第三章直流電動機(jī)電力拖動2課件

3.3他勵直流電動機(jī)的調(diào)速

1.可以采用的調(diào)速方法：機(jī)械方法；電氣方法；機(jī)械電氣配合方法。2.電氣調(diào)速方法：由轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)特性來看:欲改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，可以改變電樞端電壓Ua（UR)，或改變勵磁磁通

Φ

實現(xiàn)。3.3他勵直流電動機(jī)的調(diào)速1.可以采用的調(diào)速方法：欲改1(1)調(diào)壓限制：提高電動機(jī)電樞端電壓受到繞組絕緣耐壓的限制，所以，根據(jù)規(guī)定電樞電壓只容許比額定電壓提高30%；實際上改變Ua應(yīng)用在降壓的方向，即從額定轉(zhuǎn)速向下調(diào)速。(1)調(diào)壓限制：提高電動機(jī)電樞端電壓受到繞組絕緣耐壓的限制，2(2)調(diào)磁限制：一般電動機(jī)的額定磁通已設(shè)計得使鐵心接近飽和。

所以，改變磁通一般應(yīng)用在弱磁的方向，稱為弱磁調(diào)速；一般可以使轉(zhuǎn)速從額定值向上調(diào)節(jié)。(2)調(diào)磁限制：一般電動機(jī)的額定磁通已設(shè)計得使鐵心接近飽和。3一.調(diào)速指標(biāo)

1.調(diào)速的技術(shù)指標(biāo)(1)調(diào)速范圍：一般假定：

nmax

與nmin

代表電動機(jī)在額定負(fù)載下可能達(dá)到的最高與最低轉(zhuǎn)速。一.調(diào)速指標(biāo)1.調(diào)速的技術(shù)指標(biāo)一般假定：

nmax與n4不同生產(chǎn)機(jī)械要求的調(diào)速范圍對負(fù)載很輕的生產(chǎn)機(jī)械，可用實際負(fù)載下的最高與最低轉(zhuǎn)速來計算。生產(chǎn)機(jī)械類型調(diào)速范圍車床20~120龍門刨床10~40機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)5~200軋鋼機(jī)3~120造紙機(jī)3~20不同生產(chǎn)機(jī)械要求的調(diào)速范圍對負(fù)載很輕的生產(chǎn)機(jī)械，可用實際負(fù)載5(2)靜差率(相對穩(wěn)定性)相對穩(wěn)定性的程度用靜差率δ%來表示：表明負(fù)載變化引起轉(zhuǎn)速變化的大小程度。(2)靜差率(相對穩(wěn)定性)相對穩(wěn)定性的程度用靜差率δ%來6靜差率與調(diào)速范圍的關(guān)系：靜差率與調(diào)速范圍是互相聯(lián)系的兩項指標(biāo)，系統(tǒng)可能達(dá)到最低速nmin決定于低速特性的靜差率。

靜差率與調(diào)速范圍的關(guān)系：靜差率與調(diào)速范圍是互相聯(lián)系的兩項指標(biāo)7調(diào)速范圍D與低速靜差率δ

%間的關(guān)系：調(diào)速范圍D與低速靜差率δ%間的關(guān)系：8(3)平滑性調(diào)速的級數(shù)愈多則認(rèn)為調(diào)速愈平滑；用平滑系數(shù)φ

，即相鄰兩級轉(zhuǎn)速或線速度之比來衡量：φ

=1時稱為無級調(diào)速，此時轉(zhuǎn)速連續(xù)可調(diào)。(3)平滑性調(diào)速的級數(shù)愈多則認(rèn)為調(diào)速愈平滑；φ=1時稱9(4)調(diào)速時的容許輸出指電動機(jī)在得到充分利用的情況下，在調(diào)速過程中軸上所能輸出的功率和轉(zhuǎn)矩；注意！

電動機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時的實際輸出的功率與轉(zhuǎn)矩是由負(fù)載的需要來決定的。(4)調(diào)速時的容許輸出指電動機(jī)在得到充分利用的情況下，在調(diào)速102.調(diào)速的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)(1)設(shè)備投資(2)運(yùn)行費(fèi)用

運(yùn)行費(fèi)用決定于調(diào)速過程的損耗，用效率

η

來說明2.調(diào)速的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)(1)設(shè)備投資11二.降低電樞端電壓調(diào)速1.電樞串聯(lián)電阻調(diào)速電樞串聯(lián)電阻調(diào)速二.降低電樞端電壓調(diào)速1.電樞串聯(lián)電阻調(diào)速電樞串聯(lián)電阻調(diào)速12調(diào)速指標(biāo)：

(1).調(diào)速范圍不大；(2).調(diào)速的平滑性不高，是有級調(diào)速；(3).調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性由電網(wǎng)吸取功率：調(diào)速指標(biāo)：(1).調(diào)速范圍不大；13產(chǎn)生損耗：效率：當(dāng)n=0.5n0時，η=50%，可見電樞串聯(lián)電阻調(diào)速的效率不高，是不經(jīng)濟(jì)的。產(chǎn)生損耗：效率：當(dāng)n=0.5n0時，η=50%，可見電樞14(4).適用場合

