《電機(jī)學(xué)》完整PPT課件（全套）

1、緒論第一章 直流電機(jī)第二章 直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)第三章 變壓器第四章 三相異步電動(dòng)機(jī)第五章 三相異步電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)第六章 同步電機(jī)第七章 驅(qū)動(dòng)和控制微電機(jī)第八章 電力拖動(dòng)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的選擇電機(jī)及拖動(dòng)電子教案緒 論 電機(jī)是利用電磁感應(yīng)原理工作的機(jī)械。 電機(jī)常用的分類方式有兩種：一是按功能分，有發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、變壓器和控制電機(jī)四大類；二是按電機(jī)結(jié)構(gòu)或轉(zhuǎn)速分，有變壓器和旋轉(zhuǎn)電機(jī)。0.1 電機(jī)及電力拖動(dòng)系統(tǒng)概述兩種方法歸納如下： 電機(jī)變壓器直流電機(jī)直流發(fā)電機(jī)直流電動(dòng)機(jī)交流電機(jī)控制電機(jī)同步電機(jī)同步發(fā)電機(jī)同步電動(dòng)機(jī)異步電機(jī)異步發(fā)電機(jī)異步電動(dòng)機(jī)緒 論 電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)是用電動(dòng)機(jī)來(lái)拖動(dòng)機(jī)械運(yùn)行的系統(tǒng)。包括：電動(dòng)

2、機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)機(jī)械、控制設(shè)備和電源五個(gè)部分。0.1 電機(jī)及電力拖動(dòng)系統(tǒng)概述它們之間的關(guān)系如下 電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)生產(chǎn)負(fù)載控制設(shè)備電源緒 論 本課程是工業(yè)電氣石自動(dòng)化、電氣技術(shù)和供用電技術(shù)等專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。0.2 本課程的性質(zhì)、任務(wù)和內(nèi)容 本課程的任務(wù)是讓學(xué)生掌握電機(jī)制基本結(jié)構(gòu)和工作原理，以及拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行性能、分析計(jì)算、電機(jī)選擇及試驗(yàn)方法，培養(yǎng)在電機(jī)及電力拖動(dòng)方面分析和解決問(wèn)題的能力，為今后學(xué)習(xí)和工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 本課程的內(nèi)容有直流電機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)、變壓器、三相異步電動(dòng)機(jī)、三相異步電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)、同步電機(jī)、驅(qū)動(dòng)和微控電機(jī)、電動(dòng)機(jī)的選擇八個(gè)部分。緒 論 電機(jī)及拖動(dòng)是一門理論

3、性很強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課，同時(shí)又具有專業(yè)課的性質(zhì)，涉及的基礎(chǔ)理論和實(shí)際知識(shí)面廣，是電磁學(xué)、動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)等學(xué)科知識(shí)的綜合。用理論分析電機(jī)及拖動(dòng)的實(shí)際問(wèn)題時(shí)，必須結(jié)合電機(jī)的具體結(jié)構(gòu)，采用工程觀點(diǎn)和分析方法。掌握基本理論的同時(shí)，還要注意培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作技能和計(jì)算方法。0.3 本課程的特點(diǎn)及學(xué)習(xí)方法 為了學(xué)好本門課程，必須做到以下幾點(diǎn)：1、抓主要矛盾，有條件地略去一些次要因素；2、抓住重點(diǎn)，牢固掌握基本概念、基本原理和主要特性；3、要有良好的學(xué)習(xí)方法，運(yùn)用對(duì)比或比較的方法，分析電機(jī)的共性和特點(diǎn)，加深對(duì)原理和性能的理解；4、理論聯(lián)系實(shí)際，重視科學(xué)實(shí)驗(yàn)和工程實(shí)踐；5、充分預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)。 1.2 1.2 直流電機(jī)電樞

4、繞組簡(jiǎn)介直流電機(jī)電樞繞組簡(jiǎn)介1.3 1.3 直流電機(jī)的電樞反應(yīng)直流電機(jī)的電樞反應(yīng) 本章主要討論直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，討論直流電機(jī)的磁場(chǎng)分布、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、電磁轉(zhuǎn)矩、電樞反應(yīng)及影響、換向及改善換向方法，從應(yīng)用角度分析直流發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性和直流電動(dòng)機(jī)的工作特性。1.4 1.4 直流電機(jī)的電樞電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩直流電機(jī)的電樞電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩1.5 1.5 直流電機(jī)的換向直流電機(jī)的換向1.6 1.6 直流發(fā)電機(jī)直流發(fā)電機(jī)1.7 1.7 直流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)1.1 直流電機(jī)的基本工作原理與結(jié)構(gòu)直流電機(jī)的基本工作原理與結(jié)構(gòu)1.1.1直流電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)1.1 直流電機(jī)的基本工作原理和結(jié)構(gòu)主磁極換向磁極電

5、刷裝置機(jī)座端蓋定子轉(zhuǎn)子電樞鐵心電樞繞組換向器轉(zhuǎn)軸軸承1.1.2 直流電機(jī)的工作原理1.1 直流電機(jī)的基本工作原理和結(jié)構(gòu)一、直流發(fā)電機(jī)工作原理 右圖為直流發(fā)電機(jī)的物理模型，N、S為定子磁極，abcd是固定在可旋轉(zhuǎn)導(dǎo)磁圓柱體上的線圈，線圈連同導(dǎo)磁圓柱體稱為電機(jī)的轉(zhuǎn)子或電樞。線圈的首末端a、d連接到兩個(gè)相互絕緣并可隨線圈一同旋轉(zhuǎn)的換向片上。轉(zhuǎn)子線圈與外電路的連接是通過(guò)放置在換向片上固定不動(dòng)的電刷進(jìn)行的。 直流發(fā)電機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能的旋轉(zhuǎn)機(jī)械。 當(dāng)原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)同，線圈abcd將感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。如右圖，導(dǎo)體ab在N極下，a點(diǎn)高電位，b點(diǎn)低電位；導(dǎo)體cd在S極下，c點(diǎn)高電位，d點(diǎn)低電位；

6、電刷A極性為正，電刷B極性為負(fù)。 1.1.2 直流電機(jī)的工作原理1.1 直流電機(jī)的基本工作原理和結(jié)構(gòu)一、直流發(fā)電機(jī)工作原理 當(dāng)原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) 后 ，如右圖。0180 可見(jiàn)，和電刷A接觸的導(dǎo)體總是位于N極下，和電刷B接觸的導(dǎo)體總是位于S極下， 導(dǎo)體ab在S極下，a點(diǎn)低電位，b點(diǎn)高電位；導(dǎo)體cd在N極下，c點(diǎn)低電位，d點(diǎn)高電位；電刷A極性仍為正，電刷B極性仍為負(fù)。1.1.2 直流電機(jī)的工作原理1.1 直流電機(jī)的基本工作原理和結(jié)構(gòu)一、直流發(fā)電機(jī)工作原理 可見(jiàn)，和電刷A接觸的導(dǎo)體總是位于N極下，和電刷B接觸的導(dǎo)體總是位于S極下，因此電刷A的極性總是正的，電刷B的極性總是負(fù)的，在電刷A、B

7、兩端可獲得直流電動(dòng)勢(shì)。 實(shí)際直流發(fā)電機(jī)的電樞是根據(jù)實(shí)際需要有多個(gè)線圈。線圈分布在電樞鐵心表面的不同位置，按照一定的規(guī)律連接起來(lái)，構(gòu)成電機(jī)的電樞繞組。磁極也是根據(jù)需要N、S極交替旋轉(zhuǎn)多對(duì)。1.1.2 直流電動(dòng)機(jī)的工作原理1.1 直流電機(jī)的基本工作原理和結(jié)構(gòu)二、直流電動(dòng)機(jī)工作原理 把電刷A、B接到直流電源上，電刷A接正極，電刷B接負(fù)極。此時(shí)電樞線圈中將電流流過(guò)。如右圖。 直流電動(dòng)機(jī)是將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的旋轉(zhuǎn)機(jī)械。 在磁場(chǎng)作用下，N極性下導(dǎo)體ab受力方向從右向左，S 極下導(dǎo)體cd受力方向從左向右。該電磁力形成逆時(shí)針?lè)较虻碾姶呸D(zhuǎn)矩。當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩大于阻轉(zhuǎn)矩時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。1.1.2 直流電動(dòng)機(jī)

