第三章 直流电机的电力拖动

1、电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动第一节第一节 他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性 直流电动机的机械特性就是指在稳定运行情况下，电动机的转速与电磁转矩之间的关系，即n=f(T)。机械特性是电动机的主要特性，是分析电动机起动、调速、制动等问题的重要工具。下面以他励直流电动机为例讨论机械特性。 第三章第三章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性nnTnTCCRCUCRCTUCRRIUCEnTeeeTepaaaea002)()(理想理

2、想 空载空载 转速转速机械特性机械特性的斜率的斜率转速降转速降斜率斜率越小，越小，特性越平，特性越平，称为称为硬特性硬特性。反之称为软反之称为软特性特性机械特性曲线实际空载转速一般表达式一般表达式他他励励电电动动机机的的接接线线图图电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动1、固有机械特性、固有机械特性U=UN、=N， R Rpapa=0=0的机械特性称固有机械特性R Rpapa=0, =0, R Ra a很小，很小， = N数值最大，数值最大，机械特性斜率机械特性斜率最小，他励最小，他励直流电动机的固有机械特性是硬特性。直流电动机的固有机械特性是硬特性。二、固有机械

3、特性及人为机械特性二、固有机械特性及人为机械特性电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动2、人为机械特性、人为机械特性 如果人为地改变固有机械特性中的气隙磁通、电源电压和电枢回路电阻R Rpa中的任意一个参数，这样的机械特性称为人为机械特性。 （1 1）电枢回路串电阻时的人为机械特性）电枢回路串电阻时的人为机械特性 斜率斜率 增加增加电电 阻阻 增增 加加n n0 0 不变不变电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动(2)改变电源电压的人为机械特性改变电源电压的人为机械特性(3)改变磁通的人为机械特性改变磁通的人为机械特性磁磁通通减减小小

4、电电压压降降低低U降低，降低， 不变，n0减小减小(2)改变电源电压的人为机械特性改变电源电压的人为机械特性 减小，减小， 增大，n0增大增大电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动三、电枢反应对机械特性的影响三、电枢反应对机械特性的影响电枢电流较大时，电枢反应加大，使气隙磁通下降较多电动机转速升高。机械特性上翘。防翘办法：在主磁极加稳定绕组 使其磁势与主磁极方向 相同。四、他励直流电动机机械特性的绘制四、他励直流电动机机械特性的绘制公式计算固有机械特性的步骤：1.计算Ra, 2.计算CeN 3.求n0=UN/ CeN 4.计算TN = 9.55CeNIN 人为机械

5、特性的绘制: 求出n 0,再求出稳定转速 nTNNaeNNUI RCnPN为电动机的 额定功率。321012()23NNNaNU IPRI电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电力拖动系统的稳定运行，是指在某种外界因素(如电网电压波动或负载的微小变化)的扰动下，系统离开原来的平衡状态，达到新的平衡状态；或当外界因素消失后，仍能恢复到原来的平衡状态。 前面分析了生产机械的负载转矩特性nf(TL)和电动机的机械特性n=f(T)，把两种特性配合起来，就可以研究电力拖动系统的稳定运行问题。 电动机在电力拖动系统中运行时，会使系统出现稳定运行和不稳定运行两种情况。五、电力

6、拖动稳定运行的条件五、电力拖动稳定运行的条件电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动电力拖动系统稳定运行的必要条件必要条件：电动机的机械特性与负载转矩特性有交点： 即 T=TL 电力系统要稳定运行的充分条件充分条件：两条特性配合恰当，即在交点处满足：dT/dndTL/dn电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动电力拖动系统稳定运行的分析电力拖动系统稳定运行的分析结论：结论：下斜的机械特性与恒转矩负载配合, 系统能够稳定运行; 上翘的机械特性与恒转矩负载配合, 系统不能稳定运行。 恒转矩负载恒转矩负载特性在特性在A点点的斜率：的斜率：d d

