第8章直流電機電力拖動

1、第第8章直流電機電力拖動章直流電機電力拖動8.1 他勵直流電動機的機械特性他勵直流電動機的機械特性n = Ua CE Ra CECT2 T 機械特性機械特性: 反映的是轉(zhuǎn)速和電磁轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系。反映的是轉(zhuǎn)速和電磁轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系。= n0 T= n0n理想空理想空載轉(zhuǎn)速載轉(zhuǎn)速 = dndTRaCECT2= = 1 機械特性的硬度機械特性的硬度固有機械特性固有機械特性考慮電樞反應時，考慮電樞反應時，對他（并）勵電對他（并）勵電動機的固有特性動機的固有特性有何影響？有何影響？ 8.1 他勵直流電動機的機械特性他勵直流電動機的機械特性一、固有特性一、固有特性 n = f (T )UaN, IfN, R

2、a 二、人為特性二、人為特性1 增加電樞電路電阻增加電樞電路電阻 時的人為特性時的人為特性 n = TUNCENRaRr CECTN2 OTnn0RaRa (RaRr) 即機械特性變軟。即機械特性變軟。 8.1 他勵直流電動機的機械特性他勵直流電動機的機械特性2. 降低電樞電壓時的人為特性降低電樞電壓時的人為特性n = Ua CEN Ra CECTN2 T n0n0Uan0 但但、 不變不變機械特性的硬度不變。機械特性的硬度不變。OTnUaUa 3. 減小勵磁電流時的人為特性減小勵磁電流時的人為特性n = UN CE Ra CECT2 T OTnn0n0IfIfIf n0 、 機械特性變軟。機

3、械特性變軟。8.1 他勵直流電動機的機械特性他勵直流電動機的機械特性8.2 他勵直流電動機的起動他勵直流電動機的起動 起動性能起動性能 起動電流起動電流 IST 起動轉(zhuǎn)矩起動轉(zhuǎn)矩 TST 直接起動直接起動 起動瞬間：起動瞬間： n = 0，E = 0， IST = UaRa對于他勵電機對于他勵電機 = (10 20) IN 換向決不允許換向決不允許! T = TST = CT IST = (10 20) TN 前提：有適用的直流可調(diào)電源。前提：有適用的直流可調(diào)電源。思想：在起動瞬間，降低電源電壓思想：在起動瞬間，降低電源電壓，將起動電流限制在允許的范將起動電流限制在允許的范圍內(nèi)圍內(nèi), ,隨轉(zhuǎn)速

4、上升逐漸增加電樞外加電壓。隨轉(zhuǎn)速上升逐漸增加電樞外加電壓。 1UU2UUNUU一、降低電樞電壓起動一、降低電樞電壓起動8.2 他勵直流電動機的起動他勵直流電動機的起動將電阻串入電樞回路中，待轉(zhuǎn)速升高后，逐步將電阻切除。將電阻串入電樞回路中，待轉(zhuǎn)速升高后，逐步將電阻切除。(a) 電路圖 (b) 特性圖 和降壓起動有什么聯(lián)系? 二、增加電樞電阻起動二、增加電樞電阻起動8.2 他勵直流電動機的起動他勵直流電動機的起動8.3 他勵直流電動機的調(diào)速他勵直流電動機的調(diào)速n =CEUaRaCECT2TUaRa一、改變電樞電阻調(diào)速一、改變電樞電阻調(diào)速OTnRaRaRr TLbcn0aIfUaIaUfRr Ma

5、OTnRaRaRr n0TLTLbcOTnRaRaRr n0bca(1)調(diào)速方向：在調(diào)速方向：在 nN 以下以下 調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)。(2)調(diào)速的穩(wěn)定性調(diào)速的穩(wěn)定性:差。差。 (3)調(diào)速范圍：調(diào)速范圍：D 較小。較小。 8.3 他勵直流電動機的調(diào)速他勵直流電動機的調(diào)速 (4) 調(diào)速的平滑性：有級調(diào)速的平滑性：有級 (6) 調(diào)速時的允許負載：恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速時的允許負載：恒轉(zhuǎn)矩 (5) 調(diào)速的經(jīng)濟性：差調(diào)速的經(jīng)濟性：差幾個調(diào)速指標：幾個調(diào)速指標：(1) 調(diào)速方向：向下調(diào)速方向：向下(2) 調(diào)速的平滑性：無級調(diào)速調(diào)速的平滑性：無級調(diào)速(3) 調(diào)速的穩(wěn)定性：降壓較大時，穩(wěn)定性變差調(diào)速的穩(wěn)定性：降壓較大時，穩(wěn)定性變