用于串勵或復(fù)勵直流電動機(jī)拖動的電車；煉鋼車間的澆鑄吊車等生產(chǎn)機(jī)械上。(4).適用場合

用于串勵或復(fù)勵直流電動機(jī)拖動的電車；152.降低電源電壓使用的可調(diào)直流電源有：(1)晶閘管整流裝置；(2)電動機(jī)-發(fā)電機(jī)機(jī)組。容量較大時用機(jī)組作為可調(diào)直流電源，而用晶閘管裝置調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)G的勵磁電流。2.降低電源電壓使用的可調(diào)直流電源有：16電樞由晶閘管整流供電的直流調(diào)速系統(tǒng)示意圖電樞由晶閘管整流供電的直流調(diào)速系統(tǒng)示意圖17晶閘管勵磁的發(fā)電機(jī)-電動機(jī)機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)晶閘管勵磁的發(fā)電機(jī)-電動機(jī)機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)18(3)機(jī)械特性方程U0

--整流電壓

R0--整流裝置內(nèi)阻(3)機(jī)械特性方程U0--整流電壓

R0--整流19

調(diào)壓調(diào)速時的機(jī)械特性

調(diào)壓調(diào)速時的機(jī)械特性20(4)調(diào)壓調(diào)速特點(diǎn)1)調(diào)速范圍廣；2)調(diào)速平滑性高；3)設(shè)備投資大；4)采用可控硅直流電源時效率高，采用機(jī)組時效率較低。(4)調(diào)壓調(diào)速特點(diǎn)1)調(diào)速范圍廣；21三.弱磁調(diào)速1.弱磁調(diào)速方法小容量系統(tǒng)在勵磁電路中串接可調(diào)電阻rQ；大容量系統(tǒng)用單獨(dú)的晶閘管整流裝置向勵磁電路供電。三.弱磁調(diào)速1.弱磁調(diào)速方法22弱磁調(diào)速電路示意圖a)小容量系統(tǒng)b)較大容量系統(tǒng)弱磁調(diào)速電路示意圖232.機(jī)械特性方程式削弱磁通的人為機(jī)械特性2.機(jī)械特性方程式削弱磁通的人為機(jī)械特性24普通電動機(jī)弱磁調(diào)速范圍最多為D=2；特殊設(shè)計調(diào)磁電動機(jī)調(diào)速范圍D=3

~

4。普通電動機(jī)弱磁調(diào)速范圍最多為D=2；253.弱磁調(diào)速特點(diǎn)弱磁調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)：對功率較小的勵磁電路進(jìn)行調(diào)節(jié)控制方便；能量損耗?。徽{(diào)速的平滑性較高。常和額定轉(zhuǎn)速以下的降壓調(diào)速配合應(yīng)用，以擴(kuò)大調(diào)速范圍。3.弱磁調(diào)速特點(diǎn)弱磁調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)：26四.調(diào)速時允許輸出的功率與轉(zhuǎn)矩指電動機(jī)在得到充分利用的情況下，在調(diào)速過程中軸上所能輸出的功率和轉(zhuǎn)矩；電動機(jī)在nN下，允許輸出的功率主要決定于電動機(jī)的發(fā)熱，發(fā)熱主要決定于Ia，受到IN的限制。四.調(diào)速時允許輸出的功率與轉(zhuǎn)矩指電動機(jī)在得到充分利用的情況271.恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式指保持Ia=IN

不變時，電動機(jī)允許輸出的轉(zhuǎn)矩也保持Ta=TN

不變，與轉(zhuǎn)速n無關(guān)；此時允許輸出的功率與轉(zhuǎn)速n成正比。對于電樞串電阻調(diào)速和降壓調(diào)速：因Φ=ΦN不變，在Ia=IN不變條件下，

T

=CT

ΦNIN不變，與轉(zhuǎn)速n無關(guān)。所以屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式。1.恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式指保持Ia=IN不變時，電動機(jī)282.恒功率調(diào)速方式指保持Ia=IN

不變時，電動機(jī)允許輸出的功率也基本保持不變，與轉(zhuǎn)速n無關(guān)；此時允許輸出的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速n成反比。2.恒功率調(diào)速方式指保持Ia=IN不變時，電動機(jī)29對于弱磁調(diào)速方法：因U=UN不變，Φ是變化的，在Ia=IN不變條件下，T

=CT

Φ

IN。可見，弱磁調(diào)速時電動機(jī)允許輸出的功率為常數(shù)，與轉(zhuǎn)速n無關(guān)；允許輸出的轉(zhuǎn)矩與n成反比。屬于恒功率調(diào)速方式。對于弱磁調(diào)速方法：可見，弱磁調(diào)速時電動機(jī)允許輸出的功率為常數(shù)30五.電動機(jī)的調(diào)速方式與負(fù)載類型的配合恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式和恒功率調(diào)速方式，都是用來表征電動機(jī)采用某種調(diào)速方法時的負(fù)載能力，并不是電動機(jī)的實際輸出；實際的輸出功率與轉(zhuǎn)矩是由負(fù)載來決定的；負(fù)載有不同類型，因此，存在一個調(diào)速方式與負(fù)載類型配合的問題?。ㄗ约悍治觯┪?電動機(jī)的調(diào)速方式與負(fù)載類型的配合恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式和恒功率313.4他勵直流電動機(jī)的制動

1.直流電動機(jī)的兩種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)(1)電動運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)