7、n n/d/dT TL L=,则则d dT TL L/d/dn n=0=0下斜的机械特性在A点其dn/dT0,则dT/dn0，在A点满足dT/dn0,则dT/dn0，在A点不满足dT/dnTL)。 （2）起动电流要限制在一定的范围内。 （3）起动设备简单、可靠，操作方便，起动时间短。对直流电动机的起动的要求：对直流电动机的起动的要求：电枢回路串电阻起动电枢回路串电阻起动减压起动减压起动注意：起动时应保证注意：起动时应保证电动机的磁通为最大电动机的磁通为最大值，以在限制起动电值，以在限制起动电流的情况下使转矩较流的情况下使转矩较大。大。 对于容量较大的电机，为限制起动电流，可用电机及拖动基础电机

8、及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动2 2、减压起动、减压起动 减压起动即起动前将电源电压降低，以减小起动电流I Ist。为获得足够的起动转矩（TstTL），起动时电流通常限制在(1.52)I IN 内，则起动电压应为： Ust=I IstR Ra=(1.52)I INR Ra 当n，Ea Ia, Tst 须U 保证起动电流和转矩保持在一定的数值上。至U=UN，起动结束。 3 3、电枢回路串电阻起动、电枢回路串电阻起动 电枢回路串电阻起动时，电源电压为额定值且恒定不变，在电枢回路中串接一起动电阻Rst，达到限制起动电流的目的。电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电

9、动机的电力拖动 例例3-2 上例中的电动机若限制起动电流不超过100，求 1)采用减压起动，起动电压是多少？ 2)采用电枢回路串电阻起动，则开始时应串入多大电阻？解解：1) 起动电压 UstIstRa1000.286V28.6V2) 起动电阻 RstUNIst-Ra220/100-0.2861.914 可见串入一个不到2的电阻，就可将电流从769.2A降至100A，限流效果十分明显。 电枢串电阻起动后，n，Ea Ia Tst 加速减慢，为了缩短起动时间，保持电动机在起动过程中的加速不变，理论上应将起动电阻平滑地切除，但实际中把起动电阻分成24段逐级切除（称分级起动），最后使电动机转速达到运行值

10、。下面以4 级起动为例进行分析。电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动采用采用4 4级起动时电动机的电路接线图级起动时电动机的电路接线图 及其机械特性及其机械特性 串入全串入全 部电阻部电阻逐级切逐级切 除电阻除电阻稳定运行点稳定运行点转速逐步上升转速逐步上升切换转矩切换转矩T TSt2St2起动点起动点I Ist1st1和和T Tst1st1为最大值为最大值电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动二、他励直流电动机的反转二、他励直流电动机的反转 要使电动机反转，必须改变电磁转矩T的方向。只要将磁通和Ia任意一个参数改变方向，电磁转矩即

11、改变方向。在自动控制中，通常直流电动机的反转实施方法有两种：由： 1、改变励磁电流方向改变励磁电流方向 ：保持电枢两端电压极性不变，将 励磁绕组反接，使励磁电流反向，磁通即改变方向。 2、改变电枢电压极性：、改变电枢电压极性：保持励磁绕组两端的电压极性不变，将电枢绕组反接，电枢电流a即改变方向。实际应用中大多采用改变电枢电压极性的方法来实现电动机实际应用中大多采用改变电枢电压极性的方法来实现电动机的反转。的反转。 电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动第三节第三节 他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速调速：调速：机械调速机械调速: :电气调速电气调速: :改变

12、传动机构速比改变传动机构速比 改变电动机参数改变电动机参数, ,人为地改变电动机的人为地改变电动机的 机械特性，从而使负载工作点发生变化，机械特性，从而使负载工作点发生变化， 转速随之变化。转速随之变化。 由由得调速方法：得调速方法：降压降压U U减弱磁通减弱磁通电枢回路串电阻电枢回路串电阻电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动一、调速指标一、调速指标1.1.调速范围调速范围 电动机在额定负载下可能运行的最高转速与电动机在额定负载下可能运行的最高转速与 最低转速之比，通常又用最低转速之比，通常又用D D表示表示: :受电动机的机械强度、换向条件、电压受电动机的机械

