第3章 直流电机（三）.pptVIP

* 机电传动控制 第3章 直流电机的工作原理及特性（三） 直流他励电动机的启动特性 直流他励电动机的调速特性 1 3.4 直流他励电动机的启动特性 电动机从静止到转速逐渐上升，再到电磁转矩与负载转矩平衡的启动过程中，Ia、T、n均随时间变化，是一个过渡过程。 2 启动时，n＝0，E＝0， 会造成几方面破坏: 过大电流使换向时产生火花；烧坏绕组； 过大的启动转矩损坏机械传动部件。 因此，启动过程主要需限制启动电流。 3 例1:一直流他励电机的额定值PN=10kW, UN=220V，IN=53.8A, nN=1500r/min；Ra=0.286 （1）直接启动时的启动电流? （2）在额定磁通下启动的启动转矩？ 解： （1） （2） 4 生产机械对直流电动机的启动要求： 启动电流不可太大（额定值的2倍）； 启动转矩足够大； 启动设备方便可靠、成本低，启动时间短。 部分小功率电机可采用全压直接启动，大部分电机须采取专门启动方式以降低启动电流。 5 优点：启动平稳、能耗小 缺点：需要可调的直流电源（晶闸管整流） 1、降低电枢电压启动 启动前，降低电枢电压，将启动电流Ist限制在2倍IN的以内； 启动后，逐步升高电枢电压，直到UN。 6 2、电枢回路串电阻启动 启动时，在电枢回路中串接若干个启动电阻，以限制启动电流； 跟随启动过程，逐级地切除启动电阻，最后在所需的转速上稳定运行。 7 8 例2:上例中的电动机若限制启动电流不超过100A （1）采用降压启动，启动电压是多少? （2）采用串电阻启动，应串多大电阻？ 解： （1） （2） 9 3.5 直流他励电动机的调速特性 所谓 “调速”，就是根据负载条件、速度要求，人为地改变电动机的电路参数，以改变电动机拖动负载系统的稳定转速。 直流他励电动机的调速方法实质都对应了人为机械特性。 衡量电动机的调速性能指标有：调速范围、稳定性、平滑性、允许输出、经济性。 10 一、改变电枢电路外串电阻Rad 缺点： 机械特性偏软，稳定性差； 空载、轻载时调速范围小； 设备简单，但不易实现无级调速； 耗能大。 11 例3:一他励电机的额定值PN=100kW, UN=220V，IN=511A, nN=1500r/min，Ra=0.286，电机拖动恒转矩负载运行，现采用电枢串电阻调速至600r/min，应串多大电阻？ 解：由额定值求得 代入现况（增加电阻；恒转矩，电流不变） 12 二、改变电枢电压U 13 特点： 可实现无级调速； 机械特性硬度不变，稳定性好、调速范围大； 适合恒转矩负载系统的调速； 调压电源设备较复杂，但同时适用于降压启动过程，节减了启动设备，是直流传动系统应用最广泛的调速方法。 14 例4:上例中的电动机，现采用调节电枢电压方法调速，U降为110V，n为多少？ 解： 15 三、改变主磁通φ 16 特点： 可以平滑无级调速； 弱磁调速，即只能在额定转速以上调节； 受最高转速限制，调速范围不大； 调速特性较软； 在励磁回路调节，能耗小； 适合恒功率型负载。 17 例4:上例中的电动机，现采用弱磁调速，磁通减小10％时，求： （1）调速瞬间的电枢电流。 （2）调速后的稳定电枢电流和转速。 解： （1）瞬间转速不变 *