機電傳動控制1-4章

機電傳動與控制

——它是建筑機電專業(yè)大廈的基石

濟南大學(xué)機電傳動控制課題組制作2013

主講人:吳長忠

1.1機電傳動的目的和任務(wù)傳動：將其它形式的能量轉(zhuǎn)換成機械能，以驅(qū)動生產(chǎn)機械的過程。

機電傳動(電力傳動、電力拖動)：指以電動機為原動機驅(qū)動生產(chǎn)機械的系統(tǒng)之總稱。第一章概述機械自動化組成要素：機械檢測信息處理驅(qū)動執(zhí)行1.1機電傳動的目的和任務(wù)

機電傳動(電力傳動、電力拖動)：指以電動機為原動機驅(qū)動生產(chǎn)機械的系統(tǒng)之總稱。

目的：將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，實現(xiàn)生產(chǎn)機械的啟動、停止以及速度調(diào)節(jié)，完成各種生產(chǎn)工藝過程的要求，保證生產(chǎn)過程的正常進行。

任務(wù)：從廣義上講，就是要使生產(chǎn)機械設(shè)備、生產(chǎn)線、車間、甚至整個工廠都實現(xiàn)自動化。從狹義上講，專指控制電動機驅(qū)動生產(chǎn)機械，實現(xiàn)生產(chǎn)產(chǎn)品數(shù)量的增加，質(zhì)量的提高，生產(chǎn)成本的降低，工人勞動條件的改善以及能量的合理利用。第一章概述1.2機電傳動及其控制系統(tǒng)的發(fā)展概況機電傳動的發(fā)展：成組拖動單電機拖動多電機拖動控制系統(tǒng)的發(fā)展：接觸器—繼電器控制實現(xiàn)簡單控制，速度慢，精度差電機放大機控制連續(xù)自動控制，速度、精度、可靠性提高晶閘管功率晶體管控制效率高、控制特性好、反應(yīng)快、壽命長、可靠性高、體積小、重量輕計算機控制連續(xù)復(fù)雜控制，靈活性好、自動化程度高第一章概述第一章概述1.3課程的性質(zhì)和任務(wù)性質(zhì)：機械工程及自動化專業(yè)基礎(chǔ)課程。任務(wù)：以伺服驅(qū)動系統(tǒng)為主導(dǎo)，以控制為線索，系統(tǒng)介紹電動機基本原理、運行特性、控制方法、控制手段等知識。1.4課程的內(nèi)容安排重點內(nèi)容：第二章機電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)第三章直流電機的工作原理及特性第四章交流電動機的工作原理及特性第五章控制電動機第八章電力電子學(xué)基礎(chǔ)第九章直流調(diào)速系統(tǒng)第十章交流自動調(diào)速控制系統(tǒng)第一章概述1.5教材及課程要求教材：《機電傳動控制》馮清秀鄧星鐘華中科技大學(xué)要求：出勤作業(yè)答疑:時間：每周五7、8節(jié)15：30

地點：數(shù)控加工實驗室（機械學(xué)院A110）考核:平時考核（20%）+閉卷考試（80%）聯(lián)系方式:8973(6591一章概述

第二章機電傳動系統(tǒng)動力學(xué)基礎(chǔ)本章重點：掌握機電傳動系統(tǒng)的運動方程式；多軸拖動系統(tǒng)中轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動慣量的折算；學(xué)會分析機電傳動系統(tǒng)的運行狀態(tài)；本章內(nèi)容不僅適用于直流電機拖動，也適用于交流電機拖動，是電力拖動系統(tǒng)的基礎(chǔ)。第一節(jié)機電傳動系統(tǒng)的運動學(xué)方程1、單軸機電傳動系統(tǒng)的運動學(xué)方程直線：旋轉(zhuǎn)：其中：TM——電機轉(zhuǎn)矩

TL——負(fù)載轉(zhuǎn)矩

J——轉(zhuǎn)動慣量mFFLv運動方程式：工程中：用飛輪轉(zhuǎn)矩GD2代替J，用轉(zhuǎn)速n代替第一節(jié)機電傳動系統(tǒng)的運動學(xué)方程2）TM>TL，dn/dt>0，系統(tǒng)加速；1）TM=TL，dn/dt=0

