第2章-直流电机的电力拖动-课件

§2-4他励直流电动机的起动一、他励直流电动机的起动方法直流电动机接通电源，使之从静止状态旋转至稳定运行，这个过程称为起动。起动时n=0，Ea=0，起动瞬时的电流为由于电枢电阻很小，则起动电流很大。起动方法：降压起动，电枢回路串电阻起动二、降压起动从式中可看出降低端电压可降低起动电流1、起动过程2、起动计算三、电枢回路串电阻起动

1）起动瞬间，n=0

2）Ra很小1、起动过程2、电枢回路串电阻的分级起动电阻的计算1）几个要求2）计算步骤一般为已知条件得各级启动电阻（如果m级）：如果级数未知，根据只要初选出算出取接近的整数即可可由限流值得例：一台他励直流电动机，其额定参数为PN=7.5KW，UN=220V，IN=39.8A，nN=1500r/min，Ra=0.396Ω，设TL=0.8TN，起动级数m=3，求各级电阻和各分段电阻。解：⑴选取最大起动电流I1=2IN=79.6A⑶求起动电流比λ⑵求出⑷校核切换电流I2，I2=（1.2～1.5）IL⑸计算各级电阻⑸计算各分段电阻§2-5他励直流电动机的制动制动是从某一稳定转速开始减速到停止或限制位能性负载下降速度的一种运转过程。制动方式①自然停车②机械制动③电气制动

能耗制动

反接制动回馈制动电动状态：电磁转矩T与转速n同方向，电动机输入电能， 输出机械能。制动状态：电磁转矩T与转速n反方向，电动机输入机械能， 输出电能。一、能耗制动1、能耗制动的过程电动状态能耗制动状态2、能耗制动的机械特性从能量的观点看，能耗制动的能量是由机械能转变为电能，再转变成热能。电压平衡方程式3、能耗制动应主意的问题负载特性反抗性恒转矩负载位能性恒转矩负载常用于计算最终转速C特殊段特殊点C：电流与制动前相同例2-7某他励直流电动机额定数据如下：试求：（1）时试系统转入能耗制动车，要求起始制动电流为，电枢回路应串入电阻（2）的位能负载以最低的速度稳速下放，应串制动电阻且此最低转速二、反接制动1.电压反向的反接制动1)反抗性恒转矩负载（用于快速停车）制动过程：制动计算：转速=0时需切断电源。？特殊点：A、B、C、D、ECDE（）特殊段：BC段、CD段、DE段2)位能性恒转矩负载：转速=0时即使切断电源还会下降EA：额定点B：制动瞬间CDBC段：开始电流为负关键量：电流大小及方向D点：I=0反向理想空载点，开始电流为又正E点：位能性恒转矩负载最终稳定点CD段DE段C：n=02.电动势反向的反接制动（用于位能负载稳定低速下放）拖动位能性负载时，在下放重物时，串入较大的电阻。在重物的作用下，电机反转。电机仍从电源处吸入电能，重物位能的减少电能，一起消耗在电枢回路电阻上。三、回馈制动对位能负载，如下放重物时，采用反接制动，当电机反转时，转速大于n0。在回馈制动过程中，Ia＜0，T＜0，Ea＞U，所以P1=UIa＜0，即向电网回送电能；而P2=T2Ω＜0，即吸收机械功率，因此这一过程是将机械能变成电能。§2-7他励直流电动机的调速从机械特性的一般形式他励直流电动机的调速方法有1.电枢回路串电阻调速2.降低电源电压的调速3.弱磁调速调速范围静差率调速范围是指电动机在额定负载时，最高转速nmax与最低转速nmin之比。用符号D表示，即最高转速nmax受电动机换向能力和机械强度的限制。一般取为电动机的额定转速nN。一、评价调速方法的主要指标调速的平滑性1.调速范围调速时电动机的容许输出调速的经济性静差率是指电动机带额定负载时的转速降Δn与对应机械特性上理想空载转速n0之比。用符号δ表示，即静差率是反映静态运行转速相对稳定的一个指标。静差率δN越小，因负载波动而引起的转速变化就越小，转速的相对稳定性就越好。注意：静差率δN不仅与机械特性的硬度有关，还与理想空载转速n0的高低有关。2.静差率最低转速nmin受静差率指标的限制。3.调速的平滑性定义：相邻两级转速中，高一级转速ni与低一级转速ni-1之比， 用平滑系数表示，即越大，调速的平滑性越差。越接近1，调速的平滑性越好。为无级调速，即转速可以连续调节。4.调速的经济性调速的经济性主要是指调速装置的初投资、电能损耗及运转维修费用。5.调速时电动机的容许输出1.电枢回路串电阻调速电枢回路串电阻，只能在额定转速（基速）以下调速，一般称为由基速向下调速。二、3种调速方法特点：①机械特性变软，受负载波动影响大；②在空载或轻载时，调速范围小；③有级调速；④损耗大，电动机效率低。它应用于对调速性能要求不高的场合（如起重机、电车等）。2.降低电源电压的调速工作点变动情况：特点：①基速向下调速；②机械特性的硬度不变，速度稳定性好；③可实现无级调速；④损耗小，电动机效率高。3.弱磁调速工作点变动情况特点：①基速向上调速；②可实现无级调速；③损耗小，电动机效率高。三、调速时电机的容许输出（调速方式与负载性质的配合）

一台电机能否在某负载下长期运行，主要决定电机的发热，而发热又主要决定电枢电流。因此总希望调速前后电枢电流保持不变，这就是所谓的调速时电机的容许输出。与调速性质和负载性质密切相关1、调速性质所谓调速性质就是表征整个调速范围内或与转速的关系。（1）恒转矩调速性质降压调速、电枢回路串电阻调速降压调速与电枢回路串电阻调速时，在整个调速范围内的容许输出转矩为常数，称为恒转矩调速方式。其容许输出功率与转速成正比弱磁调速时，在整个调速范围内的容许输出功率为常数，称为恒功率调速方式。其容许输出转矩与转速成正比。（2）恒功率调速性质弱磁调速在调速过程中所以：2、调速性质与负载性质的配合对于恒转矩负载，要采用恒转矩调速方式，使电机既安全又得到充分利用，这种配合最理想。如果恒转矩负载采用恒功率调速方式，必须使高速时所对应的最小值与相等，这样在整个调速范围内，除式中恒转矩负载在高速时所对应的最大负载功率之外的所有转速，都是所以电机得不到充分利用。调速的计算例某他励直流电动机数据为：PN=55kW，UN=220V，nN=635rpm，IN=280A,Ra=0.044Ω求：带额定转矩运行串多大电阻可使n=500r/min调压=？n=500r/minΦ=0.8ΦNn=?,能否长期运行？解：能否长期运行?看是否超过额定功率或额定电流？M串励UIanM据此公式做出T-n曲线§2-8串励和复励电动机的电力拖动串励的特点：励磁线圈的电流和电枢线圈的电流相同。设磁通和电流成正比，即=KIa,则nM

T=0时，在理想情况下，n。但实际上负载转矩不会为0，不会工作在T=0的状态，但空载时T很小，n很高。串励不允许空载运