8、的工作原理1.1 直流電機(jī)的基本工作原理和結(jié)構(gòu)二、直流電動(dòng)機(jī)工作原理原N極性下導(dǎo)體ab轉(zhuǎn)到S極下，受力方向從左向右，原S 極下導(dǎo)體cd轉(zhuǎn)到N極下，受力方向從右向左。該電磁力形成逆時(shí)針?lè)较虻碾姶呸D(zhuǎn)矩。線圈在該電磁力形成的電磁轉(zhuǎn)矩作用下繼續(xù)逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。 當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)到右圖所示位置時(shí) 同直流發(fā)電機(jī)相同，實(shí)際的直流電動(dòng)機(jī)的電樞并非單一線圈，磁極也并非一對(duì)。1.1.3 直流電機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)1.1 直流電機(jī)的基本工作原理和結(jié)構(gòu)額定條件下電機(jī)所能提供的功率NP額定功率指電刷間輸出的額定電功率發(fā)電機(jī)指軸上輸出的機(jī)械功率電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)：是指輸出額定電壓；電動(dòng)機(jī)：是指輸入額定電壓。在額定工況下，電機(jī)出線端的平均電壓

9、NU額定電壓在額定電壓下，運(yùn)行于額定功率時(shí)對(duì)應(yīng)的電流NI額定電流在額定電壓、額定電流下，運(yùn)行于額定功率時(shí)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速Nn額定轉(zhuǎn)速1.1.3 直流電機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)1.1 直流電機(jī)的基本工作原理和結(jié)構(gòu) 此外，電機(jī)銘牌上還標(biāo)有其它數(shù)據(jù)，如勵(lì)磁電壓、出廠日期、出廠編號(hào)等。 電機(jī)運(yùn)行時(shí)，所有物理量與額定值相同電機(jī)運(yùn)行于額定狀態(tài)。電機(jī)的運(yùn)行電流小于額定電流欠載運(yùn)行；運(yùn)行電流大于額定電流過(guò)載運(yùn)行。長(zhǎng)期欠載運(yùn)行將造成電機(jī)浪費(fèi)，而長(zhǎng)期過(guò)載運(yùn)行會(huì)縮短電機(jī)的使用壽命。電機(jī)最好運(yùn)行于額定狀態(tài)或額定狀態(tài)附近，此時(shí)電機(jī)的運(yùn)行效率、工作性能等比較好。fNI額定勵(lì)磁電流對(duì)應(yīng)于額定電壓、額定電流、額定轉(zhuǎn)速及額定功率時(shí)的勵(lì)磁電流指直

10、流電機(jī)的勵(lì)磁線圈與電樞線圈的連接方式勵(lì)磁方式1.2.1 直流樞繞組基本知識(shí)1.2 直流電機(jī)的電樞繞組簡(jiǎn)介元件：構(gòu)成繞組的線圈稱為繞組元件，分單匝和多匝兩種。元件的首末端：每一個(gè)元件均引出兩根線與換向片相連，其中一根稱為首端，另一根稱為末端。極距：相鄰兩個(gè)主磁極軸線沿電樞表面之間的距離，用 表示。pD2疊繞組：指串聯(lián)的兩個(gè)元件總是后一個(gè)元件的端接部分緊疊在前一個(gè)元件端接部分，整個(gè)繞組成折疊式前進(jìn)。波繞組：指把相隔約為一對(duì)極距的同極性磁場(chǎng)下的相應(yīng)元件串聯(lián)起來(lái)，象波浪式的前進(jìn)。1.2.1 直流樞繞組基本知識(shí)1.2 直流電機(jī)的電樞繞組簡(jiǎn)介合成節(jié)距 ：連接同一換向片上的兩個(gè)元件對(duì)應(yīng)邊之間的距離。y第一節(jié)

11、距 ：一個(gè)元件的兩個(gè)有效邊在電樞表面跨過(guò)的距離。1y第二節(jié)距 ：連至同一換向片上的兩個(gè)元件中第一個(gè)元件的下層邊與第二個(gè)元件的上層邊間的距離。2y21yyy單疊繞組21yyy單波繞組換向節(jié)距 ：同一元件首末端連接的換向片之間的距離。ky1.2.2 單疊繞組1.2 直流電機(jī)的電樞繞組簡(jiǎn)介 單疊繞組的特點(diǎn)是相鄰元件(線圈)相互疊壓,合成節(jié)距與換向節(jié)距均為1，即： 。1kyy 單疊繞組的展開(kāi)圖是把放在鐵心槽里、構(gòu)成繞組的所有元件取出來(lái)畫在一張圖里，展示元件相互間的電氣連接關(guān)系及主磁極、換向片、電刷間的相對(duì)位置關(guān)系。1.2.2 單疊繞組1.2 直流電機(jī)的電樞繞組簡(jiǎn)介根據(jù)單疊繞組的展開(kāi)圖可以得到繞組的并聯(lián)

12、支路電路圖(下圖)。單疊繞組的的特點(diǎn)：1） 同一主磁極下的元件串聯(lián)成一條支路，主磁極數(shù)與支路數(shù)相同。2）電刷數(shù)等于主磁極數(shù)，電刷位置應(yīng)使感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，電刷間電動(dòng)勢(shì)等于并聯(lián)支路電動(dòng)勢(shì)。3）電樞電流等于各支路電流之和。1.2.3 單波繞組1.2 直流電機(jī)的電樞繞組簡(jiǎn)介 單波繞組的特點(diǎn)是合成節(jié)距與換向節(jié)距相等，展開(kāi)圖如下圖所示。 兩個(gè)串聯(lián)元件放在同極磁極下，空間位置相距約兩個(gè)極距；沿圓周向一個(gè)方向繞一周后，其末尾所邊的換向片落在與起始的換向片相鄰的位置。1.2.3 單波繞組1.2 直流電機(jī)的電樞繞組簡(jiǎn)介單波繞組的并聯(lián)支路圖如右圖所示。單波繞組的特點(diǎn)1）同極下各元件串聯(lián)起來(lái)組成一條支路，支路對(duì)數(shù)為1

13、，與磁極對(duì)數(shù)無(wú)關(guān)；2）當(dāng)元件的幾何形狀對(duì)稱時(shí)，電刷在換向器表面上的位置對(duì)準(zhǔn)主磁極中心線，支路電動(dòng)勢(shì)最大；3）電刷數(shù)等于磁極數(shù)；4）電樞電動(dòng)勢(shì)等于支路感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；5）電樞電流等于兩條支路電流之和。1.3.1直流電機(jī)的空載磁場(chǎng)1.3 直流電機(jī)的電樞反應(yīng) 直流電機(jī)工作中，主磁極產(chǎn)生主磁極磁動(dòng)勢(shì)，電樞電流產(chǎn)生電樞磁動(dòng)勢(shì)。電樞磁動(dòng)勢(shì)對(duì)主極磁動(dòng)勢(shì)的影響稱為 電樞反應(yīng)。 右圖為一臺(tái)四極直流電機(jī)空載時(shí)的磁場(chǎng)示意圖。當(dāng)勵(lì)磁繞組的串聯(lián)匝數(shù)為 ，流過(guò)電流為 ，每極的勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)為：fNfIfffNIF 1.3.1直流電機(jī)的空載磁場(chǎng)1.3 直流電機(jī)的電樞反應(yīng) 直流電機(jī)中，主磁通是主要的，它能在電樞繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或產(chǎn)生

14、電磁轉(zhuǎn)矩，而漏磁通沒(méi)有這個(gè)作用，它只是增加主磁極磁路的飽和程度。在數(shù)量上，漏磁通比主磁通小得多，大約是主磁通的20%。磁力線由N極出來(lái)，經(jīng)氣隙、電樞齒部、電樞鐵心的鐵軛、電樞齒部、氣隙進(jìn)入S極，再經(jīng)定子鐵軛回到N極主磁通主磁通主磁路磁力線不進(jìn)入電樞鐵心，直接經(jīng)過(guò)氣隙、相鄰磁極或定子鐵軛形成閉合回路漏磁通漏磁通漏磁路1.3.1直流電機(jī)的空載磁場(chǎng)1.3 直流電機(jī)的電樞反應(yīng) 空載時(shí)，勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)主要消耗在氣隙上。當(dāng)忽略鐵磁材料的磁阻時(shí)，主磁極下氣隙磁通密度的分布就取決于氣隙的大小和形狀。 如右圖 (a) 所示幾何中性線極靴極身（a）氣隙形狀 磁極中心及附近的氣隙小且均勻，磁通密度較大且基本為常數(shù)，靠近