電磁轉(zhuǎn)矩T的方向與旋轉(zhuǎn)方向相同,電網(wǎng)向電動機(jī)輸入電能；

(2)制動運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)

電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n的方向相反,電動機(jī)吸收機(jī)械能并轉(zhuǎn)化為電能。3.4他勵直流電動機(jī)的制動

1.直流電動機(jī)的兩種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)322.電氣制動方法1)能耗制動2)反接制動作用：使電動機(jī)生產(chǎn)一個負(fù)的轉(zhuǎn)矩(即制動轉(zhuǎn)矩)，以增加減速度，使系統(tǒng)較快地停下?；蚴刮荒茇?fù)載的工作機(jī)構(gòu)獲得穩(wěn)定的下放速度。3)回饋制動(或稱再生制動).2.電氣制動方法1)能耗制動33一.能耗制動1.他勵電動機(jī)能耗制動電路圖及電路特點(diǎn)一.能耗制動1.他勵電動機(jī)能耗制動電路圖及電路特點(diǎn)34電路特點(diǎn)：U=0，電樞回路電阻Ra+Rz；制動過程中，電動機(jī)靠系統(tǒng)的動能發(fā)電，

轉(zhuǎn)化成發(fā)電機(jī)工作狀態(tài)；把動能變成電能，消耗在電樞回路的電阻上，因此稱為能耗制動。電路特點(diǎn)：U=0，電樞回路電阻Ra+Rz；352.能耗制動機(jī)械特性方程式制動電阻Rz愈小，則機(jī)械特性愈平，

T1絕對值愈大，制動愈快；但T1受最大制動電流的限制。2.能耗制動機(jī)械特性方程式制動電阻Rz愈小，則機(jī)械特性36電動機(jī)狀態(tài)工作點(diǎn)制動瞬間工作點(diǎn)制動過程工作段電動機(jī)拖動反抗性負(fù)載，電機(jī)停轉(zhuǎn)。若電動機(jī)帶位能性負(fù)載,穩(wěn)定工作點(diǎn)能耗制動機(jī)械特性電動機(jī)狀態(tài)工作點(diǎn)制動瞬間工作點(diǎn)制動過程工作段電動機(jī)拖動反抗性373.制動電阻選擇按最大制動電流不超過2IN

來選擇RZ，可近似為：3.制動電阻選擇按最大制動電流不超過2IN來選擇RZ384.能耗制動的用途利用制動實現(xiàn)降速；電動機(jī)帶動位能負(fù)載時，可利用能耗制動實現(xiàn)等速下放。能耗制動實現(xiàn)穩(wěn)速下放4.能耗制動的用途利用制動實現(xiàn)降速；能耗制動實現(xiàn)穩(wěn)速下放395.能耗制動時的過渡過程曲線（選講）能耗制動過渡過程5.能耗制動時的過渡過程曲線（選講）能耗制動過渡過程40

必須指出：在一定轉(zhuǎn)速下進(jìn)行能耗制動時，電樞必須串聯(lián)電阻Rz，否則電樞電流將過大，在高速時甚至接近短路電流的數(shù)值！

必須指出：41二.反接制動轉(zhuǎn)速反向反接制動可用于位能負(fù)載穩(wěn)速下放；電樞電壓反向反接制動一般用于反作用負(fù)載剎車。

二.反接制動轉(zhuǎn)速反向反接制動可用于位能負(fù)載穩(wěn)速下放；42(一)轉(zhuǎn)速反向的反接制動1.轉(zhuǎn)速反向反接制動的電路及特點(diǎn)反接制動(一)轉(zhuǎn)速反向的反接制動1.轉(zhuǎn)速反向反接制動的電路及特點(diǎn)反43特點(diǎn)：位能負(fù)載倒拉電動機(jī)，轉(zhuǎn)速n逆轉(zhuǎn)矩T的方向旋轉(zhuǎn)；和正常電動狀態(tài)時相比，E的方向變反。特點(diǎn)：位能負(fù)載倒拉電動機(jī)，轉(zhuǎn)速n逆轉(zhuǎn)矩T的方向旋轉(zhuǎn)；442.機(jī)械特性轉(zhuǎn)速反向的反接制動特性方程式，與電動狀態(tài)下的人為機(jī)械特性的方程式在形式上是相同的。2.機(jī)械特性轉(zhuǎn)速反向的反接制動特性方程式，與電動狀態(tài)下的人為45反接制動機(jī)械特性轉(zhuǎn)速反向反接制動反接制動機(jī)械特性轉(zhuǎn)速反向反接制動463.制動過程中的功率平衡問題電樞電路電勢平衡方程式兩邊同乘以

Ia，得

表示由電網(wǎng)輸入的電功率和輸入的機(jī)械功率之和，消耗在電樞的電阻（Ra+RΩ）上；因此反接制動能量消耗是比較大的！3.制動過程中的功率平衡問題電樞電路電勢平衡方程式兩邊同乘以47(二)電樞反接的反接制動1.反接制動電路及特點(diǎn)

為了使工作機(jī)械迅速停車或反向，斷開觸點(diǎn)Z，接通觸點(diǎn)F，把電樞電源反接，電樞電路中要串入電阻RΩ

U(二)電樞反接的反接制動1.反接制動電路及特點(diǎn)

