第三讲直流电动机的电力拖动学习教案

1、会计学1第三讲直流电动机第三讲直流电动机(dngj)的电力拖动的电力拖动第一页，共70页。1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件(tiojin) 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程第1页/共69页第二页，共70页。1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固

2、有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算(j sun)2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程aTICTnCEeaRIEUaaeaCRIUn电磁转矩：感应电动势：电枢回路电动势平衡方程式：电动机转速特性：第2页/共69页第三页，共70页。eTCC55. 9由此可得机械(jxi)特性方程式：R：电枢回路总电阻，包括电枢电阻Ra和电枢串励电阻RW；Ce：电动机电动势常数，Ce=pN/(60a)；CT：电动机转矩常数， C

3、T=pN/(2pa)TCCRCUnTee2Tnn0或1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程第3页/共69页第四页，共70页。理想空载(kn zi)转速eCUn 0实际空载转速0200TCCRnnTe1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特

4、性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程第4页/共69页第五页，共70页。电动机带负载(fzi)后的转速降TTCCRnTe2%100%0NNNnnnn额定转速变化率 ：机械特性斜率，=R/(CeCT)；国产Z系列他励直流电动机的nN%一般为10%18%，大容量电动机为3%8%。1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性

5、方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程第5页/共69页第六页，共70页。电枢反应对电动机机械电枢反应对电动机机械(jxi)特性的影响特性的影响当电枢电流较大时，产生去磁作用。磁通降低，转速就要回升，机械特性在负载大时呈上翘现象。电枢反应对机械特性的影响1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为

6、机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程第6页/共69页第七页，共70页。减少电枢反应对电动机机械减少电枢反应对电动机机械(jxi)特性的特性的影响影响在主磁极上加一个匝数很少的串励绕组，其磁动势可以减少电枢反映的去磁作用；实质上变为复励电动机；由于串励磁动势较弱，其机械特性与没有电枢反应时的他励直流电动机相同，因此仍视为他励直流电动机。1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械

7、特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程第7页/共69页第八页，共70页。当他励电动机电压及磁通均为额定值，电枢(din sh)没有串联电阻时的机械特性称为固有机械特性。1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机

8、械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程第8页/共69页第九页，共70页。电枢电枢(din sh)串电阻时的人为机械特性串电阻时的人为机械特性TCCRRCUneae2NTNN固有机械特性电枢串联电阻时的人为机械特性1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件

9、2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程第9页/共69页第十页，共70页。改变改变(gibin)电枢电压时的人为机械特性电枢电压时的人为机械特性TCCRCUneae2NTN固有机械特性电压不同时的人为机械特性UNU1U21.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法

10、起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程第10页/共69页第十一页，共70页。21N减弱电动机励磁减弱电动机励磁(l c)时的人为机械特性时的人为机械特性TCCRCUneae2TN1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程第11页/共69页第十二

11、页，共70页。21N减弱电动机励磁时的人为机械减弱电动机励磁时的人为机械(jxi)特性特性aeaeICRCUnN1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程第12页/共69页第十三页，共70页。由电动机机械特性方程式可知，计算或绘制机械特性，必须知道CeF与CTF等参数，而这些参数电

12、动机结构参数p、a、N等有关，但这些参数不易得到；设计(shj)时，一般根据电动机铭牌数据、产品目录或实测数据来计算或绘制机械特性；对计算有用的数据通常有：PN、UN、IN和nN。1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程第13页/共69页第十四页，共70页。固有机械(jxi)特性

13、是一条直线，只要求出线上两个点的数据，就可绘出这条直线。一般选择理想空载及额定运行两点较为方便；理想空载点NN0eCUn NNNNNNnRIUnECae其中UN、IN和nN为已知，Ra可实测，或通过下式估算。2NNNN3221IPIURa1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程第

14、14页/共69页第十五页，共70页。额定( dng)工作点NNTNICTNN55. 9eTCCCe已在前面求得。1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程第15页/共69页第十六页，共70页。各种人为(rnwi)机械特性的计算较为简单，只要把相应的参数值代入相应的人为(rnwi)机

15、械特性方程式即可；TCCRRCUneae2NTNN电枢串电阻时的人为机械特性改变电枢电压时的人为机械特性TCCRCUneae2NTN减弱电动机励磁时的人为机械特性TCCRCUneae2TN1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程第16页/共69页第十七页，共70页。一台Z2型他励