15、極尖處，氣隙逐漸變大，磁通密度減小；極尖以外，氣隙明顯增大，磁通密度顯著減少，在磁極之間的幾何中性線處，氣隙磁通密度為零。1.3.1 直流電機(jī)的空載磁場(chǎng)1.3 直流電機(jī)的電樞反應(yīng) 空載時(shí)的氣隙磁通密度為一平頂波，如下圖(b) 所示。 空載時(shí)主磁極磁通的分布情況，如右圖(c) 所示。xB（b）氣隙磁密分布1.3.1 直流電機(jī)的空載磁場(chǎng)1.3 直流電機(jī)的電樞反應(yīng) 為了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，直流電機(jī)氣隙中需要有一定量的每極磁通 ，空載時(shí)，氣隙磁通 與空載磁動(dòng)勢(shì) 或空載勵(lì)磁電流 的關(guān)系，稱為直流電機(jī)的空載磁化特性。如右圖所示。000fF0fI 為了經(jīng)濟(jì)、合理地利用材料，一般直流電機(jī)額定運(yùn)行時(shí)，額定

16、磁通 設(shè)定在圖中A點(diǎn)，即在磁化特性曲線開(kāi)始進(jìn)入飽和區(qū)的位置。NfNI0fF0fIINfIA0N01.3.2 直流電機(jī)負(fù)載時(shí)的負(fù)載磁場(chǎng)1.3 直流電機(jī)的電樞反應(yīng) 直流電機(jī)帶上負(fù)載后，電樞繞組中有電流，電樞電流產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)稱為電樞磁動(dòng)勢(shì)。電樞磁動(dòng)勢(shì)的出現(xiàn)使電機(jī)的磁場(chǎng)發(fā)生變化。 右圖為一臺(tái)電刷放在幾何中性線的兩極直流電機(jī)的電樞磁場(chǎng)分布情況。 假設(shè)勵(lì)磁電流為零，只有電樞電流。由圖可見(jiàn)電樞磁動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的氣隙磁場(chǎng)在空間的分布情況，電樞磁動(dòng)勢(shì)為交軸磁動(dòng)勢(shì)。1.3.2 直流電機(jī)負(fù)載時(shí)的負(fù)載磁場(chǎng)1.3 直流電機(jī)的電樞反應(yīng) 如果認(rèn)為直流電機(jī)電樞上有無(wú)窮多整距元件分布，則電樞磁動(dòng)勢(shì)在氣隙圓周方向空間分布呈三角波，如圖

17、中 所示。axF 由于主磁極下氣隙長(zhǎng)度基本不變，而兩個(gè)主磁極之間，氣隙長(zhǎng)度增加得很快，致使電樞磁動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的氣隙磁通密度為對(duì)稱的馬鞍型，如圖中 所示。axBaxBaxF1.3.3 直流電機(jī)的電樞反應(yīng)1.3 直流電機(jī)的電樞反應(yīng) 當(dāng)勵(lì)磁繞組中有勵(lì)磁電流，電機(jī)帶上負(fù)載后，氣隙中的磁場(chǎng)是勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)與電樞磁動(dòng)勢(shì)共同作用的結(jié)果。電樞磁場(chǎng)對(duì)氣隙磁場(chǎng)的影響稱為電樞反應(yīng)。電樞反應(yīng)與電刷的位置有關(guān)。1、當(dāng)電刷在幾何中性線上時(shí)，將主磁場(chǎng)分布和電樞磁場(chǎng)分布疊加，可得到負(fù)載后電機(jī)的磁場(chǎng)分布情況，如圖（a）所示。1.3.3 直流電機(jī)的電樞反應(yīng)1.3 直流電機(jī)的電樞反應(yīng)xB0axBxB主磁場(chǎng)的磁通密度分布曲線電樞磁場(chǎng)磁通密度

18、分布曲線兩條曲線逐點(diǎn)疊加后得到負(fù)載時(shí)氣隙磁場(chǎng)的磁通密度分布曲線1.3.3 直流電機(jī)的電樞反應(yīng)1.3 直流電機(jī)的電樞反應(yīng)由圖可知，電刷在幾何中性線時(shí)的電樞反應(yīng)的特點(diǎn)： 2)、對(duì)主磁場(chǎng)起去磁作用1)、使氣隙磁場(chǎng)發(fā)生畸變 空載時(shí)電機(jī)的物理中性線與幾何中性線重合。負(fù)載后由于電樞反應(yīng)的影響，每一個(gè)磁極下，一半磁場(chǎng)被增強(qiáng)，一半被削弱，物理中性線偏離幾何中性線 角，磁通密度的曲線與空載時(shí)不同。 磁路不飽和時(shí)，主磁場(chǎng)被削弱的數(shù)量等于加強(qiáng)的數(shù)量，因此每極量的磁通量與空載時(shí)相同。電機(jī)正常運(yùn)行于磁化曲線的膝部，主磁極增磁部分因磁密增加使飽和程度提高，鐵心磁阻增大，增加的磁通少些，因此負(fù)載時(shí)每極磁通略為減少。即電刷在

19、幾何中性線時(shí)的電樞反應(yīng)為交軸去磁性質(zhì)。1.3.3 直流電機(jī)的電樞反應(yīng)1.3 直流電機(jī)的電樞反應(yīng)2、當(dāng)電刷不在幾何中性線上時(shí)電刷從幾何中性線偏移 角，電樞磁動(dòng)勢(shì)軸線也隨之移動(dòng) 角，如圖(a)(b)所示。adFaqF這時(shí)電樞磁動(dòng)勢(shì)可以分解為兩個(gè)垂直分量：交軸電樞磁動(dòng)勢(shì) 和直軸電樞磁動(dòng)勢(shì) 。如圖(a)(b)所示。1.3.3 直流電機(jī)的電樞反應(yīng)1.3 直流電機(jī)的電樞反應(yīng)電刷不在幾何中性線時(shí)的電樞反應(yīng)可用下列表格說(shuō)明電刷順轉(zhuǎn)向偏移電刷逆轉(zhuǎn)向偏移發(fā)電機(jī)交軸和直軸去磁交軸和直軸助磁電動(dòng)機(jī)交軸和直軸助磁交軸和直軸去磁1.4.1 直流電機(jī)的電樞電動(dòng)勢(shì)1.4 直流電機(jī)的電樞電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生產(chǎn)生:電樞旋轉(zhuǎn)時(shí),主

20、磁場(chǎng)在電樞繞組中感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)簡(jiǎn)稱為電樞電動(dòng)勢(shì)。大小:nCnapNEea60性質(zhì)性質(zhì): : 發(fā)電機(jī)電源電勢(shì)(與電樞電流同方向); 電動(dòng)機(jī)反電勢(shì)(與電樞電流反方向).)(電動(dòng)勢(shì)常數(shù)為電機(jī)的結(jié)構(gòu)常數(shù)其中apNCe60可見(jiàn)，直流電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電機(jī)結(jié)構(gòu)、氣隙磁通及轉(zhuǎn)速有關(guān)。1.4.2 直流電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩1.4 直流電機(jī)的電樞電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生產(chǎn)生:電樞繞組中有電樞電流流過(guò)時(shí),在磁場(chǎng)內(nèi)受電磁力的作用,該力與電樞鐵心半徑之積稱為電磁轉(zhuǎn)矩。大小:aTaemICIapNT2性質(zhì)性質(zhì): : 發(fā)電機(jī)制動(dòng)(與轉(zhuǎn)速方向相反)； 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)(與轉(zhuǎn)速方向相同)?？梢?jiàn)，制造好的直流電機(jī)其電磁轉(zhuǎn)矩與氣隙磁通及電樞電流成正

21、比。為電機(jī)的轉(zhuǎn)矩常數(shù)，有其中apNCT2eTCC55. 91.5.1 換向概述1.5 直流電機(jī)的換向 為了分析方便假定換向片的寬度等于電刷的寬度。 直流電機(jī)的某一個(gè)元件經(jīng)過(guò)電刷，從一條支路換到另一條支路時(shí),元件里的電流方向改變，即換向。 電樞移到電刷與換向片2接觸時(shí)，元件1的被短路，電流被分流。如圖所示。 電刷與換向片1接觸時(shí)，元件1 中的電流方向如圖所示，大小為 。aii 電刷僅與換向片2接觸時(shí)，元件1 中的電流方向如圖所示，大小為 。aii元件1av1 2iiai 2aiai2i1iaiiaii ai 2aiai2i1iaiiaiiai 2aiai2i1i1.5.1 換向概述1.5 直流電