13、强度、换向条件、电压 等级等方面的限制等级等方面的限制 受到低速运行时转速的相对稳定性的限制受到低速运行时转速的相对稳定性的限制 不同的生产机械对调速范围的要求不同，例如车床 20120 ，龙门刨床1040，轧钢机 3120，造纸机320 等。 电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动3.3.调速的平滑性调速的平滑性 在一定的调速范围内，调速的级数越多，即调在一定的调速范围内，调速的级数越多，即调 速越平滑，相邻两级转速之比称为平滑系数：速越平滑，相邻两级转速之比称为平滑系数：1 1，则平滑性好，则平滑性好， 当当 =1=1时，称为无级调速，即转速可以连续调节。时，

14、称为无级调速，即转速可以连续调节。 调速不连续时，级数有限，称为有级调速。调速不连续时，级数有限，称为有级调速。4.4.调速的经济性调速的经济性 对调速设备的投资和电能消耗等经济效果的综合比较。对调速设备的投资和电能消耗等经济效果的综合比较。 电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动（一）（一） 电枢串电阻调速电枢串电阻调速电枢回路串电阻的机特，Rpa愈大，特性愈软，转速愈低。调速过程调速过程：电动机原稳定运行在固有机械特性的a点上，当pa接入瞬间，因n不能突变，工作点从a点跳至人为机械特性的b点，这时，IaT U，Ia方向与电动运行状态相反，T的方向与电动运行状态

15、时相反，为制动性质，P10，电机向电源回馈电能回馈电能，此时电机的运行状态称为回馈制动。 当位能性负载进行电枢反接制动，当n=0时，如不切除电源，电机便在电磁转矩和位能负载转矩的作用下，迅速反向加速，至 n n0时，电机进入反向回馈制动状态，此时因n为负，T为正，机械特性位于第IV象限，最终稳定下放重物运行于d点 反向回馈制动对位能性负载下放时起限速作用。所串电阻Rbk越大，下放速度越高，安全性越差。所以常切除电阻，称在固有机特上，下放重物。电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 例例2-8 一台他励直流电动机，PN=5.6KW，UN=220V，IN=31A，nN

16、=1000r/min，Ra=0.4，负载转矩 TL=49 Nm，电枢电流不得超过2倍额定电流。试计算：(略T0） 1).电动机拖动反抗性负载，采用能耗制动停车，电枢回路应串入的制动电阻最小值是多少？若采用电枢反接制动停车，电阻最小值是多少？ 2).电动机拖动位能性恒转矩负载，要求以300r/min速度下放重物，采用倒拉反接运行，电枢回路应串入多大电阻？若采用能耗制动运行，电枢回路应串入多大电阻？ 3).想使电机以n=1200r/min速度，在反向回馈制动运行状态下，下放重物，电枢回路应串多大的电阻？若电枢回路不串电阻，在反向回馈制动状态下,下放重物的转速是多少？ 4) 定性画出各种制动情况的机

17、械特性。电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 解解 1）计算能耗制动电阻和电枢反接制动电阻 208. 010004 . 031220NaaNNenRIUCmin/1010min/)49208. 055. 94 . 0208. 0220(22rrTCCRCUnNTeaNeN电动状态的稳定转速能耗制动电阻 99. 2)4 . 03121010208. 0(akbNeabkabkRInCRIER电枢反接制动电阻 54. 6) 4 . 03121010208. 0220(abkaNbkRIEUR2)计算倒拉反接运行和能耗制动运行时，电枢回路应串入电阻倒接反接稳定制动时的

18、电枢电流为 AACTINTbk67.24208. 055. 949电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动倒拉反接制动稳定运行时的电阻 05.11)4 . 067.24)300(208. 0220(abkaNbkRIEUR能耗制动稳定运行时的电阻 13. 2)4 . 067.24)300(208. 0(abkNebkRInCR 3）反向回馈制动运行计算8 . 0)4 . 067.24)1200(208. 0220(abkaNbkRIEUR反向回馈制动运行时电阻反向回馈制动不串电阻时的转速 min/1105min/208. 04 . 067.24220(rrCRIUn

