放重物。LTT LTT LTT 第三章第三章(2) (2) 功率關(guān)系功率關(guān)系0000021PPnTPIUMa反向與轉(zhuǎn)速反向電源向電動機輸入電功率，電源向電動機輸入電功率，負載向電動機輸入機械功負載向電動機輸入機械功率率。機械功率的機械功率的來源來源：位能性負載減少的位能；

56、扣除空載損：位能性負載減少的位能；扣除空載損耗耗 ，其余的通過電磁作用轉(zhuǎn)變成電功率，其余的通過電磁作用轉(zhuǎn)變成電功率。功率的功率的去處去處：從電源輸入的電功率和由機械功率轉(zhuǎn)變成的：從電源輸入的電功率和由機械功率轉(zhuǎn)變成的電功率，都消耗在電樞回路總電阻上電功率，都消耗在電樞回路總電阻上。(3) (3) 制動電阻的計算制動電阻的計算對于某給定的下放速度對于某給定的下放速度 ，所串電阻值為，所串電阻值為aLaDRIEURDnDeaDnCE第三章第三章3.5.4 3.5.4 回饋制動回饋制動特征特征：T T與與n n反向，且轉(zhuǎn)速高于理想空載轉(zhuǎn)速反向，且轉(zhuǎn)速高于理想空載轉(zhuǎn)速 ，即，即 電機處于發(fā)電狀態(tài)，將機

57、械能變成電能回饋給電網(wǎng)電機處于發(fā)電狀態(tài)，將機械能變成電能回饋給電網(wǎng) 。0nn 回饋制動回饋制動分為分為：正向回饋制動，反向回饋制動：正向回饋制動，反向回饋制動。1.1.正向回饋制動正向回饋制動 (1) (1) 正向回饋制動過程：降壓調(diào)速和增磁降速過程正向回饋制動過程：降壓調(diào)速和增磁降速過程第三章第三章(2) (2) 正向回饋制動運行：電車下坡正向回饋制動運行：電車下坡A A點點：T0，n0，下坡下坡，合成負載轉(zhuǎn)矩合成負載轉(zhuǎn)矩 ，在在 的作用下沿的作用下沿ABAB加加速，速，到到 ，T=0T=0時，電時，電動機只靠本身的負載轉(zhuǎn)矩加動機只靠本身的負載轉(zhuǎn)矩加速下坡，使速下坡，使 ， 使使 改變方向，

58、進入正改變方向，進入正向回饋制動運行，向回饋制動運行，到到B B點點， ，穩(wěn)定運行，穩(wěn)定運行。02LT2LTT 0nn 0nn UEaTIa,2LTT 第三章第三章(3) (3) 功率關(guān)系功率關(guān)系 與直流發(fā)動機相同，將機械功率轉(zhuǎn)變?yōu)殡姽β瘦敵?。區(qū)別：與直流發(fā)動機相同，將機械功率轉(zhuǎn)變?yōu)殡姽β瘦敵?。區(qū)別： 正向回饋制動的機械功率是系統(tǒng)從高速降為低速釋放出正向回饋制動的機械功率是系統(tǒng)從高速降為低速釋放出的動能或是系統(tǒng)減少的位能；的動能或是系統(tǒng)減少的位能； 電功率不是輸出給用電設(shè)備，而是回饋給直流電源。電功率不是輸出給用電設(shè)備，而是回饋給直流電源。2.2.反向回饋制動運行反向回饋制動運行實質(zhì)上為電源反

59、接的反接制動用于位能性負載的運行情況，實質(zhì)上為電源反接的反接制動用于位能性負載的運行情況，只有反向回饋制動運行只有反向回饋制動運行。第三章第三章反向回饋制動運行反向回饋制動運行分析分析A A點點：T0T0，n0n0，提升重物，提升重物，現(xiàn)電源反接，進行反接制動，現(xiàn)電源反接，進行反接制動，工作點從工作點從 。C C點點：T0T0T0，直到，直到D D點點： ，穩(wěn)定運行，穩(wěn)定運行。 CBA0nn0nnUEa0aILTT 功率關(guān)系功率關(guān)系與正向回饋制動運行是一致的與正向回饋制動運行是一致的。 第三章第三章例例3-83-8 一臺他勵直流電動機，有關(guān)參數(shù)一臺他勵直流電動機，有關(guān)參數(shù)： ， ，忽略空載轉(zhuǎn)矩

60、。要忽略空載轉(zhuǎn)矩。要求求 ，若運行于正向電動狀態(tài)時，若運行于正向電動狀態(tài)時， ，求，求： 負載為反抗性恒轉(zhuǎn)矩負載，采用反接制動停車，電樞回路負載為反抗性恒轉(zhuǎn)矩負載，采用反接制動停車，電樞回路應(yīng)串入的制動電阻最小值為多少應(yīng)串入的制動電阻最小值為多少？ 負載為位能性恒轉(zhuǎn)矩負載，傳動機構(gòu)轉(zhuǎn)矩損耗負載為位能性恒轉(zhuǎn)矩負載，傳動機構(gòu)轉(zhuǎn)矩損耗 ，要求電動機運行在要求電動機運行在 ，勻速下放重物，采用轉(zhuǎn)速反，勻速下放重物，采用轉(zhuǎn)速反向的反接制動，電樞回路應(yīng)串入的電阻值是多少？該電阻上的向的反接制動，電樞回路應(yīng)串入的電阻值是多少？該電阻上的功率損耗是多少功率損耗是多少？ 負載同題負載同題，采用反向回饋制動運行，