22、機(jī)的換向 換向問(wèn)題很復(fù)雜，換向不良會(huì)在電刷與換向片之間產(chǎn)生火花。當(dāng)火花大到一定程度，可能損壞電刷和換向器表面，使電機(jī)不能正常工作。 產(chǎn)生火花的原因很多，除了電磁原因外，還有機(jī)械的原因。此外換向過(guò)程還伴隨著電化學(xué)和電熱學(xué)等現(xiàn)象。 元件從開(kāi)始換向到換向終了所經(jīng)歷的時(shí)間，稱為換向周期 。換向周期通常只有千分之幾秒。直流電機(jī)在運(yùn)行中，電樞繞組每個(gè)元件在經(jīng)過(guò)電刷時(shí)都要經(jīng)歷換向過(guò)程。kT1.5.2 換向的電磁理論1.5 直流電機(jī)的換向換向元件中的電動(dòng)勢(shì)：自感電動(dòng)勢(shì) 和互感電動(dòng)勢(shì) ：換向元件（線圈）在換向過(guò)程中電流改變而產(chǎn)生的。LeMe切割電動(dòng)勢(shì) ：在幾何中性線處，由于電樞反應(yīng)在存在，電樞反應(yīng)磁密不為零，在

23、換向元件中感應(yīng)切割電動(dòng)勢(shì)。ae換向元件中的合成電動(dòng)勢(shì)為：kaMLeeeee 根據(jù)楞次定律，自感電動(dòng)勢(shì)、互感電動(dòng)勢(shì)和切割電動(dòng)勢(shì)總是阻礙換向的。換向電動(dòng)勢(shì) ：在幾何中性線處，換向元件在換向磁場(chǎng)中感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)。換向電動(dòng)勢(shì)是幫助換向的。ke1.5.2 換向的電磁理論1.5 直流電機(jī)的換向換向元件中的電流：eiRRiRRRibkbk)()(11 設(shè)兩相鄰的換向片與電刷的接觸電阻分別是 和 ，元件自身的電阻為 ，流過(guò)的電流為 ，元件與換向片間的連線電阻為 ，元件在換向時(shí)的回路方程：1bR2bRRikR 忽略元件電阻和元件與換向片間的連線電阻，并設(shè)電刷與換向片的接觸總電阻為 ，則可推導(dǎo)出換向元件中的電流變化

24、規(guī)律為bRklkkkbkkaiitTTtTReTtTii)(21.5.2 換向的電磁理論1.5 直流電機(jī)的換向一、直線換向0e當(dāng) 時(shí)換向元件電流隨時(shí)間線性變化。0e當(dāng) 時(shí)換向元件電流隨時(shí)間不再是線性變化，出現(xiàn)電流延遲現(xiàn)象。二、延遲換向0e當(dāng) 時(shí)換向元件電流隨時(shí)間不再是線性變化，出現(xiàn)電流超前現(xiàn)象。三、超越換向ai直線換向aikTt0延遲換向超越換向1.5.3 改善換向的方法1.5 直流電機(jī)的換向 除了直線換向外，延遲和超越換向時(shí)的合成電動(dòng)勢(shì)不為零，換向元件中產(chǎn)生附加換向電流，附加換向電流足夠大時(shí)會(huì)在電刷下產(chǎn)生火花。還有機(jī)械和化學(xué)方面的因素也能引起換向不良產(chǎn)生火花。 改善換向一般采用以下方法：選擇

25、合適的電刷，增加換向片與電刷之間的接觸電阻裝設(shè)換向磁極位于幾何中性線處裝換向磁極。換向繞組與電樞繞組串聯(lián)，在換向元件處產(chǎn)生換向磁動(dòng)勢(shì)抵消電樞反應(yīng)磁動(dòng)勢(shì)大型直流電機(jī)在主磁極極靴內(nèi)安裝補(bǔ)償繞組補(bǔ)償繞組與電樞繞組串聯(lián)，產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)抵消電樞反應(yīng)磁動(dòng)勢(shì)1.6.1 直流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方式1.6 直流發(fā)電機(jī) 供給勵(lì)磁繞組電流的方式稱為勵(lì)磁方式。分為他勵(lì)和自勵(lì)兩大類，自勵(lì)方式又分并勵(lì)、串勵(lì)和復(fù)勵(lì)三種方式。1、他勵(lì)：直流電機(jī)的勵(lì)磁電流由其它直流電源單獨(dú)供給。如圖所示。aIIGUUfIFaII 他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的電樞電流和負(fù)載電流相同，即：1.6.1 直流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方式1.6 直流發(fā)電機(jī)2、并勵(lì)：發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組與

26、電樞繞組并聯(lián)。且滿足 。faIIIfIFIGUaI3、串勵(lì)：勵(lì)磁繞組與電樞繞組串聯(lián)。滿足 。IIIfaGIaIfIFU1.6.1 直流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方式1.6 直流發(fā)電機(jī)4、復(fù)勵(lì)：并勵(lì)和串勵(lì)兩種勵(lì)磁方式的結(jié)合。電機(jī)有兩個(gè)勵(lì)磁繞組，一個(gè)與電樞繞組串聯(lián)，一個(gè)與電樞繞組并聯(lián)。2fIFGIaI1fIFUIGUaI1fI2fIF1.6.2 直流發(fā)電機(jī)的基本方程1.6 直流發(fā)電機(jī)如圖規(guī)定各物理量的參考方向aEGUaI1T0TemTnfIfU一、電樞電動(dòng)勢(shì)和電動(dòng)勢(shì)平衡方程aabaaaRIUURIUE2aR 為電樞回路總電阻， 為正負(fù)電刷與換向器表面的接觸壓降。則電動(dòng)勢(shì)平衡方程為：bU2電樞電動(dòng)勢(shì)：nCEea從

27、方程式可見(jiàn)，直流發(fā)電機(jī)UEa1.6.2 直流發(fā)電機(jī)的基本方程1.6 直流發(fā)電機(jī)二、電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩平衡方程01TTTem電磁轉(zhuǎn)矩：aTemICT直流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流ffRUI emT直流發(fā)電機(jī)軸上有三個(gè)轉(zhuǎn)矩：原動(dòng)機(jī)輸入給發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩 、電磁轉(zhuǎn)矩 和機(jī)械摩擦及鐵損引起的空載轉(zhuǎn)矩 。平衡方程為：1T0T三、勵(lì)磁特性公式每極氣隙磁通),(faIIf1.6.2 直流發(fā)電機(jī)的基本方程1.6 直流發(fā)電機(jī)四、功率平衡方程原動(dòng)機(jī)輸入給發(fā)電機(jī)的機(jī)械功率 1P電磁功率01PPPemaaemIETmecP機(jī)械摩擦損耗、鐵損耗FeP、附加損耗 。adP空載損耗 包括：0PaE 電磁功率一方面代表電動(dòng)勢(shì)為 的電源輸出

28、電流 時(shí)發(fā)出的電功率，一方面又代表轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)克服電磁轉(zhuǎn)矩所消耗的機(jī)械功率。aICuaP電樞回路繞組電阻及電刷與換向器表面接觸電阻是的銅損耗輸出的電功率CuaemPPP2fP自勵(lì)發(fā)電機(jī)中還應(yīng)減去勵(lì)磁損耗1.6.3 他勵(lì)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性1.6 直流發(fā)電機(jī)一、空載特性1Cn0I)(fIfU 定義：當(dāng) 、 時(shí)， 直流發(fā)電機(jī)的空載特性是非線性的的，上升與下降的過(guò)程是不相同的。實(shí)際中通常取平均特性曲線作為空載特性曲線。 空載時(shí)， 。由于 ，因此空載特性實(shí)質(zhì)上就是 。由于 正比于 ，所以空載特性曲線的形狀與空載磁化特性曲線相同。aEUnCEea)(faIfE aE空載特性曲線上升分支空載特性曲線下降分支平均

29、空載特性曲線UfI1.6.3 他勵(lì)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性1.6 直流發(fā)電機(jī)二、外特性Nnn fNfII )(IfU 定義：當(dāng) 、 時(shí)， 外特性曲線如圖所示 由曲線可見(jiàn)，負(fù)載電流增大時(shí)，端電壓有所下降。他勵(lì)并勵(lì)U0U0IaaeRInCU 根據(jù) 可知，端電壓下降有兩個(gè)原因：一是在勵(lì)磁電流一定情況下，負(fù)載電流增大，電樞反應(yīng)的去磁作用使每極磁通量減少，使電動(dòng)勢(shì)減少；另一個(gè)原因是電樞回路上的電阻壓降隨負(fù)載電流增大而增加，使端電壓下降。1.6.3 他勵(lì)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性1.6 直流發(fā)電機(jī)三、調(diào)節(jié)特性1Cn2CU )(IfIf定義：當(dāng) 、 時(shí)， 外特性曲線如圖所示 由曲線可見(jiàn)，在負(fù)載電流變化時(shí)，若保持端電壓不變，必

