直流电动机的启动、调速和制动课件.ppt

1,第三章直流电动机的启动、调速和制动,直流电动机的启动,直流电动机的调速,直流电动机的制动,2,直流电动机的启动,对直流电动机启动性能的基本要求,必须产生足够大的启动转矩（,电动机方能迅速启动),启动电流不能太大；,启动时间要短（实际启动时间只有几秒至几十秒）；,启动设备要简单、可靠，便于操作。,启动瞬间，此时流过电动机中的电流称为启动电流，对应的电磁转矩称为启动转矩。为使电动机的启动性能达到最佳状态，要求：,3,启动方法,全压启动,全压启动就是直流电动机的电枢直接加以额定电压（）的启动方式。,并励电动机全压启动,启动时合上,即首先接通，将调至零，使等于最大，然后再将闭合，此时瞬间，由于机械惯性的原因，电动机转速,，这时流过电枢的启动电流，即为堵转电流。,由于电枢电阻很小，的数值可达(1050)。,4,全压启动,过大的启动电流将造成：,电网波动过大，影响接在同一电网的其他用电设备正常工作。,使电动机换向恶化，在换向器与电刷之间产生强烈的火花或环火，同时电流过大还造成电枢绕组易烧毁。,启动转矩（）过大，使生产机械和传动机构受到强烈的冲击而损坏。,结论：除了极小容量的直流电机（如家用电器，采用某些直流电机）外，不允许全压启动。一般规定启动电流不得超过额定电流的1.52.5倍。,5,降压启动,启动瞬时，将加在电动机电枢两端的电压降低，以限制启动电流,从而获得足够大的启动转矩（）。,原理：,随着的升高，电动势逐渐增大，下降，下降，为保证足够大，启动过程中，电压必须随的上升而逐渐增大，直到，电动机进入稳定运行状态，启动结束。,目前多采用晶闸管整流装置自动实现电压的控制。,如何控制电压？,6,电枢回路串电阻启动,原理：当励磁电流常数时，外加电压（恒定），在电枢回路中串入一适当电阻以限制启动电流，使得,启动过程中，由产生，从而，电机加速作用逐渐减慢，延长了启动时间。为了使启动时保持恒加速，这就要求在启动过程中，启动电流和启动转矩保持不变，为此，随着，启动电阻应均匀减少。但在实际中，难以实现启动电阻均匀减少，常将启动电阻分成24段逐渐切除。,启动机械特性,7,电枢回路串电阻启动,a,A,c,e,g,b,d,f,h,O,分级启动机械特性,转速从abcdefgh，既保证了电机有较大的启动转矩，又限制了启动电流，从而保证了良好的启动性能。,8,直流电动机的调速,机械特性方程,电动机调速，是指在负载转矩不变的情况下，根据机械特性方程，人为地改变，中任意一参数值，从而改变电动机的转速。,调速指标,调速范围D：当时，。若要增大调速范围，只有设法提高或减小。,调速的相对稳定性（静差率）：指电动机在某一机械特性上运行时，从理想空载增至额定负载所产生的转速降与理想空载转速之比，即：,平滑系数：。在调速范围内，调速的级越多级差就越小，就越接近1，平滑性就越好，就是无极调速,调速的经济性：是指经济效果的综合评价。,9,d,c,并（他）励直流电动机电枢串电阻调速,电枢串电阻调速接线图,电枢回路串电阻调速机械特性,1,1,2,3,a,b,结论：负载（）不变时，调速前后（稳定时）电动机的电磁转矩不变，电枢电流也保持不变。,电枢串电阻调速，转速只能从额定转速往下调，所以其调速范围，一般。,10,设备简单，操作方便；,串入电阻值越大，机械特性越软，稳定性越差；,空载或轻载时几乎没有什么调速作用；,低速时串入电阻值越大，损耗越大，不经济；,串入电阻中流过的电流大，只能分段有级变化，调速平滑性差。,电枢回路串电阻调速的特点：,11,c,（2）当电源电压从突然降至，特性曲线平行下移，因机械原因瞬时保持不变，不变，工作点从a过渡到b，此时,（1）调速前，。电动机工作于固有机械特性曲线1的a点，转速，电机稳定运行。,他励直流电动机降压调速机械特性,1,2,3,a,b,降低电源电压调速,电动机转速,（3）随着，直至，电动机以较低转速稳定运行于人为特性曲线2的c点。,说明：受到电动机绝缘限制，调压只能从额定转速向下调速，即,12,平滑性好，可实现无极调速；,转速降不变，变小，特性硬度大，稳定性好；,改变电压电压调速属于恒转矩调速；,损耗小，经济性好；,需专用的可变电源，价格较贵，目前多采用输出电压连续可调的晶闸管整流电路。,降压调速的特点：,13,改变磁通调速,并励电动机不同磁通的人为机械特性,1,1,2,a,b,c,调速平滑，可实现无极调速；,弱磁调速是在励磁回路中调节，功率损耗小，控制方便；,一般从额定转速往上调速，而上限又受机械强度限制，因而调速范围不大，一般；,弱磁调速的特点：,14,直流并（他）励电动机的制动,制动与电动的区别,在许多生产机械中，为提高生产率和产品质量，保证设备和人身安全，常需要电动机迅速准确地停转或迅速反转，或从高速降为低速。若断开电源，电动机就会慢下来，最后停车，但停车时间较长。如电车的迅速刹车，起重机吊起重物的平稳下放等，都需要电机能进入制动状态才能完成。,15,能耗制动,a,b,c,1,2,3,能耗制动机械特性,制动时，将拖动系统中贮存的动能转换成电能，消耗在电枢回路的电阻上，直到电动机停转为止，故称做能耗制动。机械特性方程为：,若拖动的是位能性负载，在O点虽T为零，但在负载转矩的作用下，电动机开始反转并沿机械Oc加速至c点而进入稳定能耗制动。,16,反接制动,电源反接制动,a,b,1,2,电源反接制动机械特性,e,保持大小、方向不变，将电源电压反极性接到电枢两端，同时电枢应串接于一制动电阻上。当制动结束时，应立即切断电源，否则电动机将反向启动。,17,a,1,3,倒拉反接制动机械特性,e,d,f,倒拉反接制动,电动机拖动的必须是位能性负载，其接线与电动状态相同，只是电枢回路串入一足够大的电阻。倒拉反接制动，电动机一方面从电网吸收电功率,另一方面它又同时吸收拖动系统的位能转换成电能,全部消耗在电枢回路电阻和上,所以这种方法最不经济.,18,回馈制动,a,c,1,回馈制动机械特性,当直流电动机轴