第3章 直流电机的电力拖动第2部分.pptVIP

第1页，共37页，星期日，2025年，2月5日3.6直流电动机的调速A、与调速有关的性能指标a、调速范围D：定义：调速范围定义为拖动系统的最高转速（或速度）与最低转速（或速度）之比，即：（3-46）b、静差率：定义：对调速系统的静差率即转速变化率，它是指理想空载转速与额定转速的转速变化量与空载转速的百分比，即：（3-47）第2页，共37页，星期日，2025年，2月5日D与是相互关联的，它们之间的关系可用图3.21加以说明之。图3.21中的曲线1、2分别给出了他励直流电动机的固有机械特性、电枢回路串电阻的人工机械特性以及恒转矩负载特性。图3.21他励直流电动机的机械特性与静差率之间的关系对于实际的电力拖动系统，若按低速时选择，则高速时的自然满足要求。于是有：第3页，共37页，星期日，2025年，2月5日又根据式（3-47）知：，将其代入上式得静差率与调速范围之间的关系为：（3-48）上式表明，若低速时的满足要求，低速时的越大则调速范围越小；c、调速的平滑性：采用有级和无级调速来描述调速的平滑性，其性能指标为平滑系数。平滑系数定义为相邻两级的转速比，即：（3-49）上式中，越接近于1，则平滑性越好。若采用无级调速，即速度连续可调，则。d：原始投资与运行成本调速系统的经济指标包括设备的原始性一次投资和设备的运行费用。运行费用主要是指调速过程中的损耗，通常用效率来衡量，即：第4页，共37页，星期日，2025年，2月5日（3-50）B、他励直流电动机常用的调速方法根据可知，他励直流电动机可以采用下列两种方法调速：1.降低电枢电压降速a、电枢回路串电阻降压降速图3.22给出了他励直流电动机电枢回路串电阻时的人工机械特性和恒转矩负载的转矩特性。第5页，共37页，星期日，2025年，2月5日图3.22电枢回路串电阻情况下的人工机械特性和负载特性结论：随着电枢回路电阻的增加，理想空载转速不变，机械特性的硬度变软，导致转速下降。因此，电枢回路串电阻只能在额定转速（又称为基速）以下调速。电枢回路串电阻调速的经济性指标分析如下：直流电动机的输入电功率为：（3-51）忽略机械耗和铁耗，并根据上式得电动机的总损耗为：第6页，共37页，星期日，2025年，2月5日（3-52）于是，电机的效率为：（3-53）可见，随着转速的下降，电动机的运行效率降低。b、降低电源电压降压降速图3.23给出了他励直流电动机降低电源电压时的人工机械特性以及恒转矩负载的转矩特性。图3.23降低电源电压情况下的人工机械特性和负载特性第7页，共37页，星期日，2025年，2月5日结论：随着外加电源电压的降低，电动机的转速下降。调压调速时的特点是：其机械特性的硬度保持不变，从而确保了这种调速方法具有更宽的调速范围。2.弱磁升速图3.25给出了他励直流电动机弱磁调速时的人工机械特性。传统的可调压电源可采用如图3.24所示的发电机-电动机旋转机组方案。图3.24直流发电机-电动机机组的可调直流电源目前应用较为广泛的是静止变流器方案，如相控变流器和斩控变流器，有关内容已在《电力电子技术》中介绍过。第8页，共37页，星期日，2025年，2月5日图3.25励磁改变情况下的直流电动机人工机械特性和负载特性结论：随着励磁电流的减小，电动机的转速升高。为了确保电机的磁路不至于过饱和，通常，弱磁调速一般在基速（额定转速）以上进行。弱磁调速时的过渡过程可用图3.26加以描述。第9页，共37页，星期日，2025年，2月5日图3.26他励直流电动机弱磁升速的过渡过程为了获得较高的调速范围，通常将额定转速以上的弱磁升速与额定转速以下的降压调速配合使用。C、调速方式与负载类型的配合调速系统须满足下列两个准则：（1）在整个调速范围内电机不至于过热，为此，求：；（2）电动机的负载能力要尽可能得到充分利用。鉴于此，不同类型的负载必须选择合适的调速方式。第10页，共37页，星期日，2025年，2月5日1.调速方式下面分别就不同调速方式以及各种调速方式所适合的负载类型加以讨论。电力拖动系统的调速方式主要分为两大类：（1）恒转