第三章直流電動機電力拖動2_第1頁
第三章直流電動機電力拖動2_第2頁
第三章直流電動機電力拖動2_第3頁
第三章直流電動機電力拖動2_第4頁
第三章直流電動機電力拖動2_第5頁
已閱讀5頁,還剩63頁未讀, 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)

文檔簡介

1、3.3 他勵直流電動機的調(diào)速,1.可以采用的調(diào)速方法: 機械方法;電氣方法;機械電氣配合方法。 2.電氣調(diào)速方法: 由轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)特性來看:,欲改變電動機的轉(zhuǎn)速,可以改變電樞端電壓 Ua (包括改變U 和改變R),或改變勵磁磁通 實現(xiàn)。,(1)調(diào)壓限制:,提高電動機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。,(2)調(diào)磁限制:,一般電動機的額定磁通已設(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)。,一.調(diào)速指標,1.調(diào)速的技術(shù)指標 (1)

2、調(diào)速范圍:,一般假定:nmax 與 nmin 代表電動機在額定負載下可能達到的最高與最低轉(zhuǎn)速。,不同生產(chǎn)機械要求的調(diào)速范圍,對負載很輕的生產(chǎn)機械,可用實際負載下的最高與最低轉(zhuǎn)速來計算。,(2)靜差率(相對穩(wěn)定性),相對穩(wěn)定性的程度用靜差率 % 來表示:,表明負載變化引起轉(zhuǎn)速變化的大小程度。,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,系統(tǒng)可能達到最低速 nmin 決定于低速特性的靜差率。,調(diào)速范圍 D 與低速靜差率 % 間的關(guān)系:,(3)平滑性,調(diào)速的級數(shù)愈多則認為調(diào)速愈平滑; 用平滑系數(shù) ,即相鄰兩級轉(zhuǎn)速或線速度之比來衡量:, = 1 時稱為無級調(diào)速,此時轉(zhuǎn)速連續(xù)可調(diào)。,

3、(4)調(diào)速時的容許輸出,指電動機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!電動機穩(wěn)定運行時的實際輸出的功率與轉(zhuǎn)矩是由負載的需要來決定的。,2.調(diào)速的經(jīng)濟指標,(1) 設(shè)備投資 (2) 運行費用運行費用決定于調(diào)速過程的損耗,用效率 來說明,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,調(diào)速指標:,(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)濟性 由電網(wǎng)吸取功率:,產(chǎn)生損耗:,效率:,當(dāng) n=0.5n0 時,=50%,可見電樞串聯(lián)電阻調(diào)速的效率不高,是不經(jīng)濟的。,(4).適用場合,用于串勵或復(fù)勵直流電動機拖動的電車;

4、 煉鋼車間的澆鑄吊車等生產(chǎn)機械上。,2.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-發(fā)電機機組。 容量較大時用機組作為可調(diào)直流電源,而用晶閘管裝置調(diào)節(jié)發(fā)電機G的勵磁電流。,電樞由晶閘管整流供電的直流調(diào)速系統(tǒng)示意圖,晶閘管勵磁的發(fā)電機-電動機機組調(diào)速系統(tǒng),(3)機械特性方程,U0 -整流電壓R0 - 整流裝置內(nèi)阻,調(diào)壓調(diào)速時的機械特性,(4)調(diào)壓調(diào)速特點,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,采用機組時效率較低。,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)用單獨的

5、晶閘管整流裝置向勵磁電路供電。,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),2.機械特性方程式,削弱磁通的人為機械特性,普通電動機弱磁調(diào)速范圍最多為 D = 2 ; 特殊設(shè)計調(diào)磁電動機調(diào)速范圍 D = 3 4。,3.弱磁調(diào)速特點,弱磁調(diào)速的優(yōu)點: 對功率較小的勵磁電路進行調(diào)節(jié) 控制方便; 能量損耗??; 調(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,以擴大調(diào)速范圍。,四. 調(diào)速時允許輸出的功率與轉(zhuǎn)矩,指電動機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; 電動機在nN下,允許輸出的功率主要決定于電動機的發(fā)熱,發(fā)熱主要決定于Ia,受到 IN 的限制。,1. 恒轉(zhuǎn)

6、矩調(diào)速方式,指保持 Ia = IN 不變時,電動機允許輸出的轉(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 = N 不變,在Ia = IN 不變條件下, T =CT N IN不變,與轉(zhuǎn)速 n 無關(guān)。所以屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式。,2. 恒功率調(diào)速方式,指保持 Ia = IN 不變時,電動機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。,對于弱磁調(diào)速方法: 因 U= UN 不變, 是變化的,在Ia = IN 不變條件下, T =CT IN。,可見,弱磁調(diào)速時電動機允許輸出的功率為