，電機轉(zhuǎn)速為零或常數(shù)，運動狀態(tài)為靜態(tài)或穩(wěn)態(tài)；第一節(jié)機電傳動系統(tǒng)的運動學(xué)方程動態(tài)轉(zhuǎn)矩：3）TM<TL，dn/dt<0，系統(tǒng)減速。討論：動態(tài)轉(zhuǎn)矩力矩的正方向的規(guī)定：以轉(zhuǎn)速n的轉(zhuǎn)動方向為參考，TM的方向與轉(zhuǎn)速n的方向相同時，為正方向；TL的方向與轉(zhuǎn)速n的方向相反為正方向。例：起重機提升重物時的啟動和制動（即加速和減速上升）a）啟動時TM-TL=Td

b）制動時-TM-TL=Td第一節(jié)機電傳動系統(tǒng)的運動學(xué)方程第二節(jié)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算多軸拖動系統(tǒng)：等效為單軸拖動系統(tǒng)：1.負(fù)載轉(zhuǎn)矩的折算（根據(jù)靜態(tài)時功率守恒原則）a)對于旋轉(zhuǎn)運動：第二節(jié)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算b)對于直線運動：第二節(jié)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算如果是生產(chǎn)機械拖動電動機旋轉(zhuǎn)（制動狀態(tài)），則有：第二節(jié)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算2.轉(zhuǎn)動慣量的折算（依據(jù)動能守恒原則）設(shè)傳動系統(tǒng)由m個轉(zhuǎn)動件和n個平動件組成，轉(zhuǎn)動件的轉(zhuǎn)動慣量和角速度分別為Ji和ωi；平動件的質(zhì)量和速度分別為mj和vj；則系統(tǒng)總的動能為：折算到電機軸上時，系統(tǒng)總動能為：第二節(jié)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算根據(jù)動能守恒：E2=E故：第二節(jié)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算系統(tǒng)總的轉(zhuǎn)動慣量為：3.飛輪轉(zhuǎn)矩的折算（依據(jù)動能守恒原則）依據(jù)轉(zhuǎn)動慣量與飛輪轉(zhuǎn)矩的關(guān)系，得到折算到電機軸上的總的飛輪轉(zhuǎn)矩為：第二節(jié)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算多軸拖動系統(tǒng)的運動方程式為：第二節(jié)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算第三節(jié)生產(chǎn)機械的機械特性機械特性：同一轉(zhuǎn)軸上轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速之間的函數(shù)關(guān)系。生產(chǎn)機械的機械特性：

n=f(TL)電動機的機械特性：n

=f(TM)第三節(jié)生產(chǎn)機械的機械特性幾種典型機械特性：恒轉(zhuǎn)矩型機械特性特點：TL=常數(shù)。例：提升機、皮帶運輸機等。包括反抗轉(zhuǎn)矩和位能轉(zhuǎn)矩。2.風(fēng)機型機械特性特點：TL=Cn2

例：鼓風(fēng)機、水泵等。第三節(jié)生產(chǎn)機械的機械特性3.直線型機械特性特點：TL=Cn例如：他勵直流發(fā)電機。4.恒功率型機械特性特點：TL=K/n例如：車床加工此外，還有其他形式的機械特性，如轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)角變化的，隨機變化的；也可能是以上幾種典型的綜合。第四節(jié)機電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件機電傳動系統(tǒng)的穩(wěn)定運行包含兩重含義：1、系統(tǒng)應(yīng)能以一定速度勻速運轉(zhuǎn)；2、系統(tǒng)受某種外部干擾作用使運行速度稍有變化時，應(yīng)保證在干擾消除后系統(tǒng)能恢復(fù)到原來的運行速度。必要條件：生產(chǎn)機械的機械特性曲線與電動機的機械特性曲線有交點。充分條件：擾動消除后仍能回到原來的平衡點。a點：當(dāng)TL突然增大到TL’時，因速度不能突變，電機轉(zhuǎn)矩仍為TM，此時，TM<TL’n減小，TM增大，直到與TL’相等，運行于a’點。當(dāng)干擾撤銷后，TM’>TL,n增大，TM’減小，直到與TL相等，即在a點穩(wěn)定運行。第四節(jié)機電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件異步電動機的機械特性生產(chǎn)機械的機械特性交點b交點ab點：當(dāng)TL突然增大到TL’時，因速度不能突變，電機轉(zhuǎn)矩仍為TM，此時，TM<TL’n減小，TM減小，n進一步減小，直到停轉(zhuǎn)，反之，過Ｂ點，到當(dāng)干擾撤銷后，TM’<TL,n增大，TM’減小，直到與TL相等，即在a點穩(wěn)定運行。簡便判別法：在平衡點對應(yīng)的轉(zhuǎn)速之上應(yīng)保證TM<TL;在平衡點對應(yīng)的轉(zhuǎn)速之下應(yīng)保證TM>TL。第四節(jié)機電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件異步電動機的機械特性生產(chǎn)機械的機械特性交點b交點a第二章小結(jié)1）學(xué)會依據(jù)機電傳動系統(tǒng)，寫出其運動方程；2）對于多軸系統(tǒng)，要學(xué)會依據(jù)功率守恒和動能守恒，將負(fù)載轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)動慣量進行等效轉(zhuǎn)換；3）掌握機械特性的概念，了解常見生產(chǎn)機械的幾種機械特性；4）掌握機電傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件；5）學(xué)會正確判定穩(wěn)定平衡點。作業(yè)2－32－72－92－11第三章直流電機的工作原理及特性本章重點：掌握直流電機的工作原理；掌握直流電機的機械特性；掌握直流電動機的啟動、調(diào)速、制動的方法。