16、直流电动机(dngj)的铭牌数据为：PN=22kW, UN=220V, IN=116A, nN=1500rpm。试绘制其机械特性。解：解：174. 011622000116220323222NNNNIPIURaV/rpm133.0NNNNnRIUCae理想空载点，T0rpm1650NN0eCUnn额定工作点，mN3 .14755. 9NNNICTTe1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动

17、他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程第17页/共69页第十八页，共70页。他励直流电动机的机械特性负载特性负载特性主要研究(ynji)：生产机械负载转矩特性与电动机的机械特性这两种特性的配合问题。在电力拖动运动方程式中，当转矩T 与Tz 方向相反，大小相等而相互平衡时，转速为某一稳定值，拖动系统处于稳态，或称静态。1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动

18、稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程第18页/共69页第十九页，共70页。稳定运行的必要条件是：两种特性有交点。稳定运行的充分条件是：如果电力拖动系统原在交点处稳定运行，由于出现某种干扰作用（如电网电压波动、负载转矩的微小变化等），使原来两种特性的平衡变成不平衡，电动机转速便稍有变化，这时，当干扰消除后，拖动系统必须有能力使转速恢复到原来交点处的数值(shz)。电力拖动系统如能满足这样的特性配合条件，则该系统是稳定的，否则是不稳定的。1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机

19、械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程第19页/共69页第二十页，共70页。稳定稳定(wndng)运行系统分析运行系统分析主要分析：他励直流电动机拖动一恒定负载时，且不考虑电枢反应，当电枢电压发生变化时，工作点得变化如下图所示。TCCRCUnTee2A12+n-nTn01.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1

20、.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程第20页/共69页第二十一页，共70页。不稳定不稳定(wndng)运行系统分析运行系统分析主要分析：他励直流电动机拖动一恒定负载时，考虑电枢反应，且负载转矩特性与电动机机械特性相交在特性上翘段，当电机速度稍微变化时。B12+n-nTn0n01.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1

21、.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程第21页/共69页第二十二页，共70页。起动时n0，如直接加额定电压起动，Ia 可能突增到额定电流的十多倍，必须(bx)限制起动电流 。通常限制启动电流的启动方法有：降压起动和电枢回路串电阻起动。aaaREUI他励直流电动机起动时，必须保证先有磁场（即先通励磁电流），而后加电枢电压。不考虑电枢

22、电感对电枢电流的影响，电枢电流Ia为1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程第22页/共69页第二十三页，共70页。降压降压(jin y)起动：可采用可调直流电源，如起动：可采用可调直流电源，如励磁可调节的直流发电机或晶闸管可控直流电源励磁可调节的直流发电机或晶闸管可控直流电源等

23、。等。Tn0T2TzT1UN1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程第23页/共69页第二十四页，共70页。电枢电枢(din sh)回路串电阻起动：一般采用回路串电阻起动：一般采用多级电阻分级起动，起动过程中起动电阻逐多级电阻分级起动，起动过程中起动电阻逐步切除。步切除。Tn0T

24、2TzT1R1RaR2R3R4n01.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程第24页/共69页第二十五页，共70页。他励直流电动机串电阻(dinz)分级起动时，起动电阻(dinz)一般可采用图解解析法和解析法两种。图解解析法图解解析法首先绘出他励直流电动机串电阻分级起动时，机械特性

25、图，作图步骤如下。1）绘制固有机械特性（参见1.3）2）选取起动过程中的最大电流I1与电阻切除时的切换电流I2（或T1、T2）。一般取I1=(1.52)IN，I2=(1.11.2)IN或I2=(1.21.5)IN。1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程第25页/共69页第二十六

26、页，共70页。1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行电力拖动稳定运行(ynxng)的条件的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程0nn0h图解解析法图解解析法3）绘制分级起动特性图a）在图中横坐标上截取I1及I2两点，并分别向上作垂直线；b）作人为机械特性n0a，n0a交I2的垂直线于b点；c）过b点作水平线bc交I1的垂直线于c点；d）