19、NeabkN）电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 4）画各机械特性 min/7 .1057min/208. 02200rrCUneNmNmNnPTNNN48.5310005600055. 955. 9电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动第五节第五节 电力拖动系统的过渡过程电力拖动系统的过渡过程一、电力拖动系统的过渡过程的一般概念一、电力拖动系统的过渡过程的一般概念 电力拖动系统的过渡过程是指拖动系统从一个稳定状态到另一个稳定状态中间的过程。产生原因：系统中存在机械惯性和电磁惯性，即飞轮力矩和电感、电容储能元件。研究的问题：求电力

20、拖动系统的动态特性，即 等随时间变化的规律。方法：建立系统的微分方程式并求解。aTnI、 、电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动直流他励电动机微分方程组：为了满足生产机械对过渡过程的不同要求，需要对电力拖动系统过渡过程的规律进行分析，以正确地选择及合理使用电力拖动装置，提高生产率、质量，减轻劳动强。aaaaadIULEI Rdt2375LGDdnTTdtaeNECnTNaTCI电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动二、他励直流电动机拖动系统过渡过程的数学分析二、他励直流电动机拖动系统过渡过程的数学分析（一）机械过渡过程的一般表达式1

21、.转速的变化规律n=f ( t )系统运动方程式为电动机的机械特性方程式dtdnGDTTL3752dtdnGDTnTdtdnGDnnLL375)375(2020 稳态转速ns 机电机时间常数 TMdtdnTnnMS电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动变为标准型:它的通解为C由初始条件确定,当t=0 时,n=ni得 代入后得n的解析式MSdnTnndtMtTsnnCe()MtTsisnnnn en0nsniTs=TLTiisCnn电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动2.电磁转矩的变化规律T=f ( t )3.电枢电流的变化规律Ia=

22、f(t)由T=CTIa 得0nnT0SSnnT0iinnT()MtTSiSTTTT e()MtTaasaiasIIII e电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动(二)机械过渡过程解析式的讨论1.n=f ( t ) T=f ( t ) Ia=f(t)三式具有相同的形式,都有 两个分量,即稳态分量和自由分量(动态分量). 按指数规律变化,起始于初始值,终止于稳态值.TnttxtntxTsTxTinsnxni电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动2.过渡过程时间的长短取决于TM的大小.3.初始值、稳态值和机电时间常数是决定机械过渡过初始值、

23、稳态值和机电时间常数是决定机械过渡过程的三个要素。程的三个要素。可由机械特性求得，再利用机械过渡过程的解析式计算过渡过程曲线。4.过渡过程时间的计算:达到稳态值的时间:理论上为t=,实算取 t=4TM 22222375375375375acsiMeTsisRRnnGDGDn GDGDTC CTTT电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动达到某一数值时所需时间:n=nx所需时间T=Tx或Ia=Ix时所经时间 或 三、起动的过渡过程三、起动的过渡过程（一）起动过渡过程曲线的计算串电阻起动时（一级）：初始转速ni=0， 初始转矩Ti=Tst；稳定转速ns=na，Ts=TL

24、机电时间常数 isxMxsnntT InnniSXMxsTTtT InTTaiaSXMaxasIItT InII222200375375375375AAMstLstLnnnnGDGDGDGDTTTTT电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动把三要素代入相关式得：（三）逐级切除电阻时过渡过程的计算1.n=f(t)曲线的计算 以三级起动为例第一级: 初始转速 ni1=0,稳定转速为ns1斜率 故机电时间常数(1)MtTAnne()MtTLstLTTTT enTttATLBTstn0t=4TMIa011sLnnT2011375sMLnn GDTT电机及拖动基础电机及拖动基