為了使工48電樞反接制動電路的特點(diǎn)：U為負(fù)。2.機(jī)械特性機(jī)械特性的方程式為：制動過程中n為正，在第二象限；機(jī)械特性曲線第二象限的BC段，即為反接制動特性。電樞反接制動電路的特點(diǎn)：U為負(fù)。2.機(jī)械特性制動過程中49電樞反接的反接制動的機(jī)械特性電樞反接的反接制動的機(jī)械特性50如果反接制動時最大電流不超過2IN，

則應(yīng)使：這時機(jī)械特性特性比能耗制動陡得多,

在整個降速范圍制動轉(zhuǎn)矩始終存在并保持為一較大值；因此比能耗制動作用更強(qiáng)烈，制動更快！如果反接制動時最大電流不超過2IN，

則應(yīng)使：這時機(jī)械特513.制動過程中的功率平衡問題功率平衡問題同轉(zhuǎn)速反向反接制動類似。3.制動過程中的功率平衡問題功率平衡問題同轉(zhuǎn)52(三)電樞反接時的過渡過程（選講）

電壓反向反接制動(三)電樞反接時的過渡過程（選講）

電53電樞反接時的過渡過程分析1.反作用負(fù)載

穩(wěn)定工作點(diǎn)為D

B-C：電樞反接制動過程T不等于TZ；

C-D：反向電動起動增速過程T不等于TZ；

D：反向電動穩(wěn)定運(yùn)行T=TZ。

電樞反接時的過渡過程分析1.反作用負(fù)載542.位能負(fù)載穩(wěn)定工作點(diǎn)為E

B-C：電樞反接制動過程T不等于TZ；

C-F：反向電動起動增速過程T不等于TZ；

F-E：電樞反接的反接制動的過渡過程，電動機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩仍小于位能性負(fù)載轉(zhuǎn)矩，T不等于TZ。這一階段的特點(diǎn)是電機(jī)轉(zhuǎn)速高于理想空載轉(zhuǎn)速，那么屬何種工作狀態(tài)？2.位能負(fù)載穩(wěn)定工作點(diǎn)為E

B-C：電樞反接制動過程T55三.回饋制動特點(diǎn)：轉(zhuǎn)速高于理想空載轉(zhuǎn)速，Ea>U(一)位能負(fù)載拖動電動機(jī)1.回饋制動狀態(tài)當(dāng)Ea>U時，電流從電樞向電源正端流入，具有向電源回饋的性質(zhì)；T與n方向相反（第四象限），處制動狀態(tài)；既回饋電能，又有制動作用，故稱為回饋制動狀態(tài)。電動狀態(tài)下運(yùn)行的電動機(jī)，在某種條件下會出現(xiàn)情況，此時，反向，反向，由驅(qū)動變?yōu)橹苿?。從能量方向看，電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)——回饋制動狀態(tài)。三.回饋制動特點(diǎn)：轉(zhuǎn)速高于理想空載轉(zhuǎn)速，Ea>U電動狀56回饋制動F-E段回饋制動F-E段572.機(jī)械特性機(jī)械特性的方程式同反接制動2.機(jī)械特性機(jī)械特性的方程式同反接制動583.回饋制動運(yùn)行實質(zhì)

電樞將軸上輸入的機(jī)械功率變?yōu)殡姶殴β蔈aIa

后，大部分回饋給電網(wǎng)(UIa);小部分變?yōu)殡姌谢芈返你~耗Ia2(Ra+RΩ

);電動機(jī)變?yōu)橐慌_與電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)。功率平衡方程式:-UIa+EaIa=Ia2

(Ra+RΩ)

3.回饋制動運(yùn)行實質(zhì)

電樞將軸上輸入的機(jī)械功率變?yōu)殡姶殴β?94.回饋制動用途回饋制動可用于轉(zhuǎn)速高于理想空載轉(zhuǎn)速情況下的位能負(fù)載下放。4.回饋制動用途回饋制動可用于轉(zhuǎn)速高于理想空載轉(zhuǎn)速情況下的位60(二)改變電樞電壓調(diào)速時的回饋制動降低電壓的降速過程中，突然降低電樞電壓，會發(fā)生Ea>U，出現(xiàn)了回饋制動狀態(tài)?；仞佒苿?二)改變電樞電壓調(diào)速時的回饋制動降低電壓的降速過程中，突61回饋制動：穩(wěn)定運(yùn)行有以下兩種情況當(dāng)電車下坡時，運(yùn)行轉(zhuǎn)速可能超過理想空載轉(zhuǎn)速,進(jìn)入第二象限電壓反接制動帶位能性負(fù)載進(jìn)入第四象限回饋制動：穩(wěn)定運(yùn)行有以下兩種情況當(dāng)電車下坡時，運(yùn)行轉(zhuǎn)速可能超62發(fā)生在動態(tài)過程中的回饋制動過程有以下兩種情況1、降壓調(diào)速時產(chǎn)生的回饋制動制動過程為段2、增磁調(diào)速時產(chǎn)生的回饋制動制動過程為段發(fā)生在動態(tài)過程中的回饋制動過程有以下兩種情況1、降壓調(diào)速時產(chǎn)63回饋制動過程中，功率回饋電網(wǎng)，從電能消耗來看是較為經(jīng)濟(jì)的。

