他励直流电动机的机械特性

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1、电机原理及拖动主讲：武桐主要内容：机械特性基础最重要起动调速制动难点§3直流电动机的电力拖动重点章节一、他励直流电动机机械特性概念1.定义：电源电压U、气隙磁通Φ、电枢回路总电阻均为常数时，讨论，即为机械特性。§3.1他励直流电动机的机械特性2.方程：(回路总电阻)(理想空载转速)(特性斜率)TUnTLRa+RcEaIaMβ大时特性曲线越陡机械特性软β小时特性曲线越平机械特性硬一、他励直流电动机机械特性概念3.机械特性曲线：穿越Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ象限的一条略下倾的直线；◆机械特性的软硬度图3－2他励直流电动机的机械特性曲线TA’CBnn△nA§3.1他励直流电动机

2、的机械特性一、他励直流电动机机械特性概念4.分析四个特殊点：理想空载点（0，）①理想空载点A实际空载点（，）②实际空载点A’∵当时，故有：（）人为通过外界经电机轴上转入与同方向的拖动转距，克服。起动理想空载点，仅靠电机本身达不到，但为什么实验中则可以测得？nA’CBn△nAT§3.1他励直流电动机的机械特性③额定工作点C额定工作点（，）④堵转点B堵转点（，0）堵转转矩：堵转电流：仅由外加电压和电枢回路总电阻决定。（空载堵转电流很大，）nA’CBn△nATA、B两点，因为电机电磁功率，所以不能实现机电能量转换。一、他励直流电动机机械特性概念4.分析四个特殊点

3、：（例）§3.1他励直流电动机的机械特性一、他励直流电动机机械特性概念5.三个象限曲线：■Ⅰ象限电动状态，方向同向，T为拖动转矩；当，从到时分析过程：nA’CBn△nAT拖动转矩，而转速？在U、Ф、Ra＋Rc为常值条件下当拖动转矩＝负载转矩时，电机稳定运行于C§3.1他励直流电动机的机械特性一、他励直流电动机机械特性概念5.三个象限曲线：■Ⅱ象限发电状态nA’CBn△nAT，方向反向，T为阻转矩；且，∴∴■Ⅳ象限制动状态，方向反向，电机反转，T为阻转矩；又,§3.1他励直流电动机的机械特性二、固有机械特性及人为机械特性1.固有机械特性时，条件是一条略下倾的

4、直线当时，－－额定转速降固有特性β值较小，Ra值较小特性硬§3.1他励直流电动机的机械特性二、固有机械特性及人为机械特性2.人为机械特性通过人为改变电动机机械特性方程式中三个参数UφR机械特性也随之发生变化。三种人为特性①电枢串电阻的人为机械特性有不变，变化；随的增加而增加，特性也随之变软。§3.1他励直流电动机的机械特性2.人为机械特性②改变电源电压的人为特性有变，不变，一组平行线。③减弱气隙磁通的人为机械特性有，同时变化。§3.1他励直流电动机的机械特性三、电枢反应对机械特性的影响电枢反应表现为去磁效应，电枢反应时，气隙磁密不再是常数，将随电枢电流增大

5、而减小。电枢电流较小时，电枢反应不明显，电枢电流增大时，气隙磁通下降较多，电机n增大，使机械特性出现上翘。§3.1他励直流电动机的机械特性图3－7电枢反应的去磁效应引起的机械特性上翘四、他励直流电动机机械特性的绘制§3.1他励直流电动机的机械特性①固有机械特性的绘制根据、、，估算;计算;求;计算.通过（,0）、（,）两点，绘制固有机械特性。结合例题P563-1四、他励直流电动机机械特性的绘制§3.1他励直流电动机的机械特性估算，计算;计算,;求，;计算结合例题P563-1②人为机械特性的绘制五、电力拖动系统稳定运行的条件1.两个基本概念①电机工作点：TAn

6、稳定运行；在工作点稳定运行但不表示系统稳定运行；②稳定运行点：系统在工作点运行，当有干扰使电机运行暂时离开此工作点而运行，当干扰消失后电机仍回到此工作点而运行则此工作点为稳定运行点。电机的机械特性负载的机械特性交点§3.1他励直流电动机的机械特性2.电网电压波动干扰分析①电网电压由状态Ⅰ-Ⅱ：ⅠⅡⅢU’即电压由到状态；电机机械特性由1—>2；转速不突变即A—>B点：；②B点分析：n减小NY到C点TABCD12nU↓§3.1他励直流电动机的机械特性2.电网电压波动干扰分析③电网电压由状态Ⅱ-Ⅲ：ⅠⅡⅢU’即电压由到状态；U↑能否回到A点稳定运行呢？电机机械特

7、性由2—>1；转速不突变即C—>D点：；④D点分析：TABCD12nn增大NY回到A点故，A是稳定运行点！§3.1他励直流电动机的机械特性3.负载转矩波动分析ba21Tn①稳定运行点a点时：即，；②当负载转矩变大时：负载转矩机械特性由1—>2；因为，，所以；NY到b点◆“自跟随”现象：当外界负载发生变化时，电机内部自我调整使输出跟上负载变化要求。③同理，当：时，由b—>a。故，a是稳定运行点！§3.1他励直流电动机的机械特性§3.1他励直流电动机的机械特性4.不稳定状态分析①稳定运行点a点时：②当负载转矩由变为：有电枢反应影响随的升高，不断增大，系统不断加

8、速，最后导致电机因转速过高和电枢电流过大而损坏。abTn故，a是不