第三章直流電機的工作原理及特性直流電力拖動系統(tǒng)啟動轉(zhuǎn)矩大，在較大的范圍內(nèi)能進行速度平滑調(diào)節(jié)，且控制簡便。由于直流電機具有換向器和電刷，給運行帶來了麻煩。交流電力拖動系統(tǒng)交流電傳輸方便，交流電機結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜且能在高速度惡劣條件下工作。交流電力拖動系統(tǒng)的調(diào)速性能（如調(diào)速范圍，調(diào)速精度，平滑性，過載能力等）指標(biāo)都不及直流電力拖動系統(tǒng)?，F(xiàn)在由于電力電子技術(shù)的發(fā)展，不僅解決了可控制直流電源問題，同時也為交流電力拖動系統(tǒng)提供了頻率和電壓可調(diào)的交流電源問題。為交流調(diào)速開辟了新的前景。直流電機交流電機第一節(jié)直流電機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理第一節(jié)直流電機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理基本結(jié)構(gòu)

定子：主磁極、換向極、機座、電刷裝置、端蓋、軸承等。

轉(zhuǎn)子：電樞鐵芯、電樞繞組、換向器、軸、風(fēng)扇。軸承及端蓋機座主磁極電樞繞組風(fēng)扇換向器電樞鐵芯換向極電刷裝置軸第一節(jié)直流電機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理基本結(jié)構(gòu)定子：主磁極、換向極、機座、電刷裝置、端蓋、軸承等。第一節(jié)直流電機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理基本結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子：電樞鐵芯、電樞繞組、換向器、軸、風(fēng)扇。2.工作原理（電磁互感原理）作為發(fā)電機運行時：導(dǎo)體在磁場內(nèi)作切割磁力線運動，導(dǎo)體中便感應(yīng)出電動勢。第一節(jié)直流電機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理作為電動機運行時：帶電導(dǎo)體在磁場中要受到電磁力（矩）的作用。第一節(jié)直流電機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理電機運行方式E與Ia的方向E的作用T的性質(zhì)轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系發(fā)電機相同電源電動勢阻轉(zhuǎn)矩電動機相反反電動勢驅(qū)動轉(zhuǎn)矩表1電機在不同運行方式下，E和T的作用第二節(jié)直流發(fā)電機直流發(fā)電機按勵磁方法分為：他勵，自勵包括并勵、串勵和復(fù)勵，永磁發(fā)電機他勵并勵串勵復(fù)勵串勵+并勵第二節(jié)直流發(fā)電機他勵并勵串勵復(fù)勵等效電路圖GGGG1.他勵發(fā)電機第二節(jié)直流發(fā)電機1.他勵發(fā)電機討論：當(dāng)發(fā)電機空載時，即I

a=0，有U=E=KeΦ

n空載特性曲線：在發(fā)電機空載及轉(zhuǎn)速為常數(shù)的條件下，表示電動勢E與勵磁電流If之間的關(guān)系曲線E=f(If)。E正比于φ，而φ=