回饋制動過程中，功率回饋電網(wǎng)，從電能消耗來看是較為經(jīng)濟(jì)的。

64

T-T0-n0n0-nn反向電動正向電動反向回饋制動反接制動能耗制動轉(zhuǎn)速反向反接制動能耗制動正向回饋制動TZ-TZ他勵電動機(jī)在各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的機(jī)械特性-TC討論：

對于需要正、反轉(zhuǎn)的反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，拖動它的電動機(jī)應(yīng)運(yùn)行在哪幾種狀態(tài)？本章小結(jié)T-T0-n0n0-nn反向電動正向電動反向回饋制動反接制65T-T0-n0n0-nn反向電動正向電動反接制動能耗制動-TZ-TCRaRa+R1RaTZRa+R1ABDCEFGHIT-T0-n0n0-nn反向電動正向電動反接制動能耗制動-T66思考題：⒈分析位能性負(fù)載時，能耗制動和轉(zhuǎn)速反向反接制動情況。⒉反接制動中如果TC<TZ,是否可能由反接制動進(jìn)入反向電動？T-T0-n0n0-nn反向電動正向電動反向回饋制動反接制動能耗制動轉(zhuǎn)速反向反接制動能耗制動正向回饋制動TZ-TZ他勵電動機(jī)在各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的機(jī)械特性-TC思考題：T-T0-n0n0-nn反向電動正向電動反向回饋制動67經(jīng)常不斷地學(xué)習(xí),你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量StudyConstantly,AndYouWillKnowEverything.TheMoreYouKnow,TheMorePowerfulYouWillBe寫在最后經(jīng)常不斷地學(xué)習(xí),你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量寫68謝謝你的到來學(xué)習(xí)并沒有結(jié)束，希望大家繼續(xù)努力LearningIsNotOver.IHopeYouWillContinueToWorkHard演講人：XXXXXX時間：XX年XX月XX日

謝謝你的到來演講人：XXXXXX693.3他勵直流電動機(jī)的調(diào)速

1.可以采用的調(diào)速方法：機(jī)械方法；電氣方法；機(jī)械電氣配合方法。2.電氣調(diào)速方法：由轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)特性來看:欲改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，可以改變電樞端電壓Ua（UR)，或改變勵磁磁通

Φ

實現(xiàn)。3.3他勵直流電動機(jī)的調(diào)速1.可以采用的調(diào)速方法：欲改70(1)調(diào)壓限制：提高電動機(jī)電樞端電壓受到繞組絕緣耐壓的限制，所以，根據(jù)規(guī)定電樞電壓只容許比額定電壓提高30%；實際上改變Ua應(yīng)用在降壓的方向，即從額定轉(zhuǎn)速向下調(diào)速。(1)調(diào)壓限制：提高電動機(jī)電樞端電壓受到繞組絕緣耐壓的限制，71(2)調(diào)磁限制：一般電動機(jī)的額定磁通已設(shè)計得使鐵心接近飽和。

所以，改變磁通一般應(yīng)用在弱磁的方向，稱為弱磁調(diào)速；一般可以使轉(zhuǎn)速從額定值向上調(diào)節(jié)。(2)調(diào)磁限制：一般電動機(jī)的額定磁通已設(shè)計得使鐵心接近飽和。72一.調(diào)速指標(biāo)

1.調(diào)速的技術(shù)指標(biāo)(1)調(diào)速范圍：一般假定：

nmax

與nmin

代表電動機(jī)在額定負(fù)載下可能達(dá)到的最高與最低轉(zhuǎn)速。一.調(diào)速指標(biāo)1.調(diào)速的技術(shù)指標(biāo)一般假定：

nmax與n73不同生產(chǎn)機(jī)械要求的調(diào)速范圍對負(fù)載很輕的生產(chǎn)機(jī)械，可用實際負(fù)載下的最高與最低轉(zhuǎn)速來計算。生產(chǎn)機(jī)械類型調(diào)速范圍車床20~120龍門刨床10~40機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)5~200軋鋼機(jī)3~120造紙機(jī)3~20不同生產(chǎn)機(jī)械要求的調(diào)速范圍對負(fù)載很輕的生產(chǎn)機(jī)械，可用實際負(fù)載74(2)靜差率(相對穩(wěn)定性)相對穩(wěn)定性的程度用靜差率δ%來表示：表明負(fù)載變化引起轉(zhuǎn)速變化的大小程度。(2)靜差率(相對穩(wěn)定性)相對穩(wěn)定性的程度用靜差率δ%來75靜差率與調(diào)速范圍的關(guān)系：靜差率與調(diào)速范圍是互相聯(lián)系的兩項指標(biāo)，系統(tǒng)可能達(dá)到最低速nmin決定于低速特性的靜差率。

靜差率與調(diào)速范圍的關(guān)系：靜差率與調(diào)速范圍是互相聯(lián)系的兩項指標(biāo)76調(diào)速范圍D與低速靜差率δ

%間的關(guān)系：調(diào)速范圍D與低速靜差率δ%間的關(guān)系：77(3)平滑性調(diào)速的級數(shù)愈多則認(rèn)為調(diào)速愈平滑；用平滑系數(shù)φ

