电机学及拖动基础-直流电动机的电力拖动.ppt

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1、电机学及拖动基础2第九章直流电动机的电力拖动3主要内容第一节他励直流电动机的机械特性第二节他励直流电动机的起动第三节他励直流电动机的制动第四节他励直流电动机的调速第五节直流电机的四象限运行4本章要求熟练掌握由他励直流电动机基本方程推导机械特性方程掌握固有机械特性和三种人为机械特性的特点掌握电力拖动系统稳定运行的条件了解他励直流电动机的三种起动方法的特点掌握起动电阻的计算熟练掌握电动机三种制动的实现方法、过程分析（包括机械特性）、能量转换掌握调速的技术指标的含义理解静差率和机械特性的关系、调速范围的关系掌

2、握三种调速方法的实现及过程分析掌握恒转矩调速和恒功率调速的特点熟练掌握直流电动机四象限运行分析5案例：电动机拖动某机械负载处于一个稳定运行中，突然，机械负载突变加大了，此时电机的转速是否会变化？如何变化？变化多大？负载转矩加大-----转速减小----电动势减小-----电枢电流加大------电磁转矩加大----当电磁转矩=负载转矩-----电机进入平衡状态转速与转矩的关系决定了电机稳定时的运行转速。问题6运动平衡方程式主要研究转速与转矩的动态平衡，这属于外部特性。现在需要研究的是转速的变化会引起转矩

3、多大的变化，这属于设备本身的属性。负载转矩的大小与转速的关系称为负载特性；电动机的转速与转矩的关系呢？分析分析显然需要研究转速与负载转矩的关系------负载转矩与电磁转矩是相对应的变量（稳定状态）-----只需要研究转速与电磁转矩的关系即可。机械特性的定义——电动机的转速n与电磁转矩T的关系n=f(T)电动机的机械特性是电动机力学性能的主要表现。机械特性的理解：①机械能变化的规律②电动机拖动机械负载的运行规律。③表示转矩与转速的稳态关系。78电磁转矩感应电动势电枢电路电动势平衡方程式转矩平衡方程式一、

4、机械特性方程式1．直流电动机基本方程第一节他励直流电动机的机械特性9R——电枢回路总电阻Ce——电动是常数CT——转矩常数2.机械特性方程式第一节他励直流电动机的机械特性问题有了机械特性的表达式，那这表达式表示什么样的含义呢？用什么样的方法进行理解？10分析可以用图形进行表示：将机械特性的表达式变为图形，便于有全局和直观的印象可以对特殊点进行分析：对其性能具有深刻的记忆，对其物理含义有更明确的认识哪些是特殊点呢？11分析特殊点：转速为零的点、转矩为零的点12分析转矩为零的物理含义：将输入的电能全部转换为

5、机械能，此时能够达到的转速。由于总存在损耗，因此该转速是在自身条件下无法实现的转速，称为理想空载转速。转速为零的含义：输入的电能全部转换为热能，产生了最大的电流也即最大转矩都无法带动负载，因此该点称为堵转点，当然也可以称为起动点。13分析机械特性图形的特点：是一条直线；转矩越大转速越低。1415第一节他励直流电动机的机械特性机械特性方程式中，U、R、Φ为常数时，可得他励直流电动机的机械特性①转速n随着转矩T的增大而降低②T=0时的转速为理想空载转速3.机械特性的特点16调节U或者Φ，可以改变理想空载转速

6、n0的大小电动机工作在电动状态时的稳态转矩平衡方程③实际空载转矩为T0，故实际空载转速为第一节他励直流电动机的机械特性17④电动机带负载后的转速降β—机械特性的斜率，表征机械特性的硬度β小的机械特性为硬特性，β大的为软特性额定转速变化率机械特性方程的简单形式第一节他励直流电动机的机械特性18⑤电动机转速为零称为起动点，也称为堵转点。第一节他励直流电动机的机械特性19机械特性的特点机械特性是一条向下倾斜的直线电动机带负载的时候存在转速降落斜率越大，速度降落越大，机械特性越软几个关键点理想空载点(0，n0)

7、实际空载点(T0，n'0)额定工作点(TN，nN)起动点(Tst，0)4.机械特性小结（四点一斜率）第一节他励直流电动机的机械特性分析改变电枢电压或改变电枢电阻或改变磁场时，电机的机械特性有什么样的变化？首先分析，不同的参数下（只改变一个参数），其机械特性线是否是直线？其次分析，不同参数下（只改变一个参数），机械特性线之间有什么样的关系？20分析改变电枢电压：仍是直线，而且斜率不变；理想空载点随电枢电压的降低而降低。21分析改变电枢电阻：理想空载点不变，斜率变化改变磁场：理想空载点变化，斜率变化2223

8、固有机械特性——当他励电动机电压及磁通均为额定值，电枢没有串联电阻时的机械特性特点——R较小，特性较硬二、固有机械特性与人为机械特性第一节他励直流电动机的机械特性固有机械特性24人为机械特性——通过改变电动机参数获得的机械特性电枢串联电阻时的人为机械特性改变电压时的人为机械特性减弱电动机磁通时的人为机械特性第一节他励直流电动机的机械特性25U=UN、Φ=ΦN、R=Ra+RΩ特性方程RΩ——电枢串联电阻RΩ2＞RΩ11.电枢串联电阻时的人为机