25、础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动解析式第一级经历的时间为 nx1为切除第一级起动电阻瞬间电动机的转速.111(1)MtTsnne11111sstMsxntTInnnnTttntst1tst2 tst3tsttst1tst2tst3tstnsns2ns1nx1nx2电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动任意级:转速解析式各段时间通式:2.T=f(t)曲线的计算 220375375smMmmLnnGDGDTT(1)()MmtTmsmx msmnnnn e(1)smx mstmMmsmxmnntTInnn1()MmtTmLstLTTTT e电机及拖动基础电机及

26、拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动四、能耗制动过渡过程四、能耗制动过渡过程（一）拖动反抗性恒转矩负载能耗制动机械特性与负载机械特性交于C点视C点为假想的稳定工作点。满足了TL=常数的条件。实际能耗制动的起始点为B点，到坐标原点0结束。TBTBTLnnttABCTT0t0电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动起始值 ：ni=nA，Ti=TB0) (T0) 0C段并未出现,故对应的过渡过程用虚线表示.过渡过程时间t0的计算: 将t0时n=0代入n=f(t) ()MtTcAcnnnn e()MtTLBLTTTTe0AcMcnntTInn电机及拖动基础电机及

27、拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动注意:利用以上公式计算时,nc及TB应代负值.(二)拖动位能性恒转矩负载 与反抗性负载相同.所需时间为t0.D点为稳定工作点0 D段的过渡过程初始值为n=0,T=0;稳态值为n=nD0,T=TL2,代入一般公式Ct0TL2TBnDnCDABnttTTn0B 00 Dt0B 00 DTL1TL2TBB 0电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动得到:注:上式中的时间t是从t=t0算起的.所需时间 为t=4TM.过渡过程总时间为两段所需时间之和,即 t=t+4TM五、反接制动过渡过程五、反接制动过渡过程（一）拖动反抗性恒转

28、矩负载1.如只用于停车而不需要反转.当过渡过程进行到n=0时,应立即断电抱闸.(1)MtTDnne2(1)MtTLTTe电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动过渡过程为B E ( C )段.起始点:ni=nA ,Ti=TBC点为虚稳定点:ns=nC0,TTL,tt0)0ACMCnntT Inn电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动2.如反接制动用于电动机反转过渡过程分成两段:第一段:B E ,计算方法与反接制动停车同.第二段:E D,D点为稳定运行工作点,起始 值ni=0,Ti=TE0,稳态值 ns=nD,Ts=TL机电时间常数TM不

29、变.式中时间t的起算点为t0总时间为: (1)MtTDnne()MtTLETT Tet0+4TM解析式电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动(二)拖动位能性恒转矩负载D点为稳定运行工作点分两段组成:1.从B E与反抗性负载反接制动停车时相同.2.从E D,初始点为E(ni=0,Ti=TE0),稳态点 为D(ns=nD0)nABEDCTL1TL2t0ntB EE D电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动22()MtTLELTTTTe解析式:T的起始点为t0六、过渡过程中的能量损耗六、过渡过程中的能量损耗（一）过渡过程能量损耗的一般情况

30、总损耗p=p0+pCua ，其中铜损pCua =Ia2RaIa在过渡过程中较大，故pCua 占比重大可认为p pCua。(1)MtTDnne电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动假定： 1.= N. 2.U=常数. 3.电枢回路总电阻为Ra1 =Ra+Rc. 4.电动机为理想空载,即TL=T0+Tm=0.在拖动系统的过渡过程中,电动机电压方程 电枢回路电感小可怱略故有:电磁功率EaIa=T; 输入功率UIa=而T-TL=J d/dt, TL=0,故电磁转矩T=Jd/dt 1aaaaadIUEI RLdt1aaaUEI R21aaaaaI UI EI RaaIE )

31、(0电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动于是有:设过渡过程从t1时刻到t2时刻,相应由1到2,则该段的能量损耗为:表明:过渡过程中的能量损耗仅取决于过渡过程中的能量损耗仅取决于J、0 及开始和终了时的及开始和终了时的1、 2，与过渡过程与过渡过程 的时间无关。的时间无关。210aaddI RJJdtdt 22222101111ttaattApdtI R dtJdJd 22021211()()2KJJAA 电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动（二）理想空载起动过程中的能量损耗特性1：初始1=0， 终止2= 0能耗说明：输入到电枢回路

