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第2章 电力传动系统静特性 第2章 电力传动系统静特性 （回顾） 他励直流电动机的机械特性 一、机械特性方程 机械特性方程式： 二、固有机械特性与人为机械特性 1、固有机械特性指 的机械特性，此时因为Ra小，故为硬特性 2、人为机械特性：通过改变电机的参数所获得的机械特性。有三种： a）电枢串电阻 b）改变电枢电压 c）减弱励磁 1）电枢串电阻时的人为机械特性 2）改变电枢电压时的机械特性 3）减弱电动机磁通时的人为机械特性 三、机械特性的绘制 两点法：理想空载及额定运行 1）理想空载点 其中 而 对于已有电动机可以实测，无电机时也可以用经验公式： 2）额定运行点 四、机械特性的求取 固有特性的求取 已知 ，求两点：1）理想空载点（ ）和额定运行（ ）。具体步骤： （1）估算 ： ; （2）计算 ： ； （3）计算理想空载点： ； （4）计算额定工作点： 人为特性的求取 在固有机械特性方程 n= n0- βTe 的基础上，根据人为特性所对应的参数Ra或U或Φ变化，重新计算n0 和β，然后得到人为机械特性方程式。 四、电力拖动稳定运行的条件（须补充） 2.1 他励直流电动机的起动 2.1 他励直流电动机的起动 一、他励直流电动机的起动方法 起动时先必须保证先加励磁，后加电枢电压， 为限制起动电流（为什么），常采用降低电枢电压起动： 1）、对于电源可调的：起动时降低电源电压，随着转速升高，电源电压也升高。保证电流在允许范围内。 2）、电枢串电阻起动。起动时在电枢中串接电阻，随转速的升高，分级切除电阻，保证电流在允许范围内。 电枢串电阻分级起动过程： 二、他励直流电动机起动电阻的计算 从b点切换到c点时 同理，从d点切换到e点，有： 故两级起动有： 推广到m级起动，有： 三、他励直流电动机起动的过渡过程 在起动过程中， 在电动机中过渡过程中同时存在着一些惯性： 1）机械惯性：飞轮力矩使转速不能突变。 2）电磁惯性：电枢回路及励磁回路中的电感阻止电流突变。 3）热惯性：电机工作温度不能突变。 （一）起动的机械过渡过程 1、电枢串固定电阻起动的过渡过程 2、电枢串多级电阻起动的过渡过程 3、加速起动过程的途径： 起动过程延迟的原因： 1）系统本身机械惯性大，机电时间常数大 2）起动电流过渡过程呈衰减。 加速起动过程的途径： a）减小机电时间常数 b）改善起动过程中的电流波形 （二）电枢电路电感对起动过程的影响 电枢电路电感使得电流与转速上升延迟、起动产生振荡。 2.2 他励直流电动机的制动 电动机制动运行状态时电动机的转矩与转速方向相反，电动机吸收机械能并转化为电能。 自由停车：断开电动机电源，拖动系统自己停车。 但生产中常需要加快电动机的停车过程，提高生产效率。故必须对电动机采取一定的制动措施。 他励直流电动机的制动措施主要有三种： 1、能耗制动：将由机械能转化的电能消耗掉。 2、反接制动：制动时使电机的电枢极性反接。 3、回馈制动：将由机械能转化的电能回馈给电网。 一、能耗制动 由机械特性 可知：n为正时，转矩为负。 能耗制动时的过渡过程： 由 可得： 二、反接制动 反接制动有两种方法： （一）转速反接的反向制动 反接制动的电枢电路的电压平衡： 反接制动的的功率传送： 电阻消耗功率＝电网输入功率＋机械功率转化的电磁功率 反接制动的机械特性： 二、反接制动 （二）电枢反接的反向制动 三、回馈制动（再生制动） 1、位能负载拖动电动机 2、他励电动机改变电枢电压 若电动机在带负载运行过程中，突然降低电枢电压，由于转速来不及变化。有： 则电枢电流也会发生改向，也是从电源正端流出，即出现回馈制动。 2.3 他励直流电机的调速 一、他励直流电动机的调速方法 1、改变电枢电压：1）电枢串电阻 、2）降低电源电压 2、改变励磁磁通：减小励磁电流 二、调速原理 调速指标 调速指标 调速指标 一、调速方法（1） 一、调速方法（1） 一、调速方法（2） 一、调速方法（2） 一、调速方法（3） 一、调速方法（3） 三种调速方法的对比 调速时的转矩和功率