直流电机电机学上海工程技术大学(教学课件).ppt

建压 1 — 空载特性曲线； 2— 励磁回路的 伏安特性曲线； 励磁电阻线 3 — 临界电阻线 （空载特性直线段）； 建压临界电阻Rcr =Rf+Rfs。 （1）电机主磁路必须有剩磁； （2）励磁绕组并联到电枢绕组两端的极性正确，即励磁磁动势与剩磁磁场方向必须相同； （3）励磁回路总电阻必须小于建压临界电阻 自励建压条件 外特性 电压调整率?U比他励的大，约为20%～30% （因If 还随U下降而减小）。 负载电流有“拐弯”现象。 稳态短路电流Ik0＝Er/Ra并不很大，常小于IN（因Er数值很小）。 转速n＝nN，励磁回路总电阻不变时，U 与 I 的关系U＝f ( I ) 。 积复励:串、并励绕组的励磁磁动势方向相同。 差复励:串、并励绕组的励磁磁动势方向相反。 复励发电机通常采用积复励 并励磁动势为主，空载时能达到额定电压。 串励磁动势主要补偿负载时电枢反应的去磁作用和电枢电路的电阻压降。 4. 复励发电机的外特性 按照串励绕组磁动势补偿作用的强弱，可分为三类： 平复励 过复励 欠复励 3.7 直流电动机的运行特性 并励电动机的负载运行 并励电动机的运行特性 工作特性（重点掌握转速特性） 机械特性 串励电动机的运行特性 工作特性 机械特性 复励电动机的特点 电力拖动系统运行的稳定性 并励电动机的负载运行 有关方程式： 2. 并励电动机的运行特性 U＝UN，If＝IfN时，n、Te、? 与 Ia （或 P2）关系。 转速特性 n＝f ( Ia ) 转速公式 n变化很小 n＝f(Ia)为硬特性。 工作特性 转速调整率Δn： 并励电动机的转速调整率很小，约为3%∽8%。 注意：并励电动机在运行中，励磁绕组绝对不能断开。 否则，If=0，主磁通迅速下降为剩磁，电枢电流迅速增大， 轻载时，n迅速上升，造成“飞车”； 重载时，Te小于TL，可能停转，电枢电流增至启动电流，烧毁电机 转矩特性 T＝f ( Ia ) Te 近似与 Ia 成正比。 （电枢反应的去磁作用） 效率特性 ? ＝f ( Ia ) 可变损耗等于不变损耗时，? 最高。 p0基本不随Ia变化—不变损耗；pCu随Ia变化—可变损耗。 机械特性 ，机械特性的斜率 ，理想空载转速 U＝UN ，Rf＝Const，n=f(Te) 并励直流电动机的固有机械特性是一条略有下降的直线，是硬特性（? 很小）。 固有机械特性： U＝UN ，电枢回路不串任何电阻时的机械特性。 5. 电力拖动系统运行的稳定性 处于某一转速下运行的电力拖动系统，由于受到某种扰动（如电源电压波动，或负载转矩波动），导致系统的转速发生变化而离开原来的平衡状态，如果系统能在新的条件下达到新的平衡状态，或者当扰动消失后系统回到原来的转速下继续运行，则系统是稳定的，否则系统是不稳定的。 机械特性下降 A点：拖动系统的平衡点。 若扰动使n↑，Te↓，TL↑， 则， Te TL→ n↓ 扰动消失后，系统转速可恢复至原来转速，A点为稳定点 机械特性上升 A点：拖动系统的平衡点。 若扰动使n↑，Te ↑，TL↑， 则，Te 增量 TL增量→ n ↑ 造成“飞车”。 扰动消失后，系统转速无法恢复至原来转速，A点不稳定 一台并励直流电动机原运行于某一 值下，设负载转矩增大，试分析电机将发生怎样的过渡过程，并将最后稳定的 数值和原值进行比较。 3.8 直流电动机的起动、调速和制动 直流电动机的启动 直接启动 电枢回来串电阻启动 降压启动 直流电动机转速的调节 他励和并励电动机的转速调节 直流电动机的制动 能耗制动 反接制动 回馈制动 1. 直流电动机的起动 起动要求 起动转矩大 起动冲击电流小 能量损耗小 简单，便于控制 起动方法 直接启动（全压起动） 电枢串接电阻起动 降压起动 电动机的起动是指电动机接通电源后，由静止状态加速到稳定运行状态的过程。 起动转矩和起动电流分别为： 起动时由于转速 n=0，电枢电动势Ea=0 ，而且电枢电阻Ra很小，所以起动电流将达很大值（10~20）IN。 一般直流电动机不允许直接起动。 直接起动： 以三级启动为例。 电枢回路接入变阻器起动： 3 K M 启动变阻器笨重，且耗能。 降压起动： 当直流电源电压可调时，可采用降压方法起动。 起动时，以较低的电源电压起动电动机，起动电流随电源电压的降低而正比减小。随着电动机转速的上升，反电动势逐渐增大，再逐渐提高电源电压，使起动电流和起动转矩保持在一定的数值