第二章 直流电机的电机拖动

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1、第二章直流电机的电机拖动直流电机的电机拖动1.电力拖动的动力学基础；2.他励电动机的机械特性；3.他励直流电动机的起动；4.他励直流电动机的制动；5.他励直流电动机的调速；电力拖动系统的动力学基础以电动机作为原动机，按人们所给定的规律来带动生产机械，称为电力拖动。电源控制设备电动机传动机构工作机构电力拖动系统的构成基础运动方程：M?MZd?GD2dn=J?=?dt375dt=2?π?n/60GD2GD2J=m?ρ2=()=g24gg：重力加速度，9.8米/秒2；GD2：系统的飞轮矩（牛·米2）；n：转速（转/分）；M、MZ：转矩（牛·米）

2、注意：GD2是一个完整的符号;M、MZ具有方向性，与转速方向一致为正。多轴系统的运动方程系统中具有两根或两根以上不同转速的转轴，称为多轴系统。对多轴系统的分析，通过把多轴系统折算为等效的单轴系统，进行简化。按单轴系统的运动方程进行简化。折算原则：保持系统的功率传递关系及系统储存的动能不变。负载转矩、飞轮矩、阻力、质量等负载转矩特性反抗性恒转矩负载nMZ负载转矩的大小0与速度无关，但其方向始终与转向相反位能性恒转矩负载n转矩具有固定的MZ方向，不随转速0方向的改变而改变恒功率负载nMZ负载的功率为常0数，不随转速的变化而改变通风机型负载n负

3、载的转矩与Z0转速的平方成正比M稳定运行条件电机的机械特性需要与负载特性同时存在。分析拖动系统运行时，在同一坐标图上，两特性的交点是系统的平衡点。平衡点＝稳定点？稳定点：在受到外界扰动后，仍能还原的点。dMemdMZ稳定点的条件：

4、电阻时，转速与转矩之间的关系,称为固有机械特性。UNRan=?Mem2CeφNCeCMφN分析：1.电磁转矩越大，转速越低，机械特性是一条下斜直线；nn0n’0nN0Mem0MemNMemnn’0n0nN固有机械特性分析UN2.当转矩等于零点，n=n0=为理想空载转速。CeφN此时Ia＝0，Ea＝UN，是一种理想工作状态。3.n0’为电动机的实际空载转速，比n0略低。对应于空载转矩。4β=0Mem0MemNMemRan=n0?Mem2CeCMφN'0常称?小的机械特性为硬特性，?大的机械特性为软特性。Ra为机械特性斜率。?增大，n也增大。

5、通?2CeCMφNnn’0n0nN固有机械特性分析0Mem0MemNMem5.额定转速变化率?n%，表示电机额定负载时的转速比n0降落的程度。n0?nN?nN?n%=×100%=×100%nNnN6.n>n0时为发电机状态，此时Ea>U,Ia反向，Ea与Ia同向，向电网送出电功率。7.堵住点。电枢电流：电磁转矩：n=0,Ea=CeφNn=0Ia=UN=IkRa此时为短路电流；Mem=CMφNIk=Memk为电机堵转转矩。人为机械特性分析根据转速、转矩公式n=UR?Mem2CeφCeCMφ人为地改变电动机参数U、R或Φ得到的机械特性，称为人

6、为机械特性。有三种人为机械特性：（1）电枢回路串电阻的人为机械特性；（2）改变端电压时的人为机械特性；（3）减弱电动机主磁通时的人为机械特性；电枢回路串电阻的人为机械特性保持U＝UN及Φ＝ΦN不变而在电枢回路中串入电阻Rc，所得的n＝f（Mem）关系。n=UNR+Rc?aMem=n0?βMem2CeφNCeCMφNnn0RaRa+Rc1Ra+Rc2Rc2>Rc10人为固有对于给定的Rc，，β为常数。Mem电枢回路串电阻的人为机械特性电枢串电阻人为特性的特点：（1）理想空载转速n0’与固有机械特性的n0相同；Ra+Rc>βN，特性变软，（2

7、）斜率β=2CeCMφN在同一个转矩下，转速下降更多。改变端电压时的人为机械特性保持每极磁通为额定值不变，电枢回路不串电阻(Rc=0),只改变电枢电压时的机械特性。表达式：nn0UNU1U2UN>U1>U20人为固有URan=?Mem2CeφNCeCMφN'=n0?βNMem一般都为降低的电压。Mem改变端电压时的人为机械特性改变端电压人为特性的特点：（1）理想空载转速比固有特性的理想空载转速低。端电压下降越多，其理想空载转速越低。（2）端电压不同，但人为特性的斜率跟固有特性的斜率相等，因此各条特性彼此平行。减弱电机主磁通的人为机械特性保

8、持端电压为额定值不变，电枢回路不串电阻(Rc=0),只改变励磁电流的机械特性。表达式：nn0ΦN’ΦN固有ΦN>ΦN’0人为UNRan=?Mem2CeφCeCMφ=n?βMem''0'N额定时