30、須改變勵(lì)磁電流，補(bǔ)償電樞反應(yīng)及電樞回路電阻壓降對(duì)對(duì)輸出端電壓的影響。fI0I1.6.4 并勵(lì)發(fā)電機(jī)的自勵(lì)條件和外特性 并勵(lì)的勵(lì)磁是由發(fā)電機(jī)本身的端電壓提供的，而端電壓是在勵(lì)磁電流作用下建立的，這一點(diǎn)與他勵(lì)發(fā)電機(jī)不同。并勵(lì)發(fā)電機(jī)建立電壓的過(guò)程稱為自勵(lì)過(guò)程，滿足建壓的條件稱為自勵(lì)條件。1.6 直流發(fā)電機(jī)一、自勵(lì)條件1.6.4 并勵(lì)發(fā)電機(jī)的自勵(lì)條件和外特性fI0U10fIA20U3 曲線1為空載特性曲線，曲線2為勵(lì)磁回路總電阻 特性曲線，也稱場(chǎng)阻線 。 fffRIUfR 原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，如果主磁極有剩磁，則電樞繞組切割剩磁通感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。在電動(dòng)勢(shì)作用下勵(lì)磁回路產(chǎn)生 。如果勵(lì)磁繞組和電樞繞組連接

31、正確， 產(chǎn)生與剩磁方向相同的磁通，使主磁路磁通增加，電動(dòng)勢(shì)增大， 增加。如此不斷增長(zhǎng)，直到勵(lì)磁繞組兩端電壓與 相等時(shí)，達(dá)到穩(wěn)定的平衡工作點(diǎn)A。fIfIfIffRI增大 ，場(chǎng)阻線變?yōu)榍€3時(shí)， 稱為臨界電阻 。如圖所示。fRfRcrR若再增加勵(lì)磁回路電阻，發(fā)電機(jī)將不能自勵(lì)。1.6 直流發(fā)電機(jī)一、自勵(lì)條件1.6.4 并勵(lì)發(fā)電機(jī)的自勵(lì)條件和外特性可見(jiàn)，并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的自勵(lì)條件有：二、空載特性 并勵(lì)發(fā)電機(jī)的空載特性與一般電機(jī)的空載特性一樣，也是磁化曲線。由于勵(lì)磁電壓不能反向，所以它的空載特性曲線只在第一象限。（1）電機(jī)的主磁路有剩磁（3）勵(lì)磁回路的總電阻小于該轉(zhuǎn)速下的臨界電阻（2）并聯(lián)在電樞繞組兩端的

32、勵(lì)磁繞組極性要正確1.6 直流發(fā)電機(jī)三、外特性1.6.4 并勵(lì)發(fā)電機(jī)的自勵(lì)條件和外特性四、調(diào)節(jié)特性 并勵(lì)發(fā)電機(jī)的電樞電流，比起他勵(lì)發(fā)電機(jī)僅僅多了一個(gè)勵(lì)磁電流，所以調(diào)節(jié)特性與他勵(lì)發(fā)電機(jī)的相差不大。 對(duì)并勵(lì)發(fā)電機(jī)，除了像他勵(lì)發(fā)電機(jī)存在的電樞反應(yīng)去磁作用和電樞回路上的電阻壓降使端電壓下降外，還有第三個(gè)原因：由于上述兩個(gè)原因使端電壓下降，引起勵(lì)磁電流減小，端電壓進(jìn)一步下降。并勵(lì)發(fā)電機(jī)的外特性與他勵(lì)發(fā)電機(jī)相似，也是一條下降曲線。1.7 直流電動(dòng)機(jī)1.7.1 直流電機(jī)的可逆原理以他勵(lì)電機(jī)為例說(shuō)明可逆原理： 一臺(tái)電機(jī)既可作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行，又可作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，這就是直流電機(jī)的可逆原理。 把一臺(tái)他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)并聯(lián)

33、于直流電網(wǎng)上運(yùn)行， 保持不變。 U 保持發(fā)電機(jī)的 不變，減少原動(dòng)機(jī)的輸出功率，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速下降。當(dāng) 下降到一定程度時(shí)，使得 ，此時(shí) ，發(fā)電機(jī)輸出的電功率 ，原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械功率僅僅用來(lái)補(bǔ)償電機(jī)的空載損耗。繼續(xù)降低原動(dòng)機(jī)的 ，將有 ， 反向，這時(shí)電網(wǎng)向電機(jī)輸入電功率，電機(jī)進(jìn)入電動(dòng)機(jī)狀態(tài)運(yùn)行。同理，上述的物理過(guò)程也可以反過(guò)來(lái)，電機(jī)從電動(dòng)機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)變到發(fā)電機(jī)狀態(tài)。nUEa0I02PnUEaUaI第1章 直流電機(jī)1.7 直流電動(dòng)機(jī)1.7.2 直流電動(dòng)機(jī)的基本方程aEMUaIemT0T2TnfIfU如圖規(guī)定各物理量的參考方向電機(jī)的基本方程如下：aTemICT02TTTem)(02adFemecememPP

34、PPPPPaaemCuaemIETPPP1nCEeaaaabaaaRIEURIEU2UEa1.7 直流電動(dòng)機(jī)1.7.3 直流電動(dòng)機(jī)的工作特性1、轉(zhuǎn)速特性一、他勵(lì)（并勵(lì)）直流電動(dòng)機(jī)的工作特性NUU 定義：當(dāng) 、 時(shí)，fNII )(aIfn 由方程式可得aeaeNICRCUn 忽略電樞反應(yīng)的去磁作用，轉(zhuǎn)速與負(fù)載電流按線性關(guān)系變化。如圖所示。2、轉(zhuǎn)矩特性NUU 定義：當(dāng) 、 時(shí)，fNII )(aemIfT轉(zhuǎn)矩表達(dá)式aNTemICT 考慮電樞反應(yīng)的作用，轉(zhuǎn)矩上升的速度比電流上升的慢。如圖所示。aIn0n2T0TemTT1.7 直流電動(dòng)機(jī)1.7.3 直流電動(dòng)機(jī)的工作特性3、效率特性一、他勵(lì)（并勵(lì)）直流電

35、動(dòng)機(jī)的工作特性NUU 定義：當(dāng) 、 時(shí)，fNII )(aIf由方程式可得aNaaIUIRPPPPn20111 空載損耗為不變損耗，不隨負(fù)載電流變化，當(dāng)負(fù)載電流較小時(shí)效率較低，輸入功率大部分消耗在空載損耗上；負(fù)載電流增大，效率也增大，輸入的功率大部分消耗在機(jī)械負(fù)載上；但當(dāng)負(fù)載電流增大到一定程度時(shí)銅損快速增大此時(shí)效率又變小。如圖所示。aI01.7 直流電動(dòng)機(jī)1.7.3 直流電動(dòng)機(jī)的工作特性二、串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的工作特性 當(dāng)負(fù)載電流較小時(shí)，電機(jī)磁路不飽和，每極氣隙磁通與勵(lì)磁電流呈線性關(guān)系。即：afffIkIk轉(zhuǎn)速特性effaaefNeaaeNCkRRICkUCIRCUn轉(zhuǎn)矩特性2aTfaTemICkI

36、CTaI0nemTnemT 當(dāng)負(fù)載電流較大時(shí)，磁路飽和，串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的工作特性與他勵(lì)電動(dòng)機(jī)相同。曲線如圖所示。 當(dāng)負(fù)載電流為零時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速趨于無(wú)窮大，所以串勵(lì)電動(dòng)機(jī)不宜輕載或空載運(yùn)行。主編：撰稿教師：（以姓氏為序）制作：責(zé)任編輯：電子編輯：2.1 電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程和負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性2.2 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 2.3 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 本章主要介紹電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程、負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性、直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性、起動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)等方法和物理過(guò)程。2.4 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)2.5 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速2.6 串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)2.1電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式和負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性 電力拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)