27、作人为机械特性n0c，n0c交I2的垂直线于d点；e）过d点作水平线de交I1的垂直线于e点；最后，当末段电阻切除时所画的水平线与I1的垂直线交点正好落在固有机械特性上。II2IzI1R1RaR2R3abcdefg第26页/共69页第二十七页，共70页。图解图解(tji)解析法解析法4）分级电阻计算计算根据：ICRnne0RCInnne0hggehghgheaaannnnnRRRRR11hggeannRRW11.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳

28、定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程In0I2IzI1R1RaR2R3n0abcdefgh第27页/共69页第二十八页，共70页。图解图解(tji)解析法解析法4）分级电阻计算hggchghghcaaannnnnRRRRRRW212hgecannRRW2同理hgecgeannnRRRWW21hgcaannRRW31.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性

29、的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程In0I2IzI1R1RaR2R3n0abcdefgh第28页/共69页第二十九页，共70页。1.他励直流电动机的机械他励直流电动机的机械(jxi)特性特性1.1 机械机械(jxi)特性方程式特性方程式 1.2 固有与人为机械固有与人为机械(jxi)特性特性1.3 机械机械(jxi)特性的绘制特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流

30、电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程解析法解析法c点存在解析法可直接计算分级电阻的数值，如左图所示：b点存在三级起动时，aRRRRRRII1122321Ec=Eb推广到m级起动ammmmRRRRRRRRII11221121In0I2IzI1R1RaR2R3n0abcdefgh32REUIb21REUIc2321RRII第29页/共69页第三十页，共70页。解析解析(ji x)法法设I1/I2=，为起动电流比，则mammmammaaRRRRRRRRRRR11212121mamRRlglgamRRm 式中，m为起动级数1.他励直流

31、电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程第30页/共69页第三十一页，共70页。解析解析(ji x)法法每级的分段电阻值为：W11111222111212211)() 1(RRRRRRRRRRRRRRRRRRRmmmmmmmmmmaaa1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.

32、1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程第31页/共69页第三十二页，共70页。解析解析(ji x)法法例题：例题：一台他励直流电动机的铭牌数据为：型号Z-290 ，PN=29kW，UN=440V，IN=76A，nN=1000rpm，Ra=0.377W。试用解析法求四级起动时的起动电阻值。解：解：已知起动级数m=4，A152A7622

33、N1II选取则895. 215244014IURRam664. 1377. 0895. 2444aRR1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程第32页/共69页第三十三页，共70页。解析解析(ji x)法法例题：例题：各级起动总电阻值为：WW627. 0377. 0664. 11

34、aRRWW043. 1627. 0664. 112RRWW736. 1043. 1664. 123RRWW889. 2736. 1664. 134RR1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程第33页/共69页第三十四页，共70页。解析解析(ji x)法法例题：例题：各级的分段电阻

35、值为：WWWW250. 0377. 0627. 011aRRRWWWW416. 0627. 0043. 1122RRRWWWW693. 0043. 1736. 1233RRRWWWW153. 1736. 1889. 2344RRR1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程第34页/

36、共69页第三十五页，共70页。电力拖动的过渡过程是指电力拖动系统由一个稳定工作状态(zhungti)过渡到另一个稳定工作状态(zhungti)的过程，如起动、制动、反转、调速和负载突变等。研究过渡过程可以分析如何缩短过渡过程时间，提高生产率；探讨减小过渡过程损耗的途径，提高电动机利用率；研究如何改善电力拖动的运行情况，使设备能安全运行。主要研究过渡过程中n = f（t）、T = f（t）、Ia = f（t）和P = f（t）的变化规律。1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械

37、特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程第35页/共69页第三十六页，共70页。在电力拖动系统中，一些电气参数（如电压、电阻等）与负载转矩的突然变化，会引起电动机的转速、电流、转矩及磁通的变化；由于惯性的作用，电动机的转速、电流、转矩及磁通等参量却不能突变(tbin)，而是一个连续变化的过程；电气参数（如电压、电阻等）与负载转矩的变化势必引起过渡过程；电力拖动系统中一般存在三种惯性：机械惯性 、电磁惯性 、热惯性。1.他励直流电动机的机

38、械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程第36页/共69页第三十七页，共70页。1机械惯性 反映在系统的飞轮(filn)惯量上，它使转速不能突变。 2电磁惯性 反映在电枢回路电感及励磁回路电感上，它们分别使电枢电流和励磁电流不能突变，从而使磁通不能突变。 3热惯性 它使电动机的温度不能突变。由于温度的

