[工学]电机3.ppt

以直流电动机作为原动力拖动生产机械作功，本章主要研究电动机与被拖动的生产机械之间的关系，即电动机的电磁转矩与生产机械的负载转矩和系统转速之间的关系。 主要学习5个方面内容：直流电动机机械特性、直流电动机起动和反转、直流电动机调速、直流电动机制动、电力拖动系统的过渡过程。 特性曲线上的ABC点 穿越Ⅰ.Ⅱ.Ⅳ象限的直线 第Ⅰ象限：T和n的方向一直，T为拖动转矩转矩从零增加到T时转速降落为 第Ⅱ象限：nn0 T0 。T和n的方向相反，T为制动转矩 第Ⅳ象限内： 电机反转，电枢电势小于0，与电网电压同向，电枢电流： 硬特性和软特性 二、固有机械特性和人为机械特性 （一）固有机械特性 固有机械特性 电枢串电阻时的人为特性 降低电枢电压时的人为特性 “弱磁升速” 三、电枢反应对机械特性的影响 （二）、人为特性的求取 五、 电力拖动系统稳定运行条件 电力拖动系统稳定运行的充分必要条件是： 优点：操作简单，无需另加设备。 缺点：一般直流电机起动电流可达到额定电流值的10-20倍，直接起动的巨大电流会使换向器产生强烈火花，以致烧毁。同时巨大转矩达到冲击也会造成拖动传动机构的损坏。 （一）降低电源电压起动 降低电源电压起动 降低电源电压起动 优点：起动电流小，起动过程平滑、能量损耗少。 缺点： 降压起动需需要一套专用的直流发电机或整流电源，设备投资较大。 起动电阻的计算 各级起动电阻 二、他励直流电动机的反转 第三节 直流电动机的调速 一、电动机调速的基本概念 一、电动机调速的基本概念 （一）电枢回路串电阻调速 保持U＝UN且?＝ ?N不变，电枢回路中串入调速电阻Rc，使同一个负载得到不同转速的方法， 称为电枢串电阻调速。 （三）、减弱磁通调速 （三）、减弱磁通调速 三、调速的性能指标 用电机的调速性能指标来评价调速方法。 （一）调速范围：额定负载下的最高转速和最低转速之比。 调速范围和静差率的关系 通过上述分析可知：δ%与机械特性硬度及n0有关。D与δ%相互制约:δ越小, 相对稳定性越好，但D小;在保证一定的δ指标的前提下,要扩大D,须减少Δn,即提高机械特性的硬度。 例题3-4 弱磁调速： 四、电动机调速时允许输出的转矩和功率 （一）恒转矩调速方式 （二）恒功率调速方式 设负载机械特性如图中蓝线，电机允许输出转矩如绿线 设负载机械特性如图中蓝线，电机允许输出转矩如绿线 第四节 他励直流电动机的制动 直流电动机的制动 直流电动机的两种运行状态 二、能耗制动 （一）能耗制动过程 二、能耗制动 （一）能耗制动过程 能耗制动的方法和原理 二级能耗制动线路及机械特性 能耗制动以前在第1象限 （二）能耗制动的运行 （二）能耗制动的运行 能耗制动的特点 三、反接制动 电压反接制动过程的功率流程图 电压反接制动和能耗制动比较 （二）电动势反接制动 （二）电动势反接制动 电动势反接制动的特点 电动势反接制动只适用于位能性恒转矩负载。 制动时的机械特性方程就是电动状态时电枢串电阻时的人为特性方程。由于串入电阻足够大，可以在第四象限与位能负载特性曲线相交，稳定运行（制动运行工作状态）。 电势反接制动时的能量关系和电压反接制动时时的能量关系区别仅在于：机械功率的提供一个是由系统释放动能提供；另一个是由系统位能的减少来提供。 电势反接制动过程的功率流程图 稳定运行时两种情况 反向起动 反向回馈制动 反向回馈制动 回馈制动的特点 回馈制动过程中，因为有电功率U Ia回馈电网。从电能消耗角度分析， 相比其他制动方法，回馈制动是最经济的一种制动方式。 转速高于理想空载转速是回馈制动运行状态的重要特点。 1.能耗制动时应串最小电阻 2.能耗制动带位能负载 3.电压反接制动停车时应串最小电阻 4.电势反接制动带位能负载 5. 反向回馈制动停车时电机转速 五、电动机四象限运行分析方法 五、电动机四象限运行分析方法 五、电动机四象限运行分析方法 第五节 电力拖动系统的过渡过程 一、过渡过程的一般概念 电力拖动系统过渡过程要研究的问题： 这是拖动系统的动态特性，当磁通一定时动态特性可用微分方程组表示： 一、过渡过程的一般概念 一、过渡过程的一般概念 电动机输出功率有限，因此电力拖动系统的电动机Ω和Ia都不能突变，即拖动系统从一个稳定状态到另一个稳定状态，一定有一个过程，这个过程的产生是由于系统存在着电磁惯性和机械惯性： 电磁惯性：电枢回路存在La，电流不能突变； 机械惯性：系统飞轮力矩GD2存在，转速不能突变。 一、过渡过程的一般概念 机电过渡过程：既考虑电磁惯性La又考虑机械惯性GD2的过渡过程。 机械过渡过程：认为La＝0，只考虑机械惯性的过渡过程（电压平衡方程式得到简化）。 二、拖动系统过渡过程的数学分