37、動(dòng)方程式描述了系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)取決于作用在原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的各種轉(zhuǎn)矩。2.1.1 電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式一、運(yùn)動(dòng)方程式MemTnLTU 根據(jù)如圖給出的系統(tǒng)（忽略空載轉(zhuǎn)矩），可寫出拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式：dtdJTTLem其中 為系統(tǒng)的慣性轉(zhuǎn)矩。dtdJ2.1電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式和負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性運(yùn)動(dòng)方程的實(shí)用形式：2.1.1 電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式一、運(yùn)動(dòng)方程式dtdnGDTTLem3752系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的三種狀態(tài)1)當(dāng) 或 時(shí),系統(tǒng)處于靜止靜止或恒轉(zhuǎn)速恒轉(zhuǎn)速運(yùn)行狀態(tài)，即處于穩(wěn)態(tài)。LemTT0dtdn2)當(dāng) 或 時(shí),系統(tǒng)處于加速加速運(yùn)行狀態(tài)，即處于動(dòng)態(tài)。LemTT0dtdn3)當(dāng) 或

38、 時(shí),系統(tǒng)處于減速減速運(yùn)行狀態(tài)，即處于動(dòng)態(tài)。LemTT0dtdn2.1電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式和負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性 首先確定電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)時(shí)的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檗D(zhuǎn)速的正方向，然后規(guī)定：2.1.1 電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式二、運(yùn)動(dòng)方程式中轉(zhuǎn)矩正、負(fù)號(hào)的規(guī)定（1）電磁轉(zhuǎn)矩 與轉(zhuǎn)速 的正方向相同時(shí)為正，相反時(shí)為負(fù)。emTn（2）負(fù)載轉(zhuǎn)矩 與轉(zhuǎn)速 的正方向相同時(shí)為負(fù)，相反時(shí)為正。LTnemTLT（3）慣性轉(zhuǎn)矩 的大小和正負(fù)號(hào)由 和 的代數(shù)和決定。dtdnGD37522.1電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式和負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性2.1.2 負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性一、恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性，就是負(fù)載的機(jī)械特性，簡(jiǎn)稱負(fù)載特性。 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)

39、載特性是指生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩 與轉(zhuǎn)速 無(wú)關(guān)的特性。分反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載和位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載兩種。nLT1.反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載T TL Ln2.位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載T TL Ln2.1電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式和負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性2.1.2 負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性二、恒功率負(fù)載特性負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性，就是負(fù)載的機(jī)械特性，簡(jiǎn)稱負(fù)載特性。 恒功率負(fù)載特點(diǎn)是：負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的乘積為一常數(shù)，即 與 成反比，特性曲線為一條雙曲線。nLTT TL Ln三、泵與風(fēng)機(jī)類負(fù)載特性 負(fù)載的轉(zhuǎn)矩 基本上與轉(zhuǎn)速 的平方成正比。負(fù)載特性為一條拋物線。LTnT TL Ln12TL02.2 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性2.2.1 機(jī)械特性的表達(dá)式 直流電動(dòng)機(jī)

40、的機(jī)械特性是指電動(dòng)機(jī)在電樞電壓、勵(lì)磁電流、電樞回路電阻為恒值的條件下，即電動(dòng)機(jī)處于穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系：)(emTfnememTeeTnTCCRCUn02由電機(jī)的電路原理圖可得機(jī)械特性的表達(dá)式：0 n0nNnnemTNT0T0n稱為理想空載轉(zhuǎn)速。實(shí)際空載轉(zhuǎn)速020TCCRCUnTee2.2 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性2.2.2 固有機(jī)械特性和人為機(jī)械特性一、固有機(jī)械特性當(dāng) 時(shí)的機(jī)械特性稱為固有機(jī)械特性：aNNRRUU,emNTeaNeNTCCRCUn2二、人為機(jī)械特性當(dāng)改變 或 或 得到的機(jī)械特性稱為人為機(jī)械特性。UaR 由于電樞電阻很小，特性曲線斜率很小，所以固有機(jī)械特

41、性是硬特性。2.2 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性2.2.2 固有機(jī)械特性和人為機(jī)械特性1、電樞串電阻時(shí)的人為特性 保持 不變,只在電樞回路中串入電阻 的人為特性NNUU,SRemNTeSaNeNTCCRRCUn2SaRR 0nnaRemT特點(diǎn)：1） 不變， 變大； 2） 越大，特性越軟。0n2.2 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性2.2.2 固有機(jī)械特性和人為機(jī)械特性2、降低電樞電壓時(shí)的人為特性 保持 不變，只改變電樞電壓 時(shí)的人為特性：NaRR,UemNTeaNeTCCRCUn21UNUU101n0nnNUemT特點(diǎn)：1) 隨 變化, 不變; 2) 不同,曲線是一組平行線。0nUU2.2 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)

42、的機(jī)械特性2.2.2 固有機(jī)械特性和人為機(jī)械特性3、減弱勵(lì)磁磁通時(shí)的人為特性 保持 不變，只改變勵(lì)磁回路調(diào)節(jié)電阻 的人為特性：NaUURR,SfRemTeaeNTCCRCUn201n11kT202n2kTNn0nemTkTN12特點(diǎn)：1）弱磁， 增大； 2）弱磁， 增大0n2.2 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性2.2.3 機(jī)械特性求取一、固有特性的求取 ), 0(0nnTem),(NNemnnTT已知 ，求兩點(diǎn):1）理想空載點(diǎn) 和額定運(yùn)行 。NNNNnIUP,具體步驟：（1）估算:aR2)3221(NNNNaIPIUR（2）計(jì)算:NTNeCC和NNNNNenPIUCNeNTCC55.9（3）計(jì)算理想

43、空載點(diǎn)：NeNemCUnT0, 0（4）計(jì)算額定工作點(diǎn)：NNNTNnnICT,二、人為特性的求取 在固有機(jī)械特性方程 的基礎(chǔ)上，根據(jù)人為特性所對(duì)應(yīng)的參數(shù) 或 或 變化，重新計(jì)算 和 ，然后得到人為機(jī)械特性方程式。emTnn0SRU0n2.2 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性2.2.4 電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行條件 處于某一轉(zhuǎn)速下運(yùn)行的電力拖動(dòng)系統(tǒng)，由于受到某種擾動(dòng)，導(dǎo)致系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化而離開(kāi)原來(lái)的平衡狀態(tài)，如果系統(tǒng)能在新的條件下達(dá)到新的平衡狀態(tài)，或者當(dāng)擾動(dòng)消失后系統(tǒng)回到原來(lái)的轉(zhuǎn)速下繼續(xù)運(yùn)行，則系統(tǒng)是穩(wěn)定的，否則系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。nAemTLTAn0在 點(diǎn)，系統(tǒng)平衡ALemTTAn擾動(dòng)使轉(zhuǎn)速有微小增量，轉(zhuǎn)速

44、由 上升到 ， ，擾動(dòng)消失，系統(tǒng)減速，回到 點(diǎn)運(yùn)行。AAnAnLemTTnAemTLTAn0An 擾動(dòng)使轉(zhuǎn)速由 下降到 ， ，擾動(dòng)消失，系統(tǒng)加速，回到 點(diǎn)運(yùn)行。AAnAn LemTTnAemTLTAn02.2 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性2.2.4 電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行條件電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的充分必要條件是：nBemTLTBn0在 點(diǎn)，系統(tǒng)平衡BLemTT1.必要條件: 電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性與負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性有交點(diǎn),即存在LemTTBn 擾動(dòng)使轉(zhuǎn)速由 下降到 ， ，系統(tǒng)將一直減速，不可能回到 點(diǎn)運(yùn)行。BBnBn LemTTnBemTLTBn0Bn擾動(dòng)使轉(zhuǎn)速由 上升到 ， ，即使擾動(dòng)消失，系統(tǒng)也將一直加速

45、，不能回到 點(diǎn)運(yùn)行。BBnBnLemTTnBemTLTBn02.充分條件: 在交點(diǎn) 處滿足 。 或者說(shuō)，在交點(diǎn)的轉(zhuǎn)速以上存在 ,在交點(diǎn)的轉(zhuǎn)速以下存在 。LemTTdndTdndTLemLemTTLemTT2.3 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)是指電動(dòng)機(jī)接通電源后，由靜止?fàn)顟B(tài)加速到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的過(guò)程。aNststTstRUIICT起動(dòng)瞬間，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和起動(dòng)電流分別為 為了限制起動(dòng)電流，他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)通常采用電樞回路串電阻或降低電樞電壓起動(dòng)。0n 起動(dòng)時(shí)由于轉(zhuǎn)速 ，電樞電動(dòng)勢(shì) ，而且電樞電阻 很小，所以起動(dòng)電流將達(dá)很大值。 過(guò)大的起動(dòng)電流將引起電網(wǎng)電壓下降、影響電網(wǎng)上其它用戶的正常用電、使電動(dòng)機(jī)

