机械传动控制直流电机的工作原理及特性

1、1会计学机械传动控制直流电机的工作原理及特机械传动控制直流电机的工作原理及特性性换向器定子转子主磁极换向极磁极数主磁极的个数磁极对数=磁极数/2转子换向片转轴电枢线圈电枢铁芯硅钢冲片电刷换向片有关磁场的几个物理量有关磁场的几个物理量 1. 1. 磁感应强度磁感应强度B B(磁场强弱和方向)NS电流方向NS右手螺旋法则非铁磁材料铁磁材料 00)60002000(FFHB磁感应强度磁场强度铁磁材料导磁系数真空中的导磁系数铁磁材料有磁滞现象、磁滞损耗、涡流损耗。有关磁场的几个物理量有关磁场的几个物理量2.铁磁材料的磁化曲线铁磁材料的磁化曲线（铁、镍、钴及它们的合金）有关磁场的几个物理量有关磁场的几个

2、物理量3. 右手定则右手定则 左手定则左手定则 B-磁感应强度v-速度方向e-感应电势I-电流 方向f-电磁 力方向RU(E)I mRNIF)(mRFHlKe电势常数(pN/60a) Kt-转矩常数(pN/2a)=9.55KeNSne,i) 1 . 3(nKEe2 . 3atIKT他励并励串励复励励磁方式5 . 3/3 . 3/3 . 3RUIIIRUEIRIEUaaaaa当发电机空载时，Ia=0nKEUe0fIfE 空载特性他励发电机的外特性 IfU 电压变化率6 . 3%1000NNUUUU大约为5%10%电压平衡方程并励发电机工作的条件1.要有剩磁；2.励磁电流产生的磁场方向和剩磁方向相

3、同；3.Rf不能太大。10. 3/7 . 3IIIIRUIRUIRIEUfaffaa+U0ffRIUtg0 IfU 并励发电机自励和外特性Ifn=Rf=cU0主励磁补偿绕组IUIN复励发电机外特性过复励平复励欠复励 他励电动机的机械特性 电压平衡方程11. 3aaRIEU+aaREUIfNaIIIn=f(T)11. 3aaRIEU+12. 3aeaeeIKRKUnnKEtaatKTIIKT/13. 3002nnKTnTKKRKUnteaen0-理想空载转速（T=0）n速度降T0NadatdeteaIRUIRUKKnTKUTKKR/02堵转矩堵转电流机械特性硬度14. 3%100nTdndTnn

4、0Td T他励电动机的机械特性硬特性10软特性10绝对硬特性1.固有机械特性 n=f(T)由求（1）估算电枢电阻RaNNNNPIUPNNNNNNNNIUIUIU1NNeaNNNNTnKRnIUP,0U=UN,=nRad=01.固有机械特性 n=f(T)15. 3175. 050. 0175. 050. 02NNNNNaNNNaaIUIUPRIURI（2）计算额定条件下反电势16. 3/NaNNNeaNNNNeNNenRIUKRIUnKEK17. 355. 9NNNNnPPT（3）求理想空载转速NeNKUn/0（4）求额定转矩NNeNNtNIKIKT55. 9aNNtdRUKKnT01.固有机械

5、特性 n=f(T)2. 人为机械特性（改变U、Rad）1)串接电阻Rad2. 人为机械特性（改变U、Rad）1)串接电阻Rad18. 302KTnTKKRRKUnteadae+串接电阻后1. n0不变；2. K斜率变大即机械特性变软。2. 人为机械特性（改变U、 Rad）1.改变n0(减小)2.斜率k不变机械特性硬度不变1.n0增加2.斜率变大，特性变软19. 3/2ttataKCTCKIKTCI软特性代入（3.13）得他励磁通es=70%总磁通 串励磁通s=30%总磁通他励复励串励解 两个已知条件，一个是负载转矩TL常数；一个是从一个稳态到另一个稳态(而不涉及瞬态过程)，电枢反电势是稳态值。

6、 aatLICIKTT1EEEICRURIUEaaaa注意：从 不能判断E是如何变化的nKEeNNNNNeNeNnRIUKKUn/0(1)估算Ra71. 031220105 . 515 . 015 . 03NNNNNaIUIUPR1min/132. 01500/71. 031220/rVnRIUKNNNNNe(2)求n0min/1667132. 0/220/0rKUnNeN(3)求TNmNnPTNNN351500105 . 555. 955. 93atdRUKKnT0也可求aaaaREUIRIEU/11. 3+启动时n=0 E=0 启动电流NNstIRUI2010/启动电流不得大于（1.52）

7、额定电流NstaNstIRRUI25 . 1/+原则:1.T1(I1)2TN 2. T2(I2)基本相同多段启动电阻启动的他励电动机速度调节-在一定的负载下，人为改变参数， 达到改变电动机稳定转速。速度变化-由于负载发生变化而引起电动机转速 改变。3.5.1 电枢电路外串电阻Rad21. 302KTnTKKRRKUnteadae+缺点1.机械特性变软，稳定性差；2.轻载时调速范围不大；3.无级调速困难；电阻上消耗大量电能；4.启动电阻不能用来调速适用于起重机、卷扬机。3.5.2 改变电压调速特点1.连续平滑调速，在UN以下调速；2.机械特性硬度不变；3.调速时电流不变，转矩不变，恒转矩调速。4

8、.利用降压启动电机,而不用其他设备。T1T2n0 Ia=-Ia +TM-TMaeaaaRnnnKEUIREUI0电动机变成发电机机械能变成电能向电源馈送称为反馈降压调速过程中的反馈制动adabadaaRREUIRREUI+21下放电动状态下放制动状态提升电动状态 a点b点nEIa-TM 制动矩B点 C点nn0 Ia=-Ia-TMTM与n反方向制动改变Rad改变下降的nRad太大n很高不安全下放重物时的反馈制动过程下放重物时的反馈制动过程反接电动正向电动反接制动位能负载时制动22. 3adaaRRIUE+23. 32TKKRRKUnteadae+注意：反接时U与E相加，电流很大用Rad限流应用：

9、快停、经常正反转24. 3adaaRRIUE+25. 32TKKRRKUnteadae+注意：这里T没有反向，选用不同的Rad可改变下放速度但不能太小，交叉点必须在四象限图3.36 能耗制动状态下的机械特性制动特性26. 3adaaRRIE+27. 32TKKRRnteada+位能负载制动状态优点：运行速度稳定不会出现倒拉制动，因计算不准而引起不降反而上升的事故反抗矩负载制动优点：不会出现反向起动的危险注意：Rad不能太小IImax正常接线可有三种运转状态反转接线方法不同四象限对应反转状态正转状态正常接线可有三种运转状态正转主磁极换向极磁极数主磁极的个数磁极对数=磁极数/25 . 3/3 . 3/3 . 3RUIIIRUEIRIEUaaaaa当发电机空载时，Ia=0nKEUe0fIfE 空载特性他励发电机的外特性 IfU 电压变化率6 . 3%1000NNUUUU大约为5%10%电压平衡方程并励发电机工作的条件1.要有剩磁；2.励磁电流产生的磁场方向和剩磁方向相同；3.Rf不能太大。10. 3/7 . 3IIIIRU