电机与拖动基础及MATLAB仿真 教学课件 作者 陈亚爱 第5章 直流电动机的电力拖动.ppt

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1、电机与拖动基础及MATLAB仿真陈亚爱周京华编著李正熙主审Page2本课程的章节和内容绪论第1章变压器第2章三相交流电动机第3章三相交流电动机的电力拖动第4章直流电机第5章直流电动机的电力拖动第6章驱动和控制微电机第7章电动机容量的选择Page3第5章直流电动机的电力拖动本章内容5.1他励直流电动机的机械特性5.2他励直流电动机的起动5.3他励直流电动机的电动与制动5.4他励直流电动机的调速基础5.5实例（应用）5.6直流电动机拖动的仿真Page4本章教学基本要求1.掌握分析他励直流电动机机械特性和人为特性的方法。2.掌握他励直流电动机起、制动原理和方法

2、。3.熟悉他励直流电动机调速方法，了解他励直流电动机四象限运行概念。Page5本章教学基本要求直流电动机的机械特性重点：Page6他励直流电动机的机械特性是指在励磁电流、电枢电压和电枢回路总电阻一定的条件下，转速与电磁转矩的关系，即n=f(T)。Page75.1他励直流电动机的机械特性5.1.1机械特性表达式设电动机电枢回路外串电阻为Rc，则他励直流电动机电枢回路电压平衡方程为（5-1）将E=CeFn和T=CTFIa代如式（5-1）得他励直流电动机机械特性表达式为（5-2）式中，n0为理想空载转速，b为机械特性斜率，b越小，特性越硬。他励直流电动机的固有

3、机械特性是指在电源电压U=UN，气隙磁通Ф=ФN，电枢外串电阻Rc=0时，n=ƒ(T)的机械特性，其数学表达式为Page85.1他励直流电动机的机械特性5.1.2固有机械特性和人为机械特性1．固有机械特性及根据铭牌数据绘制机械特性（5-3）（1）固有机械特性式中，b称为斜率，；ΔnN为额定负载时的转速降，他励直流电动机固有机械特性曲线如图5-1所示。图5-1他励直流电动机固有机械特性直流电动机的固有机械特性可通过试验测得，也可根据铭牌数据估算求得。Page95.1他励直流电动机的机械特性5.1.2固有机械特性和人为机械特性1．固有机械特性及根据铭牌数据绘

4、制机械特性（2）根据铭牌数据绘制机械特性由于固有机械特性是一条直线，一般通过求取两个特殊点（理想空载点和额定工作点），再将这两点连成直线便可得到固有机械特性。图5-1他励直流电动机固有机械特性1）求理想空载点（n0，0）。计算理想空载转速公式为Page105.1他励直流电动机的机械特性5.1.2固有机械特性和人为机械特性1．固有机械特性及根据铭牌数据绘制机械特性（5-4）（2）根据铭牌数据绘制机械特性式中图5-1他励直流电动机固有机械特性（5-5）式（5-5）中的电枢回路电阻Ra，可实测或根据经验公式估算。一般直流电动机额定运行时的铜损约占总损耗的1/2

5、~2/3，则Ra（单位：W）的估算式为（5-6）2）求额定工作点（nN，TN）。根据铭牌数据可得额定转速nN，而计算电磁转矩公式为5.1他励直流电动机的机械特性5.1.2固有机械特性和人为机械特性1．固有机械特性及根据铭牌数据绘制机械特性（5-7）（2）根据铭牌数据绘制机械特性图5-1他励直流电动机固有机械特性Page11根据所求出的理想空载点和额定工作点，可在直角坐标中标出这两点，并将两点连成直线便可得到固有机械特性。每台电动机只有一条固有机械特性，当改变电气参数如变电源电压、或变气隙磁通、或变电枢外串电阻时，所得到的机械特性称为人为机械特性。5.1他

6、励直流电动机的机械特性5.1.2固有机械特性和人为机械特性2．人为机械特性（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是指在电源电压U=UN，气隙磁通Ф=ФN，改变电枢外串电阻Rc时，n=ƒ(T)的机械特性，其数学表达式为（5-8）式中，b称为人为特性的斜率，Page125.1他励直流电动机的机械特性5.1.2固有机械特性和人为机械特性2．人为机械特性（1）电枢回路串电阻时的人为机械特性当改变外串电阻Rc的大小时，可得到电枢回路串电阻时的人为特性如图5-2所示。Page13电枢回路串电阻时的人为机械特性的特点：图5-2电枢回路串电阻

7、时的人为机械特性①理想空载点n0与固有机械特性的相同；②斜率b随外串电阻Rc的增大而增大，使特性变软。电枢回路串电阻时的人为机械特性可用于电动机起动和调速。他励直流电动机固有机械特性电枢串电阻时的人为机械特性5.1他励直流电动机的机械特性5.1.2固有机械特性和人为机械特性2．人为机械特性（2）改变电枢电源电压时的人为机械特性改变电枢电源电压时的人为机械特性是指在气隙磁通Ф=ФN，电枢外串电阻Rc=0，改变电枢端电压时，n=ƒ(T)的机械特性，其数学表达式为Page14式中U

8、.1他励直流电动机的机械特性5.1.2固有机械特性和人为机械特性2．人为机械特性