，即相鄰兩級轉(zhuǎn)速或線速度之比來衡量：φ

=1時稱為無級調(diào)速，此時轉(zhuǎn)速連續(xù)可調(diào)。(3)平滑性調(diào)速的級數(shù)愈多則認(rèn)為調(diào)速愈平滑；φ=1時稱78(4)調(diào)速時的容許輸出指電動機(jī)在得到充分利用的情況下，在調(diào)速過程中軸上所能輸出的功率和轉(zhuǎn)矩；注意！

電動機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時的實際輸出的功率與轉(zhuǎn)矩是由負(fù)載的需要來決定的。(4)調(diào)速時的容許輸出指電動機(jī)在得到充分利用的情況下，在調(diào)速792.調(diào)速的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)(1)設(shè)備投資(2)運(yùn)行費(fèi)用

運(yùn)行費(fèi)用決定于調(diào)速過程的損耗，用效率

η

來說明2.調(diào)速的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)(1)設(shè)備投資80二.降低電樞端電壓調(diào)速1.電樞串聯(lián)電阻調(diào)速電樞串聯(lián)電阻調(diào)速二.降低電樞端電壓調(diào)速1.電樞串聯(lián)電阻調(diào)速電樞串聯(lián)電阻調(diào)速81調(diào)速指標(biāo)：

(1).調(diào)速范圍不大；(2).調(diào)速的平滑性不高，是有級調(diào)速；(3).調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性由電網(wǎng)吸取功率：調(diào)速指標(biāo)：(1).調(diào)速范圍不大；82產(chǎn)生損耗：效率：當(dāng)n=0.5n0時，η=50%，可見電樞串聯(lián)電阻調(diào)速的效率不高，是不經(jīng)濟(jì)的。產(chǎn)生損耗：效率：當(dāng)n=0.5n0時，η=50%，可見電樞83(4).適用場合

用于串勵或復(fù)勵直流電動機(jī)拖動的電車；煉鋼車間的澆鑄吊車等生產(chǎn)機(jī)械上。(4).適用場合

用于串勵或復(fù)勵直流電動機(jī)拖動的電車；842.降低電源電壓使用的可調(diào)直流電源有：(1)晶閘管整流裝置；(2)電動機(jī)-發(fā)電機(jī)機(jī)組。容量較大時用機(jī)組作為可調(diào)直流電源，而用晶閘管裝置調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)G的勵磁電流。2.降低電源電壓使用的可調(diào)直流電源有：85電樞由晶閘管整流供電的直流調(diào)速系統(tǒng)示意圖電樞由晶閘管整流供電的直流調(diào)速系統(tǒng)示意圖86晶閘管勵磁的發(fā)電機(jī)-電動機(jī)機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)晶閘管勵磁的發(fā)電機(jī)-電動機(jī)機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)87(3)機(jī)械特性方程U0

--整流電壓

R0--整流裝置內(nèi)阻(3)機(jī)械特性方程U0--整流電壓

R0--整流88

調(diào)壓調(diào)速時的機(jī)械特性

調(diào)壓調(diào)速時的機(jī)械特性89(4)調(diào)壓調(diào)速特點(diǎn)1)調(diào)速范圍廣；2)調(diào)速平滑性高；3)設(shè)備投資大；4)采用可控硅直流電源時效率高，采用機(jī)組時效率較低。(4)調(diào)壓調(diào)速特點(diǎn)1)調(diào)速范圍廣；90三.弱磁調(diào)速1.弱磁調(diào)速方法小容量系統(tǒng)在勵磁電路中串接可調(diào)電阻rQ；大容量系統(tǒng)用單獨(dú)的晶閘管整流裝置向勵磁電路供電。三.弱磁調(diào)速1.弱磁調(diào)速方法91弱磁調(diào)速電路示意圖a)小容量系統(tǒng)b)較大容量系統(tǒng)弱磁調(diào)速電路示意圖922.機(jī)械特性方程式削弱磁通的人為機(jī)械特性2.機(jī)械特性方程式削弱磁通的人為機(jī)械特性93普通電動機(jī)弱磁調(diào)速范圍最多為D=2；特殊設(shè)計調(diào)磁電動機(jī)調(diào)速范圍D=3

~

4。普通電動機(jī)弱磁調(diào)速范圍最多為D=2；943.弱磁調(diào)速特點(diǎn)弱磁調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)：對功率較小的勵磁電路進(jìn)行調(diào)節(jié)控制方便；能量損耗?。徽{(diào)速的平滑性較高。常和額定轉(zhuǎn)速以下的降壓調(diào)速配合應(yīng)用，以擴(kuò)大調(diào)速范圍。3.弱磁調(diào)速特點(diǎn)弱磁調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)：95四.調(diào)速時允許輸出的功率與轉(zhuǎn)矩指電動機(jī)在得到充分利用的情況下，在調(diào)速過程中軸上所能輸出的功率和轉(zhuǎn)矩；電動機(jī)在nN下，允許輸出的功率主要決定于電動機(jī)的發(fā)熱，發(fā)熱主要決定于Ia，受到IN的限制。四.調(diào)速時允許輸出的功率與轉(zhuǎn)矩指電動機(jī)在得到充分利用的情況961.恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式指保持Ia=IN