46、的換向惡化；同時(shí)過(guò)大的沖擊轉(zhuǎn)矩會(huì)損壞電樞繞組和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。一般直流電動(dòng)機(jī)不允許直接起動(dòng)。 0aEaR2.3 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)一、起動(dòng)過(guò)程2.3.1 電樞回路串電阻起動(dòng)三級(jí)電阻起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)的電路原理圖和機(jī)械特性為3321RRRRRstststaLLIT22IT11ITITem0nabn1221RRRRststa1ncd211RRRsta2nef3aRNngh3nMaRS1SU1stR2stR3stR2S3S2.3 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)二、分組起動(dòng)電阻的計(jì)算2.3.1 電樞回路串電阻起動(dòng) 設(shè)對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速n1、n2、n3時(shí)電勢(shì)分別為Ea1、Ea2、Ea3，則有：b點(diǎn)123aNEUIRc點(diǎn)112aNEU

47、IRd點(diǎn)222aNEUIRe點(diǎn)211aNEUIRf點(diǎn)321aNEUIRg點(diǎn)31aNaEUIR比較以上各式得：2111223IIRRRRRRa 在已知起動(dòng)電流比和電樞電阻Ra前提下，經(jīng)推導(dǎo)可得各級(jí)串聯(lián)電阻為:11223121)1()1()1()1( stmamstmstaststastastRRRRRRRRRRR2.3 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)二、分組起動(dòng)電阻的計(jì)算2.3.1 電樞回路串電阻起動(dòng)（6）計(jì)算各級(jí)起動(dòng)電阻。（1）估算或查出電樞電阻 ；aR1T1I（2）根據(jù)過(guò)載倍數(shù)選取最大轉(zhuǎn)矩 對(duì)應(yīng)的最大電流 ；m（3）選取起動(dòng)級(jí)數(shù) ；（4）計(jì)算起動(dòng)電流比：maNRIU1 取整數(shù)m（5）計(jì)算轉(zhuǎn)矩:12TT

48、，校驗(yàn)：LTT) 3 . 11 . 1 (2如果不滿足，應(yīng)另選 或 值并重新計(jì)算，直到滿足該條件為止。1Tm計(jì)算各級(jí)起動(dòng)電阻的步驟：2.3 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)2.3.2 降壓起動(dòng) 當(dāng)直流電源電壓可調(diào)時(shí)，可采用降壓方法起動(dòng)。 起動(dòng)時(shí)，以較低的電源電壓起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，起動(dòng)電流隨電源電壓的降低而正比減小。隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的上升，反電動(dòng)勢(shì)逐漸增大，再逐漸提高電源電壓，使起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩保持在一定的數(shù)值上，保證按需要的加速度升速。 降壓起動(dòng)需專用電源，設(shè)備投資較大，但它起動(dòng)平穩(wěn)，起動(dòng)過(guò)程能量損耗小，因此得到廣泛應(yīng)用。2.4 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng) 當(dāng) 與 的方向相同時(shí)，電機(jī)運(yùn)行于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，當(dāng) 與 方向相反

49、時(shí)，電機(jī)運(yùn)行于制動(dòng)狀態(tài)。 emTemTnn2.4.1 能耗制動(dòng) U電動(dòng)MaEaInemTfIS制動(dòng)BRaBIemBT 在電動(dòng)狀態(tài)，電樞電流、電樞電動(dòng)勢(shì)、轉(zhuǎn)速及驅(qū)動(dòng)性質(zhì)的電磁轉(zhuǎn)矩如圖所示。需要制動(dòng)時(shí),將開(kāi)關(guān)S投向制動(dòng)電阻 上即可。BR 由于慣性，電樞保持原來(lái)方向繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，電動(dòng)勢(shì) 方向不變。由 產(chǎn)生的電樞電流 的方向與電動(dòng)狀態(tài)時(shí)的 方向相反,對(duì)應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩 與 方向相反,為制動(dòng)性質(zhì),電機(jī)處于制動(dòng)狀態(tài)。aEaEaBIaIemBTemT 制動(dòng)運(yùn)行時(shí)，電機(jī)靠生產(chǎn)機(jī)械的慣性力的拖動(dòng)而發(fā)電，將生產(chǎn)機(jī)械儲(chǔ)存的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能，消耗在電阻上，直到電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。2.4 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)2.4.1 能耗制動(dòng)能耗制

50、動(dòng)時(shí)的機(jī)械特性為：ememNTeBaTTCCRRn02BaRR CBn0naRA0LTemT電動(dòng)機(jī)狀態(tài)工作點(diǎn)制動(dòng)瞬間工作點(diǎn)制動(dòng)過(guò)程工作段電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)反抗性負(fù)載，電機(jī)停轉(zhuǎn)。若電動(dòng)機(jī)帶位能性負(fù)載,穩(wěn)定工作點(diǎn)2.4 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)2.4.1 能耗制動(dòng) 但制動(dòng)電阻越小，制動(dòng)電流越大。選擇制動(dòng)電阻的原則是NBaaaBIIRREI)5 . 22(max 能耗制動(dòng)操作簡(jiǎn)單,但隨著轉(zhuǎn)速下降,電動(dòng)勢(shì)減小,制動(dòng)電流和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩也隨著減小,制動(dòng)效果變差。若為了盡快停轉(zhuǎn)電機(jī),可在轉(zhuǎn)速下降到一定程度時(shí),切除一部分制動(dòng)電阻,增大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 改變制動(dòng)電阻 的大小可以改變能耗制動(dòng)特性曲線的斜率,從而可以改變制動(dòng)轉(zhuǎn)矩及下放負(fù)

51、載的穩(wěn)定速度。 越小,特性曲線的斜率越小,起始制動(dòng)轉(zhuǎn)矩越大,而下放負(fù)載的速度越小。BRBR即：aNaBRIER)5 . 22(其中 為制動(dòng)瞬間的電樞電動(dòng)勢(shì)。aE2.4 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)2.4.2 反接制動(dòng) 電壓反接制動(dòng)時(shí)接線如圖所示。一、電壓反接制動(dòng) U電動(dòng)MaEaInemTfIS制動(dòng)BRaBIemBT 開(kāi)關(guān)S投向“電動(dòng)”側(cè)時(shí)，電樞接正極電壓，電機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)。進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，開(kāi)關(guān)投向“制動(dòng)”側(cè)，電樞回路串入制動(dòng)電阻 后，接上極性相反的電源電壓，電樞回路內(nèi)產(chǎn)生反向電流：BRBaaBaaaBRREURREUI 反向的電樞電流產(chǎn)生反向的電磁轉(zhuǎn)矩，從而產(chǎn)生很強(qiáng)的制動(dòng)作用電壓反接制動(dòng)。2.4 他勵(lì)直流

52、電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)2.4.2 電壓反接制動(dòng)一、電壓反接制動(dòng)機(jī)械特性為：ememNTeBaNeNTnTCCRRCUn02曲線如圖中 所示。BCBaRR CBn0naRA0LTemTLT0nD工作點(diǎn)變化為： 。CBA制動(dòng)過(guò)程中, 、 、 均為負(fù)，而 、 為正。UaIemTnaE01aUIP022emTTP0aaemIEP,表明電機(jī)從電源吸收電功率；,表明電機(jī)從軸上吸收機(jī)械功率;,表明軸上輸入的機(jī)械功率轉(zhuǎn)變?yōu)殡姌谢芈冯姽β省?可見(jiàn),反接制動(dòng)時(shí),從電源輸入的電功率和從軸上輸入的機(jī)械功率轉(zhuǎn)變成的電功率一起消耗在電樞回路電阻上。2.4 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)2.4.2 電壓反接制動(dòng)二、倒拉反轉(zhuǎn)反接制動(dòng)倒拉反轉(zhuǎn)反接

53、制動(dòng)只適用于位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。BaRR CBn0naRA0LTemTBTDKT電樞回路串入較大電阻 后特性曲線BR正向電動(dòng)狀態(tài)提升重物(A點(diǎn))負(fù)載作用下電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)(下放重物)電機(jī)以穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速下放重物D點(diǎn)2.4 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)2.4.2 電壓反接制動(dòng)第二章 直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)二、倒拉反轉(zhuǎn)反接制動(dòng) 倒拉反轉(zhuǎn)反接制動(dòng)時(shí)的機(jī)械特性方程就是電動(dòng)狀態(tài)時(shí)電樞串電阻時(shí)的人為特性方程。由于串入電阻很大，有020LNTeBaTCCRRnn 倒拉反轉(zhuǎn)反接制動(dòng)時(shí)的機(jī)械特性曲線就是電動(dòng)狀態(tài)時(shí)電樞串電阻時(shí)的人為特性在第四象限的部分。 倒拉反轉(zhuǎn)反接制動(dòng)時(shí)的能量關(guān)系和電壓反接制動(dòng)時(shí)相同。2.4 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)

