直流电机的电机拖动

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1、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；直流电机的电机拖动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：g：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）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

2、，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、质量等负载转矩的大小与速度无关，但其方向始终与转向相反MZn0负载转矩特性反抗性恒转矩负载位能性恒转矩负载恒功率负载通风机型负载转矩具有固定的方向，不随转速方向的改变而改变nMZ0负载的功率为常数，不随转速的变化而改变负载的转矩与转速的平方成正比MZn0MZn0Mn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

3、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。稳定点的条件：他励直流电动机的机械特性直流电动机的基本方程式：电磁转矩：感应电动势：电枢回路电势平衡式：电动机转速特性：机械特性一般表达式：n0Mem他励直流电动机的固有机械特性当U＝UN，＝N，电枢回路无外接电阻时，转速与转矩之间的关系,称为固有机械特性。n0Mem0n’0MemNnN分析：1.电磁转矩越大，转速越低，机械特性是一条下斜直线；固有机械特性分析2.当转矩等于零点，为理想空载转速。此时Ia＝0，Ea＝UN，是一种理想工作状态。3.n0’为

4、电动机的实际空载转速，比n0略低。对应于空载转矩。4为机械特性斜率。ß增大，也增大。通常称ß小的机械特性为硬特性，ß大的机械特性为软特性。n0Memn0Mem0n’0MemNnN固有机械特性分析5.额定转速变化率，表示电机额定负载时的转速比n0降落的程度。6.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。此时电枢电流：为短路电流；电磁转矩：为电机堵转转矩。n0Memn0Mem0n’0MemNnN人为机械特性分析根据转速、转矩公式人为地改变电动机参数U、R或得到的机械特性，称为人为机械特性

5、。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；Mem0n电枢回路串电阻的人为机械特性保持U＝UN及＝N不变而在电枢回路中串入电阻Rc，所得的n＝f（Mem）关系。对于给定的Rc，，为常数。Ra+Rc1Ra+Rc2人为Rc2>Rc1固有Ran0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；（2）斜率，特性变软，在同一个转矩下，转速下降更多。Mem0n改变端电压时的人为机械特性保持每极磁通为额

6、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：一般都为降低的电压。人为UN>U1>U2固有UNn0U1U2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。Mem0n减弱电机主磁通的人为机械特性保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：额定时，接近饱和，一般都为减弱的磁通。N>N’固有Nn0人为

7、N’减弱电机主磁通的人为机械特性减弱电机主磁通人为特性的特点：（1）由于’<N，理想空载转速比固有特性的理想空载转速高。（2）人为机械特性的斜率比固有机械特性大，即人为特性比固有特性软。人为特性的几点补充（1）考虑电枢反应时，会使机械特性上翘。影响稳定性。通过补偿绕组改善。（2）机械特性的确定。特殊点（n0，0），（nN，MemN)（3）通过电机的数据铭牌估算机械特性他励直流电动机的起动直流电动机接到电源以后，转速从零达到稳定转速的过程，称为起动过程。对电动机起动的基本要求：（1）起动转矩要大；（2）起动电流要小；（3）起动设备要简

8、单、经济、可靠。（1）他励直流电机直接起动：将电动机的电枢投入额定电压的电源上起动。优点：操作简单，无需另加设备。缺点：冲击电流大，引起换向困难，产生火花；电源会发生瞬时跌落。适用于容量很小的电动机。Mn0