6、差(4) 調(diào)速范圍：調(diào)速范圍：D 不大（不大（D8） 。 (5) 調(diào)速的經(jīng)濟性：需要專用直流電源。調(diào)速的經(jīng)濟性：需要專用直流電源。 (6) 調(diào)速時的允許負載調(diào)速時的允許負載:恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。 二、改變電樞電壓調(diào)速二、改變電樞電壓調(diào)速OTnUaUaTLbcn0n0a8.3 他勵直流電動機的調(diào)速他勵直流電動機的調(diào)速幾個調(diào)速指標：幾個調(diào)速指標： 【例例8.3.1】 一臺他勵電動機，一臺他勵電動機， PN = 4 kW，UaN = 160 V，IaN = 34.4 A，nN = 1 450 r/min ，拖動恒轉(zhuǎn)矩負載運，拖動恒轉(zhuǎn)矩負載運行，行，TL = TN?，F(xiàn)采用改變電樞電壓調(diào)速。試問要使

7、轉(zhuǎn)速降。現(xiàn)采用改變電樞電壓調(diào)速。試問要使轉(zhuǎn)速降低至低至 1 000 r/min，電樞電壓應降低到多少，電樞電壓應降低到多少 ？ 解：解：8.3 他勵直流電動機的調(diào)速他勵直流電動機的調(diào)速三、改變勵磁電流調(diào)速三、改變勵磁電流調(diào)速TLOTn21 bcan0n0(1) 調(diào)速方向：在調(diào)速方向：在 nN 以上調(diào)節(jié)。以上調(diào)節(jié)。 (2) 調(diào)速的平滑性調(diào)速的平滑性 連續(xù)調(diào)節(jié)連續(xù)調(diào)節(jié)Uf（或（或Rf）可實現(xiàn)無級調(diào)速。）可實現(xiàn)無級調(diào)速。 8.3 他勵直流電動機的調(diào)速他勵直流電動機的調(diào)速(3) 調(diào)速的穩(wěn)定性：調(diào)速的穩(wěn)定性：(4) 調(diào)速范圍：調(diào)速范圍：D 不大。不大。(5) 調(diào)速的經(jīng)濟性調(diào)速的經(jīng)濟性 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)Rf 比較

8、經(jīng)濟；比較經(jīng)濟； 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)Uf 則需要專用直流電源。則需要專用直流電源。(6) 調(diào)速時的允許負載：調(diào)速時的允許負載：恒功率調(diào)速。恒功率調(diào)速。 不變，不變， 穩(wěn)定性好。穩(wěn)定性好。 例例 一臺額定運行的他勵直流電動機的額定數(shù)據(jù)為：一臺額定運行的他勵直流電動機的額定數(shù)據(jù)為：V750NUkW1325NPA1930NImin/ r200Nn電樞繞組的電阻電樞繞組的電阻0161. 0aR若，使磁通若，使磁通 減少減少10%，求：瞬間，及重新穩(wěn)定時的電樞電流和轉(zhuǎn)，求：瞬間，及重新穩(wěn)定時的電樞電流和轉(zhuǎn)速分別是多少？速分別是多少？8.3 他勵直流電動機的調(diào)速他勵直流電動機的調(diào)速TL = TNIaEaIfRfKM