不變時，電動機(jī)允許輸出的轉(zhuǎn)矩也保持Ta=TN

不變，與轉(zhuǎn)速n無關(guān)；此時允許輸出的功率與轉(zhuǎn)速n成正比。對于電樞串電阻調(diào)速和降壓調(diào)速：因Φ=ΦN不變，在Ia=IN不變條件下，

T

=CT

ΦNIN不變，與轉(zhuǎn)速n無關(guān)。所以屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式。1.恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式指保持Ia=IN不變時，電動機(jī)972.恒功率調(diào)速方式指保持Ia=IN

不變時，電動機(jī)允許輸出的功率也基本保持不變，與轉(zhuǎn)速n無關(guān)；此時允許輸出的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速n成反比。2.恒功率調(diào)速方式指保持Ia=IN不變時，電動機(jī)98對于弱磁調(diào)速方法：因U=UN不變，Φ是變化的，在Ia=IN不變條件下，T

=CT

Φ

IN?？梢?，弱磁調(diào)速時電動機(jī)允許輸出的功率為常數(shù)，與轉(zhuǎn)速n無關(guān)；允許輸出的轉(zhuǎn)矩與n成反比。屬于恒功率調(diào)速方式。對于弱磁調(diào)速方法：可見，弱磁調(diào)速時電動機(jī)允許輸出的功率為常數(shù)99五.電動機(jī)的調(diào)速方式與負(fù)載類型的配合恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式和恒功率調(diào)速方式，都是用來表征電動機(jī)采用某種調(diào)速方法時的負(fù)載能力，并不是電動機(jī)的實際輸出；實際的輸出功率與轉(zhuǎn)矩是由負(fù)載來決定的；負(fù)載有不同類型，因此，存在一個調(diào)速方式與負(fù)載類型配合的問題?。ㄗ约悍治觯┪?電動機(jī)的調(diào)速方式與負(fù)載類型的配合恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式和恒功率1003.4他勵直流電動機(jī)的制動

1.直流電動機(jī)的兩種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)(1)電動運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)

電磁轉(zhuǎn)矩T的方向與旋轉(zhuǎn)方向相同,電網(wǎng)向電動機(jī)輸入電能；

(2)制動運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)

電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n的方向相反,電動機(jī)吸收機(jī)械能并轉(zhuǎn)化為電能。3.4他勵直流電動機(jī)的制動

1.直流電動機(jī)的兩種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)1012.電氣制動方法1)能耗制動2)反接制動作用：使電動機(jī)生產(chǎn)一個負(fù)的轉(zhuǎn)矩(即制動轉(zhuǎn)矩)，以增加減速度，使系統(tǒng)較快地停下。或使位能負(fù)載的工作機(jī)構(gòu)獲得穩(wěn)定的下放速度。3)回饋制動(或稱再生制動).2.電氣制動方法1)能耗制動102一.能耗制動1.他勵電動機(jī)能耗制動電路圖及電路特點(diǎn)一.能耗制動1.他勵電動機(jī)能耗制動電路圖及電路特點(diǎn)103電路特點(diǎn)：U=0，電樞回路電阻Ra+Rz；制動過程中，電動機(jī)靠系統(tǒng)的動能發(fā)電，

轉(zhuǎn)化成發(fā)電機(jī)工作狀態(tài)；把動能變成電能，消耗在電樞回路的電阻上，因此稱為能耗制動。電路特點(diǎn)：U=0，電樞回路電阻Ra+Rz；1042.能耗制動機(jī)械特性方程式制動電阻Rz愈小，則機(jī)械特性愈平，

T1絕對值愈大，制動愈快；但T1受最大制動電流的限制。2.能耗制動機(jī)械特性方程式制動電阻Rz愈小，則機(jī)械特性105電動機(jī)狀態(tài)工作點(diǎn)制動瞬間工作點(diǎn)制動過程工作段電動機(jī)拖動反抗性負(fù)載，電機(jī)停轉(zhuǎn)。若電動機(jī)帶位能性負(fù)載,穩(wěn)定工作點(diǎn)能耗制動機(jī)械特性電動機(jī)狀態(tài)工作點(diǎn)制動瞬間工作點(diǎn)制動過程工作段電動機(jī)拖動反抗性1063.制動電阻選擇按最大制動電流不超過2IN

來選擇RZ，可近似為：3.制動電阻選擇按最大制動電流不超過2IN來選擇RZ1074.能耗制動的用途利用制動實現(xiàn)降速；電動機(jī)帶動位能負(fù)載時，可利用能耗制動實現(xiàn)等速下放。能耗制動實現(xiàn)穩(wěn)速下放4.能耗制動的用途利用制動實現(xiàn)降速；能耗制動實現(xiàn)穩(wěn)速下放1085.能耗制動時的過渡過程曲線（選講）能耗制動過渡過程5.能耗制動時的過渡過程曲線（選講）能耗制動過渡過程109

