第4章他励直流电动机的运行

1、hxp2022-3-1直流电机1 第四章第四章 他励直流电动机的运行他励直流电动机的运行他励直流电动机的他励直流电动机的起动起动他励直流电动机的他励直流电动机的调速调速他励直流电动机的他励直流电动机的制动制动hxp2022-3-1直流电机24.1 他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动起动：起动：电机电机接上电源从静止状态转动起来到达稳态接上电源从静止状态转动起来到达稳态 运行，这就是电动机的起动过程。运行，这就是电动机的起动过程。NsaUIR除了小容量的电动机可采用直除了小容量的电动机可采用直接加电压起动的方法外，一般接加电压起动的方法外，一般直流电动机都不采用这种方法。直流电动机都不采用

2、这种方法。起动条件：起动条件：1、起动转矩要足够大，、起动转矩要足够大， 2、起动电流不要太大，、起动电流不要太大，注意：因为在起动时，注意：因为在起动时，n=0,反电动势反电动势Ea=0NasaUEI Rhxp2022-3-1直流电机3电枢回路串电阻起动：电枢回路串电阻起动：NsasUIRR2sNII一般情况下：一般情况下：由上式可选定由上式可选定Rs当起动转矩大于负载转矩，电动机开始转动当起动转矩大于负载转矩，电动机开始转动, ,则则NasasUEIRRhxp2022-3-1直流电机4他励直流电动机降低电枢电压起动：他励直流电动机降低电枢电压起动：saUIR这种方法在起动过程中不会有大量的

3、能量消耗。这种方法在起动过程中不会有大量的能量消耗。可调电源UNUP69,eg4-1hxp2022-3-1直流电机54.2 直流电动机的制动直流电动机的制动(n与与T反向反向)制动过程：制动过程：制动的作用：减速或停车制动的作用：减速或停车; 限制势能性负载在某一转速下稳定运转限制势能性负载在某一转速下稳定运转。制动的方法：机械制动；制动的方法：机械制动； 电气制动电气制动。电气制动：电气制动：能耗制动、反接制动、回馈制动能耗制动、反接制动、回馈制动获得方法、机械特性、能量关系、相关计算获得方法、机械特性、能量关系、相关计算hxp2022-3-1直流电机61 1 、能耗制动：能耗制动：1)1)

4、能耗制动能耗制动过程过程：NU , 0hxp2022-3-1直流电机7hxp2022-3-1直流电机8他励直流电动机拖动他励直流电动机拖动势能势能性性负载运行，负载运行，2）能耗制动）能耗制动运行运行：()LaLLtNNaaTIIICCenIRR平衡时：平衡时：可求出稳定运行的速度可求出稳定运行的速度hxp2022-3-1直流电机92、电压反接制动：、电压反接制动：aaNaREUI反接前反接前：反接后反接后:NaaaUEIRR NUUhxp2022-3-1直流电机10aaaNRIEURmaxmin为了限制电枢电流，所以反接时必须在电枢为了限制电枢电流，所以反接时必须在电枢回路串入一个足够大的限

5、流电阻。回路串入一个足够大的限流电阻。 电压反接制动时电动机的机械特性方程式为：电压反接制动时电动机的机械特性方程式为： 2NaeNetNURRnTCC Chxp2022-3-1直流电机11如果如果C C点电动机的转矩大于负载转矩，点电动机的转矩大于负载转矩，电动机将反向起动，电动机将反向起动，最后稳定在最后稳定在D D点运行。点运行。2NaeNetNURRnTCC Chxp2022-3-1直流电机12hxp2022-3-1直流电机134、回馈制动（、回馈制动（nn0,EU）：）：1)正向回馈制动：正向回馈制动：UaEaIaIfUaTTLnoTlAn0eNeNUnCECnhxp2022-3-1