39、变化比转速、电流等参量的变化慢的多，一般不考虑热惯性的影响1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程第37页/共69页第三十八页，共70页。电力拖动的过渡(gud)过程一般分为两种：1）机械过渡(gud)过程 它只考虑机械惯性，忽略影响较小的电磁惯性。2）电气机械过渡(gud)过程

40、 它同时考虑机械与电磁两种惯性。他励直流电动机起动的过渡(gud)过程，首先应分析起动时的机械过渡(gud)过程，再分析电枢回路电感对起动过渡(gud)过程的影响1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程第38页/共69页第三十九页，共70页。起动起动(q dn)时的机械过渡过程时

41、的机械过渡过程1）电枢串固定电阻起动）电枢串固定电阻起动(q dn)的过渡过程的过渡过程RInCRIEUaeaaeaCRIUnWRRRa其中：1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程第39页/共69页第四十页，共70页。azICtnGDTTT2dd375eaCRIUn起动起动(q

42、 dn)时的机械过渡过程时的机械过渡过程tICCRGDCTIaTeTzadd37522tITIatMzdd1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程1）串固定电阻起动的过渡过程电流变化规律第40页/共69页第四十一页，共70页。起动时的机械过渡起动时的机械过渡(gud)过程过程1）

43、串固定电阻起动的过渡）串固定电阻起动的过渡(gud)过程电流变化过程电流变化规律规律tITItICCRGDCTIatMzaTeTzadddd37522TzzCTI/22375TetMCCRGDTIZ负载转矩对应的负载电流，即电动机起动完毕后，保持稳定转速运行时的电枢电流TtM电力拖动系统的机电时间常数，是表征机械惯性的一个非常重要的物理量 1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电

44、动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程第41页/共69页第四十二页，共70页。起动时的机械过渡过程起动时的机械过渡过程1）串固定）串固定(gdng)电阻起动的过渡过程电阻起动的过渡过程电流变化规律电流变化规律tMztMaaTITItIddtMTtzaIIII/zste)(其中：Ist为电流的起始值 或tMtMTtstTtzaIII/e)e1 (1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定

45、运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程第42页/共69页第四十三页，共70页。起动时的机械起动时的机械(jxi)过渡过程过渡过程eaCRIUntMTtzaIIII/zste)(或tMTtzstznnnn/e )(tMtMTtstTtznnn/e)e1 (或1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定

46、运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程tMTtezestezCRIUCRIUCRIUn/e1）串固定电阻起动的过渡过程转速变化规律第43页/共69页第四十四页，共70页。起动时的机械起动时的机械(jxi)过渡过程过渡过程1）串固定电阻起动的过渡过程转速变化规）串固定电阻起动的过渡过程转速变化规律律eaCRIUntMTtezestezCRIUCRIUCRIUn/e1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为

47、机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程azICtnGDTTT2dd375ezeCRIUntnCCRGDdd3752T2第44页/共69页第四十五页，共70页。起动起动(q dn)时的机械过渡过程时的机械过渡过程1）串固定电阻起动）串固定电阻起动(q dn)的过渡过程的过渡过程前面虽然根据他励直流电动机起动过程推导而得，但他是电流、转速变化的一般形式，适用于电力拖动系统的起动、制动、反转、调速及负载突变

48、等各种过程，应用时注意起始值和稳态值的不同特点。1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程第45页/共69页第四十六页，共70页。当nst=0时，Ist=U/R，则起动时的机械过渡过程起动时的机械过渡过程(guchng)1）电枢串电阻起动的过渡过程）电枢串电阻起动的过渡过程(guc

49、hng)nst=0时时tMtMtMTtstTtzTtzaeIeIIRUII/z)1 (e)/(1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程)e1 (/tMTtznn第46页/共69页第四十七页，共70页。求过渡过程某一阶段时间例如：求转速从nst（Ist、Tst）变化(binhu)到

50、nx（Ix、Tx）所需要的时间tx。起动时的机械过渡过程起动时的机械过渡过程1）电枢串电阻起动的过渡过程nst=0时zxzsttMxIIIITtlnzxzsttMxnnnnTtln或或zxzsttMxTTTTTtln或或1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程第47页/共69页第