7、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。,五. 電動機的調(diào)速方式與負載類型的配合,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采用某種調(diào)速方法時的負載能力,并不是電動機的實際輸出; 實際的輸出功率與轉(zhuǎn)矩是由負載來決定的; 負載有不同類型,因此,存在一個調(diào)速方式與負載類型配合的問題!(自己分析),3.4 他勵直流電動機的制動,1.直流電動機的兩種運轉(zhuǎn)狀態(tài) (1)電動運轉(zhuǎn)狀態(tài)電磁轉(zhuǎn)矩 T 的方向與旋轉(zhuǎn)方向相同,電網(wǎng)向電動機輸入電能; (2)制動運轉(zhuǎn)狀態(tài)電磁轉(zhuǎn)矩 T 與轉(zhuǎn)速 n 的方向相反,電動機吸收機械能并轉(zhuǎn)化為電能。,2.電氣制動方法,1) 能耗制動 2) 反

8、接制動 作用:使電動機生產(chǎn)一個負的轉(zhuǎn)矩(即制動轉(zhuǎn)矩),以增加減速度,使系統(tǒng)較快地停下?;蚴刮荒茇撦d的工作機構(gòu)獲得穩(wěn)定的下放速度。 3) 回饋制動(或稱再生制動).,一.能耗制動,1.他勵電動機能耗制動電路圖及電路特點,電路特點:,U = 0,電樞回路電阻 Ra + Rz; 制動過程中,電動機靠系統(tǒng)的動能發(fā)電,轉(zhuǎn)化成發(fā)電機工作狀態(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。,2. 能耗制動機械特性方程式,制動電阻 Rz 愈小,則機械特性愈平,T1 絕對值愈大,制動愈快; 但 T1 受最大制動電流的限制。,能耗制動機械特性,3.制動電阻選擇,按最大制動電流不超過 2 IN 來選擇

9、 RZ,可近似為:,4.能耗制動的用途,利用制動實現(xiàn)降速; 電動機帶動位能負載時,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,5.能耗制動時的過渡過程曲線(選講),能耗制動過渡過程,必須指出: 在一定轉(zhuǎn)速下進行能耗制動時,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!,二.反接制動,轉(zhuǎn)速反向反接制動可用于位能負載穩(wěn)速下放; 電樞電壓反向反接制動一般用于反作用負載剎車。,(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,反接制動,特點:,位能負載倒拉電動機,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。,2.機械特性,

10、轉(zhuǎn)速反向的反接制動特性方程式,與電動狀態(tài)下的人為機械特性的方程式在形式上是相同的。,反接制動機械特性,轉(zhuǎn)速反向反接制動,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 Ia,得,表示由電網(wǎng)輸入的電功率和輸入的機械功率之和,消耗在電樞的電阻(Ra + R)上; 因此反接制動能量消耗是比較大的!,(二) 電樞反接的反接制動,1.反接制動電路及特點 為了使工作機械迅速停車或反向,斷開觸點 Z,接通觸點 F,把電樞電源反接,電樞電路中要串入電阻 R,電樞反接制動電路的特點:U 為負。,2.機械特性 機械特性的方程式為:,制動過程中 n 為正,在第二象限; 機械特性曲線第二象限的 BC段

11、,即為反接制動特性。,電樞反接的反接制動的機械特性,如果反接制動時最大電流不超過 2IN ,則應(yīng)使:,這時機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烈,制動更快!,3.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。,(三) 電樞反接時的過渡過程(選講),電壓反向反接制動,電樞反接時的過渡過程分析,1.反作用負載 穩(wěn)定工作點為DB - 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)定運行 T = TZ 。,2.位能負載,穩(wěn)定工作點為EB - C:電樞反接制動

12、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, 電動機電磁轉(zhuǎn)矩仍小于位能性負載轉(zhuǎn)矩,T 不等于 TZ 。這一階段的特點是電機轉(zhuǎn)速高于理想空載轉(zhuǎn)速,那么屬何種工作狀態(tài) ?,三.回饋制動,特點:轉(zhuǎn)速高于理想空載轉(zhuǎn)速, Ea U (一) 位能負載拖動電動機 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)下運行的電動機,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?/p>

13、動。從能量方向看,電機處于發(fā)電狀態(tài)回饋制動狀態(tài)。,回饋制動F-E段,2.機械特性,機械特性的方程式同反接制動,3.回饋制動運行實質(zhì),電樞將軸上輸入的機械功率變?yōu)殡姶殴β?EaIa 后, 大部分回饋給電網(wǎng) ( U Ia ); 小部分變?yōu)殡姌谢芈返你~耗 Ia2 ( Ra + R ); 電動機變?yōu)橐慌_與電網(wǎng)并聯(lián)運行的發(fā)電機。,功率平衡方程式:,- U Ia + Ea Ia = Ia2 (Ra+R),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)速情況下的位能負載下放。,(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)。,回饋制動,回饋制動:穩(wěn)定運行有以下兩種情況,發(fā)生在動態(tài)過程中的回饋制動過程有以下兩種情況,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)濟的。,T,-T,0,-n0,n0,-n,n,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,他勵電動機在各種運轉(zhuǎn)狀態(tài)下的機械特性,-TC,討論: 對于需要正、反轉(zhuǎn)的反抗性恒轉(zhuǎn)矩負載,拖動它的電動機應(yīng)運行在哪幾種狀態(tài)?,本章小結(jié),T,-T,0,-n0,n0,-n,n,反向電動,正向電動,反接制動,能耗制動,-

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

最新文檔

評論

0/150

提交評論