直流电机的电力拖动.ppt

1-1某直流电动机数据为：PN=22kW，UN=220V，nN=1500rpm，N=86%求：1.额定运行时的输入功率P1N2.额定电流IN、额定转矩TN,解：,1.P1=PN/N=22/0.86=25.58(kW),2.IN=P1N/UN=11.29x103/220=51.3(A),TN=PN/wN=22x103/(1500 x2/60)=140.06(Nm),1-2某直流发电机铭牌为：PN=10kW，UN=230V，nN=1450rpm，N=85%求：1.额定运行时的输入机械功率、输入转矩2.额定电流,解：,1.P1N=PN/N=10/0.85=11.76(kW),2.IN=PN/UN=10 x103/230=43.5(A),T1=P1N/wN=11.76x103/(1450 x2/60)=77.45(Nm),1-9某并励直流电动机数据为：PN=17kW，IN=92A，UN=220V，nN=1500rpm，电枢回路总电阻Ra=0.1,Rf=110,求：1.额定运行时的效率2.额定运行时的电枢电动势3.额定运行时的电磁转矩,解：,1.N=PN/P1N=PN/(UN*IN)=84%,2.Ea=UN-IaRa=220-(IN-If)*0.1=220-(92-220/Rf)*0.1=220-9=211(V),3.T=Pem/wN=Ea*Ia/(1500 x2/60)=211*90/(1500 x2/60)=120.9(Nm),1-10某并励直流发电机数据为：PN=100kW，UN=250V，每个主磁极的并励绕组为1000匝，额定转速下，空载产生额定电压的If=7A,额定负载产生额定电压If=9.4A。若改为平复励发电机，求：每极应加多少匝串联绕组？,解：,电枢反应引起去磁，去磁的磁动势=(9.4-7)*1000=2400(安匝),平复励发电机，在额定负载时，利用串联励磁绕组来提供2400安匝，需要多少匝=2400安匝/串励绕组中的电流。IN=PN/UN=400（A）,串联绕组匝数=2400/400=6(匝),2-1电力拖动系统的运动方程,2-2工作机构的转矩、力、飞轮矩和质量的折算,2-3负载的机械特性,2-4他励直流电动机的机械特性,2-1电力拖动系统的运动方程,电力拖动系统一般由电动机、生产机械的工作机构、传动机构、控制设备及电源5大部分组成。,电力拖动系统中有的部件作直线运动、有的部件作旋转运动。采用古典动力学来分析。,电力拖动是用电动机带动生产机械运动，以完成一定的生产任务,1.直线运动方程式,外力是改变物体运动状况的原因,2.单轴系统的旋转运动方程,电力拖动系统正方向的规定,电力拖动系统正方向的规定：先规定转速n的正方向，然后规定电磁转矩的正方向与n的正方向相同，规定负载转矩的正方向与n的正方向相反。转速n的正方向一般选实际转向。,在工程计算中，常用n代替表示系统速度，用飞轮矩GD2代替J表示系统机械惯性,电力拖动系统的运动状态：,2-2工作机构的转矩、力、飞轮矩和质量的折算,多轴系统单轴系统,将其它轴上的转矩、飞轮矩折算到电动机轴上,一、旋转运动的转矩折算,转矩折算的原则：系统传递的功率不变,1.电动状态,发电制动状态：功率由工作机构电机,2.发电制动状态,转矩折算的原则：系统传递的功率不变,二、旋转运动的飞轮矩折算,飞轮矩折算的原则：系统储藏的动能不变,三、平移运动的转矩与飞轮矩的折算,总质量mL,电动机,刨刀,T,n,V,F,T,JL,等效负载,电动机,TL,1.转矩的折算,三、平移运动的转矩与飞轮矩的折算,2.飞轮矩的折算,其它轴上的飞轮矩的折算按旋转运动的方法,四、升降运动的转矩与飞轮矩的折算,提升运动：电动机为电动状态下降运动：电动机为发电状态,1.提升运动：方法同平移运动,(1).转矩的折算,2.下降运动,提升和下降的传动损耗相同,飞轮矩的折算按动能不变原则,(2).飞轮矩的折算：不论提升还是下降运动,2-3负载的机械特性,负载的机械特性指：,一、恒转矩负载机械特性TL大小不变,这类生产机械的转矩TL的大小不随转速n的变化而改变。,1.反抗性恒转矩负载机械特性,转矩总是阻碍运动的反抗性负载,当转动方向改变时，负载转矩的方向也随之改变。,2、位能性恒转矩负载机械特性,特点：绝对值大小恒定；作用方向与n无关，不变。,二、泵类负载机械特性变转矩类,负载转矩基本上与转速成平方关系TL=kn2。,负载属于反抗性负载,三、恒功率负载机械特性,负载转矩与转速成反比关系TL=K/n,负载功率,它与n无关，称恒功率负载。,2-4他励直流电动机的机械特性,电动机的机械特性,负载的机械特性,一、机械特性,T=0时，n=n0理想空载转速,：机械特性的斜率,值小，机械特性较平，称为硬特性；,值大，机械特性较斜，称为软特性。,空载时T00，对应的实际空载转速n0,二、固有机械特性,这一机械特性称为固有机械特性,三、人为机械特性,1.电枢串联电阻Rsa时的人为机械特性,改变电压、电阻、磁通当中一个或几个就得到人为机械特性。,特点：理想空载转速n0同固有特性；,当Rsa时，特性越软，曲线越陡；,特性曲线是通过理想空载转速点的一族放射性直线。,用途：起动；,调速；,制动。,2.降低电压时的人为机械特性,特点：斜率同固有特性，同一转矩对应的转速降相等；,理想空载转速与供电电压成正比变化；,特性曲线是一组平行于固有特性的直线。,注意：实际上只能降压，而不能升压，以免损坏电动机。,用途：起动；,调速；,制动；,3.减弱每极磁通的人为机械特性,特点：理想空载转速点上移；,斜率增大；,特性曲线即不是平行线，也不是放射性直线。,用途：调速。,若励磁电流可以连续调节，则可以得到平滑调速。,弱磁调速一般不单独使用，往往同降压调速配合使用，可使调速范围变宽。,注意：磁通不可太小，否则理想空载转速太高，电动机的换向能力和机械强度承受不了。,四、机械特性的绘制,1.固有机械特性的计算和绘制,因为他励直流电动机的机械特性是直线，,所以绘制固有机械特性只要抓住两个点就可