必須指出：在一定轉(zhuǎn)速下進(jìn)行能耗制動時，電樞必須串聯(lián)電阻Rz，否則電樞電流將過大，在高速時甚至接近短路電流的數(shù)值！

必須指出：110二.反接制動轉(zhuǎn)速反向反接制動可用于位能負(fù)載穩(wěn)速下放；電樞電壓反向反接制動一般用于反作用負(fù)載剎車。

二.反接制動轉(zhuǎn)速反向反接制動可用于位能負(fù)載穩(wěn)速下放；111(一)轉(zhuǎn)速反向的反接制動1.轉(zhuǎn)速反向反接制動的電路及特點(diǎn)反接制動(一)轉(zhuǎn)速反向的反接制動1.轉(zhuǎn)速反向反接制動的電路及特點(diǎn)反112特點(diǎn)：位能負(fù)載倒拉電動機(jī)，轉(zhuǎn)速n逆轉(zhuǎn)矩T的方向旋轉(zhuǎn)；和正常電動狀態(tài)時相比，E的方向變反。特點(diǎn)：位能負(fù)載倒拉電動機(jī)，轉(zhuǎn)速n逆轉(zhuǎn)矩T的方向旋轉(zhuǎn)；1132.機(jī)械特性轉(zhuǎn)速反向的反接制動特性方程式，與電動狀態(tài)下的人為機(jī)械特性的方程式在形式上是相同的。2.機(jī)械特性轉(zhuǎn)速反向的反接制動特性方程式，與電動狀態(tài)下的人為114反接制動機(jī)械特性轉(zhuǎn)速反向反接制動反接制動機(jī)械特性轉(zhuǎn)速反向反接制動1153.制動過程中的功率平衡問題電樞電路電勢平衡方程式兩邊同乘以

Ia，得

表示由電網(wǎng)輸入的電功率和輸入的機(jī)械功率之和，消耗在電樞的電阻（Ra+RΩ）上；因此反接制動能量消耗是比較大的！3.制動過程中的功率平衡問題電樞電路電勢平衡方程式兩邊同乘以116(二)電樞反接的反接制動1.反接制動電路及特點(diǎn)

為了使工作機(jī)械迅速停車或反向，斷開觸點(diǎn)Z，接通觸點(diǎn)F，把電樞電源反接，電樞電路中要串入電阻RΩ

U(二)電樞反接的反接制動1.反接制動電路及特點(diǎn)

為了使工117電樞反接制動電路的特點(diǎn)：U為負(fù)。2.機(jī)械特性機(jī)械特性的方程式為：制動過程中n為正，在第二象限；機(jī)械特性曲線第二象限的BC段，即為反接制動特性。電樞反接制動電路的特點(diǎn)：U為負(fù)。2.機(jī)械特性制動過程中118電樞反接的反接制動的機(jī)械特性電樞反接的反接制動的機(jī)械特性119如果反接制動時最大電流不超過2IN，

則應(yīng)使：這時機(jī)械特性特性比能耗制動陡得多,

在整個降速范圍制動轉(zhuǎn)矩始終存在并保持為一較大值；因此比能耗制動作用更強(qiáng)烈，制動更快！如果反接制動時最大電流不超過2IN，

則應(yīng)使：這時機(jī)械特1203.制動過程中的功率平衡問題功率平衡問題同轉(zhuǎn)速反向反接制動類似。3.制動過程中的功率平衡問題功率平衡問題同轉(zhuǎn)121(三)電樞反接時的過渡過程（選講）

電壓反向反接制動(三)電樞反接時的過渡過程（選講）

電122電樞反接時的過渡過程分析1.反作用負(fù)載

穩(wěn)定工作點(diǎn)為D

B-C：電樞反接制動過程T不等于TZ；

C-D：反向電動起動增速過程T不等于TZ；

D：反向電動穩(wěn)定運(yùn)行T=TZ。

電樞反接時的過渡過程分析1.反作用負(fù)載1232.位能負(fù)載穩(wěn)定工作點(diǎn)為E

B-C：電樞反接制動過程T不等于TZ；

C-F：反向電動起動增速過程T不等于TZ；

F-E：電樞反接的反接制動的過渡過程，電動機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩仍小于位能性負(fù)載轉(zhuǎn)矩，T不等于TZ。這一階段的特點(diǎn)是電機(jī)轉(zhuǎn)速高于理想空載轉(zhuǎn)速，那么屬何種工作狀態(tài)？2.位能負(fù)載穩(wěn)定工作點(diǎn)為E

B-C：電樞反接制動過程T124三.回饋制動特點(diǎn)：轉(zhuǎn)速高于理想空載轉(zhuǎn)速，Ea>U(一)位能負(fù)載拖動電動機(jī)1.回饋制動狀態(tài)當(dāng)Ea>U時，電流從電樞向電源正端流入，具有向電源回饋的性質(zhì)；T與n方向相反（第四象限），處制動狀態(tài)；既回饋電能，又有制動作用，故稱為回饋制動狀態(tài)。電動狀態(tài)下運(yùn)行的電動機(jī)，在某種條件下會出現(xiàn)情況，此時，反向，反向，由驅(qū)動變?yōu)橹苿?。從能量方向看，電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)——回饋制動狀態(tài)。三.回饋制動特點(diǎn)：轉(zhuǎn)速高于理想空載轉(zhuǎn)速，Ea>U電動狀125回饋制動F-E段回饋制動F-E段1262.機(jī)械特性機(jī)械特性的方程式同反接制動2.機(jī)械特性機(jī)械特性的方程式同反接制動1273.回饋制動運(yùn)行實質(zhì)

電樞將軸上輸入的機(jī)械功率變?yōu)殡姶殴β蔈aIa

后，大