f(If)是一條磁化曲線，所以空載特性曲線與磁化曲線相似。是發(fā)電機基本運行特性之一。第二節(jié)直流發(fā)電機1.他勵發(fā)電機外特性曲線：在發(fā)電機的轉(zhuǎn)速n和勵磁電流If為常數(shù)的條件下，發(fā)電機端電壓U與負(fù)載電流I之間關(guān)系的曲線稱為外特性曲線U＝f(I)。當(dāng)他勵發(fā)電機的負(fù)載電流增加時，電樞電壓降IaRa增加，端電壓U就下降。第二節(jié)直流發(fā)電機2.并勵發(fā)電機第二節(jié)直流發(fā)電機并勵發(fā)電機電壓建立的條件條件不滿足時采取的措施：1）在直流電源上充磁；2）將勵磁繞組兩端接線對調(diào)；3）將R‘f

減小。1）磁極有剩磁2）起始勵磁電流所產(chǎn)生的磁場方向與剩磁磁場方向相同3）R‘f

不能過大第二節(jié)直流發(fā)電機2.并勵發(fā)電機并勵發(fā)電機的外特性在轉(zhuǎn)速n及勵磁電路的電阻為常數(shù)時，端電壓與負(fù)載電流之間的關(guān)系曲線。3.復(fù)勵發(fā)電機第二節(jié)直流發(fā)電機原理：勵磁繞組與電樞有一部分并聯(lián)，一部分串聯(lián)。第三節(jié)直流電動機的機械特性

電動機的機械特性指的是轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系。

一、機械特性的一般形式

不同勵磁方式的電動機，其運行特性也不盡相同。第三節(jié)直流電動機的機械特性電樞回路部分勵磁回路部分——外加電樞電壓（V）；

——感應(yīng)電勢（V）；——電樞電流（A）；——電樞回路內(nèi)阻（Ω）第三節(jié)直流電動機的機械特性電樞回路部分勵磁回路部分

即：

……轉(zhuǎn)速特性

……機械特性∵

∴

第三節(jié)直流電動機的機械特性根據(jù)機械特性可知：2轉(zhuǎn)速降落

理想空載點1理想空載轉(zhuǎn)速：

T=0時的轉(zhuǎn)速稱為理想空載轉(zhuǎn)速，用n0表示。

3機械特性硬度：為了衡量機械特性的平直程度，引進一個機械特性硬度的概念，其定義為：1）絕對硬特性→∞,如交流同步電動機的機械特性;2）硬特性>10，如直流他勵電動機的機械特性;3）軟特性<10，如直流串勵電動機的機械特性;第三節(jié)直流電動機的機械特性

即轉(zhuǎn)矩變化與所引起的轉(zhuǎn)速變化的比值，稱為機械特性的硬度。第三節(jié)直流電動機的機械特性二、固有機械特性

直流他勵電動機的固有機械特性指的是在額定條件（額定電壓UN和額定磁通N

)下和電樞電路內(nèi)不外接任何電阻時的

n=f(T)

即:

是一條直線。

直流他勵電動機固有機械特性曲線可根據(jù)電動機的銘牌數(shù)據(jù)求出(0,n0)和(TN,nN)即可繪出固有的機械特性。

通常直流電動機銘牌上給出額定功率PN

、額定電壓UN

、額定電流IN和額定轉(zhuǎn)速nN。

固有機械特性的計算步驟如下。

第三節(jié)直流電動機的機械特性(1)估算電樞電阻Ra

依據(jù)：電動機在額定負(fù)載下的銅耗Ia2Ra約占總損耗

PN的50%～75%。式中：是額定運行條件下電動機的效率，且此時

故得第三節(jié)直流電動機的機械特性(2)求

額定運行條件下的反電勢為：

故

(3)求理想空載轉(zhuǎn)速:

得

(4)求額定轉(zhuǎn)矩:

得

根據(jù)

兩點，就可作出他勵直流電動機近似是機械特性曲線

三.人為機械特性：指供電電壓U或磁通Φ

不是額定值、電樞電路接有外加電阻Rad時的機械特性。第三節(jié)直流電動機的機械特性1）電樞回路中串接附加電阻時的人為特性第三節(jié)直流電動機的機械特性特點：1）n0不變