51、四十八页，共70页。以串两级电阻(dinz)起动为例起动时的机械过渡过程起动时的机械过渡过程第一级起动时212WWRRRRa2T2121375)(CCRRRGDTeatM)e1 (1/1tMTtznn11/1/e)e1 (tMtMTtTtzaIII1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的

52、过渡过程2）电枢串多级电阻起动的过渡过程第48页/共69页第四十九页，共70页。以串两级电阻(dinz)起动为例起动时的机械过渡过程起动时的机械过渡过程2）电枢串多级电阻起动的过渡过程第二级起动时11WRRRa2T122375)(CCRRGDTeatM22/1/2e)e1 (tMtMTtTtznnn22/1/e)e1 (tMtMTtTtzaIII1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励

53、直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程第49页/共69页第五十页，共70页。以串两级电阻(dinz)起动为例起动时的机械过渡过程起动时的机械过渡过程2）电枢串多级电阻起动的过渡过程末级起动时aRR 12T2375CCRGDTeatMtMtMTtTtznnn/2/e)e1 (tMtMTtTtzaIII/1/e)e1 (1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定

54、运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程第50页/共69页第五十一页，共70页。以串两级电阻(dinz)起动为例起动时的机械过渡过程起动时的机械过渡过程2）电枢串多级电阻起动的过渡过程各阶段持续时间分别为：zztMIIIITt2111lnzztMIIIITt2122lntMTt)43(31.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力

55、拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程第51页/共69页第五十二页，共70页。以串两级电阻(dinz)起动为例起动时的机械过渡过程起动时的机械过渡过程2）电枢串多级电阻起动的过渡过程1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2

56、起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程第52页/共69页第五十三页，共70页。例题：一台他励直流电动机铭牌数据为：例题：一台他励直流电动机铭牌数据为： PN=29kW，UN=440V，IN=76A，nN=1000r/m, Ra=0.377W，已知四段起动电，已知四段起动电阻为：阻为：RW1=0.212W， RW2=0.405W， R W 3 = 0 . 6 9 5 W ， R W 4 = 1 . 1 5 8 W 。GD2=49.05Nm2。求分级。求分级(fn j)起动总的起起动总的起动时间动时间tst。起动时的机械过渡过程起动时的机械过渡过程2）电枢串多级电阻起动的过渡

57、过程1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程第53页/共69页第五十四页，共70页。解：解：起动起动(q dn)时的机械过渡过程时的机械过渡过程2）电枢串多级电阻起动）电枢串多级电阻起动(q dn)的过渡过的过渡过程程93. 3411. 055. 955. 9eTCC615. 1

58、93. 3411. 02TeCCNNNnRIUCae411. 01000377. 076440s231. 0375)(2T432121CCRRRRRGDTeatM1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程例题：例题：一台他励直流电动机铭牌数据为：PN=29kW，UN=440V，IN

59、=76A，nN=1000r/m，Ra=0.377W，已知四段起动电阻 为 ：RW1= 0 . 2 1 2W， RW2=0.405W， RW3=0.695W， RW4=1.158W。GD2=49.05Nm2。求分级起动总的起动时间tst。第54页/共69页第五十五页，共70页。起动时的机械过渡过程起动时的机械过渡过程(guchng)2）电枢串多级电阻起动的过渡过程）电枢串多级电阻起动的过渡过程(guchng)s137. 0375)(2T32122CCRRRRGDTeatMs081. 0375)(2T2123CCRRRGDTeatMs048. 0375)(2T124CCRRGDTeatMs031.

60、 03752T2CCRGDTeatM1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性1.1 机械特性方程式机械特性方程式 1.2 固有与人为机械特性固有与人为机械特性1.3 机械特性的绘制机械特性的绘制1.4 电力拖动稳定运行的条件电力拖动稳定运行的条件 2.他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动2.1 起动方法起动方法2.2 起动电阻计算起动电阻计算2.3 起动的过渡过程起动的过渡过程解：解：例题：例题：一台他励直流电动机铭牌数据为： PN=29kW，UN=440V，IN=76A，nN=1000r/m，Ra=0.377W，已知四段起动电阻 为 ：RW1= 0 . 2 1 2W， RW2