6、直流电机142）反向回馈制动：反向回馈制动：他励直流电动机拖动位能性恒转矩负他励直流电动机拖动位能性恒转矩负载运行，采用电压反接制动，电机将系统具有的动能反载运行，采用电压反接制动，电机将系统具有的动能反馈回电网，电机为反向转动，称之为反向回馈制动。馈回电网，电机为反向转动，称之为反向回馈制动。hxp2022-3-1直流电机154.3 他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速为什么要调速为什么要调速调速的方法调速的方法调速的性能指标调速的性能指标hxp2022-3-1直流电机16（1 1）改变电枢电压，）改变电枢电压，降压降压；（2 2）电枢回路串入调节电阻，）电枢回路串入调节电阻，串电阻串电

7、阻; ;（3 3）改变励磁电流，即改变磁通，）改变励磁电流，即改变磁通，弱磁弱磁. .2aeetRRUnTCC C一、调速的方法一、调速的方法hxp2022-3-1直流电机17电机在正常工作时，电机在正常工作时，电枢电压不能超过电枢电压不能超过额定电压，额定电压，所以，所以，采用向下调速。很采用向下调速。很显然，在这里，只显然，在这里，只改变了改变了 ，所以将，所以将得到一系列与固有得到一系列与固有特性平行的曲线。特性平行的曲线。0n1）降低电枢电压调速：）降低电枢电压调速：2aeNetNRUnTCC Chxp2022-3-1直流电机182 2）电枢回路串电阻调速：）电枢回路串电阻调速：2Na

8、eNetNURRnTCC CTnn0TNnN额定转速向下调；额定转速向下调；机械特性变软；机械特性变软；有级调速；损耗较大；有级调速；损耗较大；调速方法简单调速方法简单.hxp2022-3-1直流电机193）弱磁调速：）弱磁调速：2NaeetURnTCC C由于励磁回路的电流很由于励磁回路的电流很小，只有额定电流的小，只有额定电流的（1 13 3）% %，不仅能量，不仅能量损失很小，且电阻可以损失很小，且电阻可以做成连续调节的，便于做成连续调节的，便于控制。其限制是转速只控制。其限制是转速只能由额定磁通时对应的能由额定磁通时对应的速度向高调，而电动机速度向高调，而电动机最高转速要受到电机本最高

9、转速要受到电机本身的机械强度及换向的身的机械强度及换向的限制。限制。hxp2022-3-1直流电机20直流电动机上述三种调速方法中，改变电枢电直流电动机上述三种调速方法中，改变电枢电压和电枢回路串电阻调速属于压和电枢回路串电阻调速属于恒转矩调速恒转矩调速，而，而弱磁调速属于弱磁调速属于恒功率调速恒功率调速。调速与转速的自然变化调速与转速的自然变化有关的计算：有关的计算：eg4.2,h4.2调速瞬间：调速瞬间：n(E)不能突变；不能突变；稳定状态：稳定状态：T=TL转矩平衡。转矩平衡。nTABCTL1TL2hxp2022-3-1直流电机21二二 、调速的性能指标、调速的性能指标技术指标技术指标经

10、济指标经济指标1）调速范围与静差率）调速范围与静差率minminmaxnnnnDNTTN000nnnnnTnTNnNhxp2022-3-1直流电机22 a. 越小越好，越小越好，D越大越好越大越好 ; 生产机械提要求，但两者互相制约；生产机械提要求，但两者互相制约； b. 低速满足，高速自然满足；低速满足，高速自然满足； c. D同时提才有意义；同时提才有意义； d. D关系（以降压调速为例）；关系（以降压调速为例）； f. 一定时，要增加一定时，要增加D，可通过提高机械特性硬度（闭环）。可通过提高机械特性硬度（闭环）。低高)1(*低低NNnnD eg4.4minminmaxnnnnDNTTN000nnnnnhxp2022-3-1直流电机23maxminminNoNnnDnnn*(1)NNnn低低minminminmin(1)(1)NNNNoNoooNnnnn nnnnnnhxp2022-3-1直流电机242）恒转矩调速方式与恒功率调速方式）恒转矩调速方式与恒功率调速方式 a.最合理的使用电机是使最合理的使用电机是使Ia=INb.调压、串电阻属恒转矩调速：调压、串电阻属恒转矩调速： 弱磁属恒