2）變小，機械特性變軟2）改變電樞電壓U時的人為機械特性第三節(jié)直流電動機的機械特性特點：1）n0與U成正比2）不變，機械特性硬度不變，是一組平行線3）電樞電壓只允許在額定電壓下調(diào)節(jié)。3）改變磁通Φ時的人為機械特性第三節(jié)直流電動機的機械特性特點：1）n0與Φ成反比，Φ下降

n0變大

2）Φ下降，變小，機械特性硬度變軟，

3）Φ不能上升，只能弱磁調(diào)節(jié)。3）改變磁通Φ時的人為機械特性第三節(jié)直流電動機的機械特性說明：（1）電樞繞組嚴(yán)重過流當(dāng)磁通過分削弱后，如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，將使電動機電流大大增加而嚴(yán)重過載。（2）飛車：當(dāng)Φ＝o時，從理論上說，電動機轉(zhuǎn)速將趨于無窮大，實際上勵磁電流為零時，電動機尚有剩磁，這時轉(zhuǎn)速雖不趨于∞，但會升到機械強度所不允許的數(shù)值，通常稱為“飛車“。3）改變磁通Φ時的人為機械特性第三節(jié)直流電動機的機械特性（3）啟動轉(zhuǎn)矩太小電動機難以啟動。

因此。直流他勵電動機啟動前必須先加勵磁電流，在運轉(zhuǎn)過程中，決不允許勵磁電路斷開或勵磁電流為零，為此，直流他勵電動機在使用中，一般都設(shè)有“失磁”保護。2.串勵電動機的機械特性分為兩段：第一段：輕載時，Φ未飽和，雙曲線形狀，理想空載轉(zhuǎn)速無窮大。第三節(jié)直流電動機的機械特性2.串勵電動機的機械特性第二段：當(dāng)負(fù)載較重，電樞電流較大時，磁路趨于飽和，機械特性曲線近似一條直線。特點：軟特性；啟動時啟動轉(zhuǎn)矩大，T=KtΦ

Ia=KtCIa2注意：串勵電動機絕不允許空載啟動，以防止飛車

；不能用改變電源極性的方法，使其反轉(zhuǎn)?？筛淖冸姌谢騽畲爬@組的極性使其反轉(zhuǎn)。第三節(jié)直流電動機的機械特性3.復(fù)勵電動機的機械特性

復(fù)勵電動機有他勵和串勵兩個勵磁繞組。工業(yè)上常用的是積復(fù)勵電動機，即他勵繞組和串勵繞組產(chǎn)生的磁通方向一致，他具有他勵和串勵電動機的特性，他的機械特性介于他勵和串勵電動機的機械特性之間。第三節(jié)直流電動機的機械特性特點：1）串勵占比重越大，特性越軟。2）n0一定。作業(yè)3－33－53－10第四節(jié)直流他勵電動機的啟動特性啟動：轉(zhuǎn)速從零達到所要求的轉(zhuǎn)速的過程。電動機在未啟動前，n=0,E=0,而Ra很小，將直流他勵電動機直接接入電網(wǎng)施加額定電壓時，啟動電流為：它是額定電流的10～20倍，這樣大的電流，會造成一些不良影響。第四節(jié)直流他勵電動機的啟動特性不良影響：1）在換向時產(chǎn)生危險火花，燒壞整流子；2）過大的電動應(yīng)力損壞繞組；3）較大的啟動轉(zhuǎn)矩造成對傳動部件的沖擊，易損壞傳動部件；4）可能使電網(wǎng)上的保護裝置動作，造成事故，或使電網(wǎng)電壓下降，影響其他用電器。因此，直流電動機絕不允許直接啟動。怎么辦？1）降壓啟動在啟動瞬間，降低供電電源電壓，隨著轉(zhuǎn)速n的升高，反電動勢E增大，再逐步提高供電電壓，最后達到額定電壓，電動機達到額定轉(zhuǎn)速。如：直流發(fā)電機—電動機組、晶閘管—電動機組2）在電樞回路串接外加電阻啟動此時的啟動電流Ist＝UN/(Ra＋Rst)將受到啟動電阻Rst的限制，隨著電動機轉(zhuǎn)速n的升高，反電勢E增大，再逐步切除電阻一直到全部切除，電動機達到所要求的轉(zhuǎn)速。第四節(jié)直流他勵電動機的啟動特性a.在電樞回路串接一段外加電阻啟動2）在電樞回路串接外加電阻啟動第四節(jié)直流他勵電動機的啟動特性b.在電樞回路串接多段外加電阻啟動第四節(jié)直流他勵電動機的啟動特性第五節(jié)直流他勵電動機的調(diào)速特性速度調(diào)節(jié)：在一定的負(fù)載條件下，人為地改變電動機的電路參數(shù)，以改變電動機的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的過程。速度變化：由于負(fù)載的變化而引起的電動機的速度的變化。第五節(jié)直流他勵電動機的調(diào)速特性速度調(diào)節(jié)：在一定的負(fù)載條件下，人為地改變電動機的電路參數(shù)，以改變電動機的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的過程。速度變化：由于負(fù)載的變化而引起的電動機的速度的變化。根據(jù)直流電動機的機械特性方程式：知可以通過人為改變U、Rad和Φ