32、的能量J 02有一半 消耗掉了，另一半转变为系统的动 能贮存起来。（三）理想空载能耗制动过程的能量损耗T00-01232012AJ电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动特性2： 电机与电网没有能量转换关系 A=0初始1= 0，终止2=0,能耗 A=（四）理想空载反接制动过程中的能量损耗特性3：初始1= 00,终止2=0,因此 A=J 02AK= 能耗A=说明:电源输入的能量A和系统释放的能量AK 全部消耗掉了.2012J 202021)(21JJ2032J电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动(五)理想空载反转过程中的能量损耗00;

33、1= 0; 2= -0 能耗A=4 J 02其中3份为制动时损耗,另1份为反转起动损耗.(六)减少过渡过程中能量损耗的方法1.减小J (1)选电枢细而长的电动机; (2)采用双电机拖动.相当于电枢细 而长.2.降低0 0 正比于U,故可降低电源电压 分级起动,可大减小能耗.12电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动第七节第七节 串励和复励直流电动机串励和复励直流电动机直流串励电动机的励磁绕组与电枢电路相串联，使得f=a，造成了串励电动机具有与他(并)励电动机有很大差异的特性。 一、一、串励直流电动机串励直流电动机从结构上来看，由于串励电动机的励磁绕组流过的是电枢电

34、流，导线截面与他(并)励电动机相比较大，匝数较少。 串励电动机接线图电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动一、串励直流电动机一、串励直流电动机 1.串励直流电动机的机械特性串励直流电动机的机械特性 按前图写出串励电动机的电动势平衡方程式： 由此推出电动机转速方程为)(PafaRrRR式中：因f=a，串励电动机的磁通随电枢电流a变化的。电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 1.串励直流电动机的机械特性串励直流电动机的机械特性 当负载增大时，电枢电流增大，电机铁心渐趋饱和，磁通 随电枢电流a的增大而很少增加，可近似把视为常数，这时串励电

35、动机的机械特性与他励电动机相似，可认为是一直线。如图曲线1所示。 在轻负载运行区间，串励电动机电枢电流较小，电机铁心未饱和，电枢电流与磁通成正比 。 Ia (I IaRa) n ，同时Ia n ，双重因素使负载增加时，转速快速下降。串励电动机的机械特性电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 1.串励直流电动机的机械特性串励直流电动机的机械特性 综上所述，串励电动机的机械特性具有如下特点：综上所述，串励电动机的机械特性具有如下特点： 1)由于负载增大即电枢电流增大时，磁通也同时增大，所以它的转速随负载转矩增大而迅速下降，机械特性为软特性。 2)串励电动机的理想空载转

36、速n0 =U/(Ce)，当a时，从理论上分析n0应为无穷大，实际上电机总有剩磁存在，空载转速不能达到无穷大。但因剩磁很小，致使电机的实际空载转速仍很高，一般可达(56)nN，即出现“飞车”现象，这样高的速度将造成电动机与传动机构损坏，所以串励电动机是绝对串励电动机是绝对不允许空载起动和空载运行的不允许空载起动和空载运行的。通常要求负载转矩不得小于四分之一额定转矩。为了安全起见，串励电动机和拖动的生产机串励电动机和拖动的生产机械之间不得用皮带或链条传动械之间不得用皮带或链条传动，以免皮带、链条断裂或皮带打滑致使电动机空载运行。 3)当电枢电路串接外电阻时，机械特性曲线更加变软，如图曲线2所示，外加电阻越大，特性越软。电机及拖动基础电机及拖动基础直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动2、串励电动机的电力拖动、串励电动机的电力拖动起动：起动：串励电动机的起动性能比他励、并励电动机好，因起动转矩Tst=CTIa,如果铁心未饱和，Ia，起动转矩倍数比他(并)励电动机大 。反转：反转：电枢绕组反接或励磁绕组反接。 调速：调速：电枢串电阻调