9、1UNMRbKM2方法：保持方法：保持I If f不變，將電樞回路從電網(wǎng)斷開，同時串接不變，將電樞回路從電網(wǎng)斷開，同時串接 制動電阻制動電阻R Rb b。一、能耗制動一、能耗制動 8.4 他勵直流電動機的制動他勵直流電動機的制動制動前：特性制動前：特性 1。 制動開始后：制動開始后： Ua = 0， n0 = 0 特性特性 2 n = RaRb CECT2 T制動過程制動過程bOTn 1n0TLaTL1. 能耗制動過程能耗制動過程 迅速自動停機迅速自動停機 28.4 他勵直流電動機的制動他勵直流電動機的制動 Tb Tb 制動效果制動效果 2 (Rb大大)bOTn1TLa2 (Rb小小)b8.4

10、 他勵直流電動機的制動他勵直流電動機的制動Rb 制動快，停車迅速。制動快，停車迅速。 2. 能耗制動運行能耗制動運行 下放重物下放重物 bOTn 1n0TLa2c反向起動反向起動制動過程制動過程能耗制能耗制動運行動運行8.4 他勵直流電動機的制動他勵直流電動機的制動 制動效果制動效果 nLnL2 bOTn1TLac2 (Rb小小)bTT c(Rb大大)Rb 下放速度下放速度 | nL | 。二、反接制動二、反接制動 1. 電壓反向反接制動電壓反向反接制動 迅速停機迅速停機 電動狀態(tài)電動狀態(tài)Tn制動狀態(tài)制動狀態(tài) UaTL 作用？作用？ 限制限制 Iamax Ia 的方向？的方向？T 的方向？的方

11、向？nTEUaIaUfTLMUfMEIaRb方法：把正向運行的他勵直流電動機的電源電壓突然反接，方法：把正向運行的他勵直流電動機的電源電壓突然反接， 同時在電樞回路中串入一個電阻。同時在電樞回路中串入一個電阻。8.4 他勵直流電動機的制動他勵直流電動機的制動2n0 OTn1n0 TL 制動前：特性制動前：特性1 制動開始后：制動開始后： 特性特性2 制動過程制動過程 TL n = Ua CE RaRb CECT2 Tbacdc 點點: 立刻斷電，能停機；立刻斷電，能停機； 未斷電，反向起動。未斷電，反向起動。 立刻立刻 斷電斷電8.4 他勵直流電動機的制動他勵直流電動機的制動 制動效果制動效果

12、 Rb 制動快。制動快。 2. 電動勢反向反接制動電動勢反向反接制動 下放重物下放重物 8.4 他勵直流電動機的制動他勵直流電動機的制動方法：把正向運行的他勵直流電動機的電源電壓突然反接，方法：把正向運行的他勵直流電動機的電源電壓突然反接， 同時在電樞回路中串入一個電阻。同時在電樞回路中串入一個電阻。OTn 1n0TLa2c 制動運制動運 行狀態(tài)行狀態(tài)制動前：特性制動前：特性 1 制動開始后：制動開始后： 特性特性 2n = Ua CE RaRb CECT2 Tbd 制動效果制動效果 Rb 下放速度下放速度 。 n n0 電動機處于發(fā)電狀態(tài)，電動機處于發(fā)電狀態(tài)， 動能轉(zhuǎn)換為電能回饋電網(wǎng)。動能轉(zhuǎn)

13、換為電能回饋電網(wǎng)。三、回饋制動三、回饋制動 特點：特點： EUa OTn1n01. 正向回饋制動正向回饋制動 電車下坡電車下坡 TL12TL23ab8.4 他勵直流電動機的制動他勵直流電動機的制動TL 在降低電樞電在降低電樞電 壓調(diào)速過程中壓調(diào)速過程中 TLOTnUa1n01Ua2n02acbd 回饋制回饋制 動過程動過程 在增加勵磁電在增加勵磁電 流調(diào)速過程中流調(diào)速過程中 OTnIf1n01If2n02acbd 工作點工作點 跳到何處？跳到何處？ 回饋制回饋制 動過程動過程 8.4 他勵直流電動機的制動他勵直流電動機的制動減小減小 If 的人為特性的人為特性 減小減小 If 的人為特性的人為特性 8.5 他勵電動機在四象限中的運行狀態(tài)他勵電動機在四象限中的運行狀態(tài)一、電動狀態(tài)一、電動狀態(tài) 正向固有特性正向固有特性 反向固有特性反向固有特性 增加增加 Ra 的人為特性的人