三個參數(shù)來調(diào)速。調(diào)速指標(biāo)：技術(shù)指標(biāo)，經(jīng)濟指標(biāo)技術(shù)指標(biāo)調(diào)速范圍：機械設(shè)備可能運行的最大轉(zhuǎn)速nmax與最小轉(zhuǎn)速nmin之比，D=nmax/

nmin。靜差率（相對穩(wěn)定性）：就是指在負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化下轉(zhuǎn)速變化的程度，%=n0-nN/n0

。顯然機械特性越硬，轉(zhuǎn)速變化越小，相對穩(wěn)定性越好。第五節(jié)直流他勵電動機的調(diào)速特性3.平滑性：在一定的D內(nèi)，調(diào)速的級數(shù)越多，則調(diào)速越平滑，平滑的程度用平滑系數(shù)來衡量

=ni/ni-1

（相鄰兩級轉(zhuǎn)速之比）

=1時，稱為無級調(diào)速。經(jīng)濟指標(biāo)：就是指調(diào)速設(shè)備的投資及運行費用，其中運行費用又取決于調(diào)速過程的功率損耗。第五節(jié)直流他勵電動機的調(diào)速特性1.改變Rad時的調(diào)速特性特點：機械特性軟；穩(wěn)定度低；在空載或輕載時，調(diào)速范圍??；實現(xiàn)無級調(diào)速困難；在調(diào)速電阻上消耗大量電能。應(yīng)用：起重機、卷揚機等低速運轉(zhuǎn)時間短的傳動系統(tǒng)中使用。第五節(jié)直流他勵電動機的調(diào)速特性2.改變U時的調(diào)速特性特點：1)當(dāng)電壓連續(xù)變化時，轉(zhuǎn)速可以平滑無級調(diào)節(jié)；2)機械特性硬度不變，調(diào)速的穩(wěn)定度較高，調(diào)速范圍較寬；第五節(jié)直流他勵電動機的調(diào)速特性3)是恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，適合于對恒轉(zhuǎn)矩型負(fù)載進行調(diào)速；4)可以調(diào)節(jié)電樞電壓啟動電機，不用其他啟動設(shè)備。3.改變Φ時的調(diào)速特性特點：1)平滑無級調(diào)速，只能弱磁調(diào)速；2)調(diào)速特性較軟，調(diào)速范圍不大

說明:因弱磁調(diào)速范圍不大，它住往和調(diào)壓調(diào)速配合使用，即在額定轉(zhuǎn)速以下，用降壓調(diào)速，而在額定轉(zhuǎn)速以上，則用弱磁調(diào)速。第五節(jié)直流他勵電動機的調(diào)速特性3)調(diào)速時是維持電樞電壓U和電樞電流Ia不變，即功率P不變，所以這種調(diào)速適合于恒功率調(diào)速。第六節(jié)直流他勵電動機的制動特性制動：從某一穩(wěn)定轉(zhuǎn)速開始減速到停止或是限制位能負(fù)載下降速度的一種運轉(zhuǎn)狀態(tài)。自然停車：電動機脫離電網(wǎng)，靠很小的摩擦阻力消耗機械能，使轉(zhuǎn)速慢慢下降，直到轉(zhuǎn)速為零而停車。機械制動：抱閘；電氣制動：制動分類：反饋制動、反接制動、能耗制動電動狀態(tài)：電動機電磁轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)速的方向相同。制動狀態(tài)：電動機電磁轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)速的方向相反。

1）穩(wěn)定制動轉(zhuǎn)速不變

2）過渡制動速度變化電動機有兩種運轉(zhuǎn)狀態(tài)：n0-n0T第六節(jié)直流他勵電動機的制動特性1.反饋制動電動機正常接法，在外部條件下電動機的實際轉(zhuǎn)速大于理想空載轉(zhuǎn)速，此時電動機運轉(zhuǎn)在反饋制動狀態(tài)。將機械能變?yōu)殡娔?，向電源饋送，故稱反饋制動。第六節(jié)直流他勵電動機的制動特性特點：1、n>n0；

