电机与电力拖动基础教程第3章课件.ppt

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1、电机原理与拖动基础下页主讲人：包蕾宁波工程学院第3章直流电动机的运行与电力拖动直流电动机的机械特性3.1直流电动机的起动3.2直流电动机的调速3.3下页直流电动机的制动3.4本次课程内容和重点内容：他励直流电动机调速方法、调速的性能指标、调速时允许输出的转矩和功率、调速方式与负载类型配合问题。重点：调速的性能指标、调速方式与负载类型配合、调速的过程分析。下页上页返回下页上页返回3.3直流电动机的调速调速：是指通过人为手段采用一定的方法来改变电力拖动系统的转速以满足生产实际的需要。电力拖动系统通常

2、采用两种调速方法⑴不改变电动机的转速，通过改变电动机与生产机械之间传动机构（如齿轮、皮带轮等）的速比以改变转速，这种方法称为机械调速。特点是：调速为有级调速，同生活中如变速自行车原理基本相似。⑵通过改变电动机的有关电气参数调节电动机的转速，从而调节生产机械转速的方法，称为电气调速。特点是简化机械传动与变速机构，调速时不需停车，在运行中便可以调速，可实现无级调速，必要时还可采用各种反馈环节提高机械特性硬度，以便提高拖动系统静态与动态运行指标，易于实现电气控制自动化。下页上页返回电气调速指在任一负载

3、下(负载转矩或电磁转矩保持不变)，用人为的办法改变电动机的参数，以得到不同的人为机械特性，使负载的工作点发生变化，转速随之变化，从而在相同的负载下，得到不同的运行速度。调速前后，电动机必须运行在不同的机械特性上。至于电机拖动系统由负载变化而引起的速度变化(转速自然变化)，是由于负载的变化(电磁转矩发生变化)使电动机在同一条机械特性上发生的转速变化，不属调速内容。注意例如在图中，电动机带恒转矩负载TL工作在固有特性上的A点。A→B属于调速；A→C属于负载变化引起的转速变化。分析直流电动机电气调速的

4、基础直流电动机的机械特性复习机械特性的一般表达式调速方法⑴电枢回路串电阻调速电枢回路串入不同数值的附加电阻，使机械特性斜率β变大，负载转速降变大，导致转速下降。下页上页返回除了单独应用机械调速或电气调速两种调速方法外，生产中有时也将机械调速和电气调速配合起来以满足调速要求。⑵降压调速降低电枢外加电压的数值，使理想空载转速n0下降，导致转速下降。⑶弱磁调速减少他励直流电动机的励磁电流If，使每极磁通减少(Φ<ΦN),导致理想空载转速n0与特性斜率β均增加。在一定负载条件下，转速将增大。UN>U1>

5、U2>U3下页上页返回3.3.1调速的基本指标为生产机械选择调速方法，为了评价各种调速方法的优缺点，必须依据统一规定的调速技术经济指标来选择。调速指标主要有两大类：⑴技术指标；⑵经济指标1.调速的技术指标⑴调速范围D在额定负载下，电机可能运行的最高转速nmax与最低转速nmin之比称为调速范围。用D表示。★调速范围D大好。要扩大调速范围，必须尽可能提高nmax及降低nmin。nmax受直流电动机转动部分机械强度与换向条件的限制；nmin受低转速时相对稳定性的限制，相对稳定性是指负载转矩变化时转速

6、变化的程度，转速变化越小，相对稳定性越好，能得到的nmin越小，D也就越大。电动机低速时，机械特性越硬，调速范围越大。下页上页返回下页上页返回不同的生产机械对调速范围要求也不相同。例如：车床：D=20~120，龙门刨床：D=10~40,机床进给机构：D=5~200；轨钢机：D=3~120;造纸机：D=3~20等。对于一些经常轻载运行的生产机械，例如精密机床等，可用实际负载时的最高转速和最低转速之比计算调速范围D。下页上页返回(2)静差率δ(或称相对稳定性)静差率是指电动机在某一机械特性上运行时，

7、在额定负载下的转速降Δn和对应的机械特性的理想空载转速n0之比。反映系统调速的相对稳定性。电动机的机械特性愈硬，则静差率愈小，相对稳定性愈高。生产机械调速时，为保持一定的稳定程度，要求静差率δ%小于某一允许值，不同的生产机械，其允许的静差率是不同的。如：普通机床δ≤30%;起重类机械δ≤50%；精密机床δ≤1%～５%;精度高的造纸机δ≤0.1%下页上页返回静差率与机械特性硬度、理想空载转速关系理想空载转速n0不变，则静差率和机械特性硬度是统一的，即电动机机械特性越硬，则静差率越小，d1

8、条平行的机械特性，硬度一样，β1=β2，相对稳定性相同，但静差率不同，理想空载转速越低，静差率越大，d1