54、2.4.3 回饋制動(dòng) 回饋制動(dòng)時(shí)的機(jī)械特性方程與電動(dòng)狀態(tài)時(shí)相同。 電動(dòng)狀態(tài)下運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，在某種條件下會(huì)出現(xiàn) 情況，此時(shí) ， 反向， 反向，由驅(qū)動(dòng)變?yōu)橹苿?dòng)。從能量方向看，電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)回饋制動(dòng)狀態(tài)。0nn UEaaIemT穩(wěn)定運(yùn)行有兩種情況:Bn0nA0LTemTLT 0n當(dāng)電車下坡時(shí)，運(yùn)行轉(zhuǎn)速可能超過(guò)理想空載轉(zhuǎn)速,進(jìn)入第二象限電壓反接制動(dòng)帶位能性負(fù)載進(jìn)入第四象限2.4 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)2.4.3 回饋制動(dòng) 發(fā)生在動(dòng)態(tài)過(guò)程中的回饋制動(dòng)過(guò)程有以下兩種情況1、降壓調(diào)速時(shí)產(chǎn)生的回饋制動(dòng)Bn02nA0LTemT1U01nCnAn2UC12UU 制動(dòng)過(guò)程為 段。02Bn2、增磁調(diào)速時(shí)產(chǎn)生的回饋制動(dòng)

55、Bn02nA0LTemT101nCnAn2C12制動(dòng)過(guò)程為 段。02Bn 回饋制動(dòng)時(shí)由于有功功率回饋到電網(wǎng)，因此與能耗和反接制動(dòng)相比，回饋制動(dòng)是比較經(jīng)濟(jì)的。2.5 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 電力拖動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)速可以采用機(jī)械調(diào)、電氣調(diào)速或二者配合調(diào)速。通過(guò)改變傳動(dòng)機(jī)構(gòu)速比進(jìn)行調(diào)速的方法稱為機(jī)械調(diào)速機(jī)械調(diào)速；通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)參數(shù)進(jìn)行調(diào)速的方法稱為電氣調(diào)速電氣調(diào)速。他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為esaaCRRIUn)(電氣調(diào)速方法：1.調(diào)壓調(diào)速；2.電樞串電阻調(diào)速；3.調(diào)磁調(diào)速。 改變電動(dòng)機(jī)的參數(shù)就是人為地改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性，使工作點(diǎn)發(fā)生變化，轉(zhuǎn)速發(fā)生變化。調(diào)速前后，電動(dòng)機(jī)工作在不同的機(jī)械特性上，如果機(jī)械特性不變

56、，因負(fù)載變化而引起轉(zhuǎn)速的變化，則不能稱為調(diào)速。2.5 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速2.5.1調(diào)速指標(biāo)：一、調(diào)速范圍:minmaxnnD 二、靜差率（相對(duì)穩(wěn)定性）二、靜差率（相對(duì)穩(wěn)定性）：%越小，相對(duì)穩(wěn)定性越好；%與機(jī)械特性硬度和n0有關(guān)。%100%100%000nnnnnNN指負(fù)載變化時(shí)，轉(zhuǎn)速變化的程度，轉(zhuǎn)速變化小，穩(wěn)定性好。)1 (maxmaxmin0maxminmaxNNNNnnnnnnnnnnD D與%相互制約:越小,D越小,相對(duì)穩(wěn)定性越好;在保證一定的指標(biāo)的前提下,要擴(kuò)大D,須減少n,即提高機(jī)械特性的硬度。2.5 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速2.5.1調(diào)速指標(biāo)：三、調(diào)速的平滑性三、調(diào)速的平滑性1iin

57、n 越接近1，平滑性越好，當(dāng) 時(shí)，稱為無(wú)級(jí)調(diào)速，即轉(zhuǎn)速可以連續(xù)調(diào)節(jié)。調(diào)速不連續(xù)時(shí)，級(jí)數(shù)有限，稱為有級(jí)調(diào)速。1四、調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性 在一定的調(diào)速范圍內(nèi)，調(diào)速的級(jí)數(shù)越多，調(diào)速越平滑。相鄰兩級(jí)轉(zhuǎn)速之比，為平滑系數(shù) ：主要指調(diào)速設(shè)備的投資、運(yùn)行效率及維修費(fèi)用等。2.5 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速2.5.2調(diào)速方法一、電樞回路串電阻調(diào)速一、電樞回路串電阻調(diào)速nTemTLRan0nNA0ABn1Ra+Rs1未串電阻時(shí)的工作點(diǎn)串電阻Rs1后,工作點(diǎn)由AAB2.5 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速2.5.2調(diào)速方法一、電樞回路串電阻調(diào)速一、電樞回路串電阻調(diào)速調(diào)速過(guò)程電流變化曲線調(diào)速前、后電流不變調(diào)速過(guò)程轉(zhuǎn)速變化曲線tt=0n1nN

58、IaNianian結(jié)論：帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí),串電阻越大,轉(zhuǎn)速越低。2.5 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速2.5.2調(diào)速方法一、電樞回路串電阻調(diào)速一、電樞回路串電阻調(diào)速優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：電樞串電阻調(diào)速設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便。2）低速時(shí)特性曲線斜率大,靜差率大,所以轉(zhuǎn)速的相對(duì)穩(wěn)定性差； 3）輕載時(shí)調(diào)速范圍小，額定負(fù)載時(shí)調(diào)速范圍一般為D2；4）損耗大，效率低，不經(jīng)濟(jì)。對(duì)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，調(diào)速前、后因增通不變而使Tem和Ia不變，輸入功率不變，輸出功率卻隨轉(zhuǎn)速的下降而下降，減少的部分被串聯(lián)電阻消耗了。缺點(diǎn)缺點(diǎn)：1）由于電阻只能分段調(diào)節(jié)，所以調(diào)速的平滑性差；2.5 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速2.5.2調(diào)速方法二、降低電源電壓調(diào)速二、降低電源

59、電壓調(diào)速Tem0nnNUTLNnA1U01nAB1n調(diào)速壓前工作點(diǎn)A降壓瞬間工作點(diǎn)穩(wěn)定后工作點(diǎn) 降壓調(diào)速過(guò)程與電樞串電阻調(diào)速過(guò)程相似，調(diào)速過(guò)程中轉(zhuǎn)速和電樞電流（或轉(zhuǎn)矩）隨時(shí)間變化的曲線也相似。2.5 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速2.5.2調(diào)速方法二、降低電源電壓調(diào)速二、降低電源電壓調(diào)速優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1）電源電壓能夠平滑調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。 2）調(diào)速前后的機(jī)械特性的斜率不變，硬度較高，負(fù)載變化時(shí)穩(wěn)定性好。3）無(wú)論輕載還是負(fù)載，調(diào)速范圍相同，一般可達(dá) D=2.512。 4）電能損耗較小。缺點(diǎn)缺點(diǎn)： 需要一套電壓可連續(xù)調(diào)節(jié)的直流電源。2.5 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速2.5.2調(diào)速方法三、減弱磁通調(diào)速三、減弱磁通調(diào)

60、速01n1A1nBNTemnTL0nANn調(diào)節(jié)磁場(chǎng)前工作點(diǎn)弱磁瞬間工作點(diǎn)AA弱磁穩(wěn)定后的工作點(diǎn)2.5 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速2.5.2調(diào)速方法三、減弱磁通調(diào)速三、減弱磁通調(diào)速減弱磁通調(diào)速前、后轉(zhuǎn)速變化曲線減弱磁通前、后的電樞電流變化曲線tt=0naNInNn1n1aIaiai結(jié)論結(jié)論：磁場(chǎng)越弱，轉(zhuǎn)速越高。因此電機(jī)運(yùn)行時(shí)勵(lì)磁回路不能開(kāi)路。2.5 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速2.5.2調(diào)速方法三、減弱磁通調(diào)速三、減弱磁通調(diào)速優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：由于在電流較小的勵(lì)磁回路中進(jìn)行調(diào)節(jié)，因而控制方便，能量損耗小，設(shè)備簡(jiǎn)單，調(diào)速平滑性好。弱磁升速后電樞電流增大，電動(dòng)機(jī)的輸入功率增大，但由于轉(zhuǎn)速升高，輸出功率也增大，電動(dòng)機(jī)的效率