2、機械特性硬度不變；

3、回饋電能例1：電車下坡平路時，電動狀態(tài)；下坡時，增加了動力矩TP，反饋制動。例2電動機電樞電壓突然下降第六節(jié)直流他勵電動機的制動特性例3卷揚機構(gòu)勻速下放重物重物下放過程中電動機的轉(zhuǎn)速高于n0，如果較重，不太安全。1.

電源反接制動：將Ｕ變?yōu)椋眨梗宰優(yōu)橹苿恿?.倒拉反接制動：將n變?yōu)椋璶，使Ｔ變?yōu)橹苿恿胤唇又苿樱簩⑺麆铍妱訖C的電樞電壓Ｕ或電樞電勢Ｅ改變方向，使兩者由方向相反變?yōu)橄嗤?，則電動機就運行于反接制動．第六節(jié)直流他勵電動機的制動特性2.反接制動1）電源反接制動（U反向）應(yīng)用場合：迅速減速、停車和反向的場合；經(jīng)常正反轉(zhuǎn)的場合。如:牛頭刨床。第六節(jié)直流他勵電動機的制動特性特點：制動轉(zhuǎn)矩大 不能自動停車，易反轉(zhuǎn) 制動電流大2）倒拉反接制動（E方向改變）特點：適當(dāng)選擇電阻Rad的大小，可得到不同的下降速度；可以以較小的速度下放重物。對TL估計不準(zhǔn)，本應(yīng)下放可能上升；特性軟，小的轉(zhuǎn)矩波動引起大的速度波動。第六節(jié)直流他勵電動機的制動特性3.能耗制動特點：對于反抗性負(fù)載，可以迅速停車，不會有反向啟動的危險。對于位能性負(fù)載，不會出現(xiàn)因?qū)L估計錯誤而使重物上升的情況，速度也較穩(wěn)定。應(yīng)用：要求迅速準(zhǔn)確停車和重物恒速下放的場合。將電壓U突然降為零，將電樞串接一個附加電阻Rad。第六節(jié)直流他勵電動機的制動特性三種制動方式特點對比：1）對于位能性負(fù)載反饋制動:下放速度高于理想空載轉(zhuǎn)速,不安全。電源反接制動：下放速度高于理想空載轉(zhuǎn)速，不安全。倒拉反接制動：以較小的速度下放，對負(fù)載估計不足可能上升，速度穩(wěn)定性差。能耗制動：可以以較小的速度下放，不會因?qū)ω?fù)載估計不足而上升，速度穩(wěn)定性好。第六節(jié)直流他勵電動機的制動特性2）對于反抗性負(fù)載：反饋制動:轉(zhuǎn)速高于空載轉(zhuǎn)速。電源反接制動：轉(zhuǎn)速下降到零后，反向啟動，最后以某一速度勻速運行。能耗制動：可以迅速停車，不會有反向啟動的危險。

第六節(jié)直流他勵電動機的制動特性電動機運行狀態(tài)：在同一種接線方式下，電動機既可以工作在電動狀態(tài)，也可以工作在制動狀態(tài)。對于倒拉反接制動，正轉(zhuǎn)時的倒拉反接出現(xiàn)在第4象限，反轉(zhuǎn)時，出現(xiàn)在第二象限。第六節(jié)直流他勵電動機的制動特性第三章小結(jié)1）了解電動機的結(jié)構(gòu)組成；2）掌握直流電機的基本工作原理3）掌握直流電機的固有特性和人為特性4）掌握直流電動機啟動、調(diào)速和制動的各種方法，以及各種方法的優(yōu)點和應(yīng)用場所。作業(yè)3－133－183－21第四章機電傳動系統(tǒng)過渡過程分析重點內(nèi)容：過渡過程的概念研究過渡過程的實際意義產(chǎn)生過渡過程的原因機電時間常數(shù)的概念加快過渡過程的方法第一節(jié)研究機電傳動系統(tǒng)過渡過程的意義過渡過程：當(dāng)系統(tǒng)中電動機的轉(zhuǎn)矩TM或負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL發(fā)生變化時