哈尔滨工业大学：《电机及拖动基础》课程教学资源（PPT课件讲稿）第九章 直流电动机的电力拖动

《电机及拖动基础》 讲义 主讲 张友斌 参考教材:《电机及拖动基础》(第3版) 顾绳谷主编机械工业出版社

《电机及拖动基础》 讲 义 主讲 张友斌 参考教材：《电机及拖动基础》（第3版） 顾绳谷 主编 机械工业出版社

第九章直流电动机的电力拖动 ■§9—1他励直流电动机的机械特性 机械特性方程 机械特性: 电磁转矩:T=C7Φl R 电动势平衡:O=A+R→”Cco7 感应电动势:En=CΦn n=n0-△ 转速特性:n U-R U 其中:n=CΦ β-机械特性的斜率 R β小:表示机械特性为硬特性 T= Br β大:表示机械特性为软特性

第九章 直流电动机的电力拖动 ◼ §9－1 他励直流电动机的机械特性 ◼ 一、机械特性方程  − = = + =  =  e a a a a e T a C U I R n U E I R E C n T C I 转速特性： 电动势平衡： 感应电动势： 电磁转矩：   n n n T C C R C U n e e T = −   −  = 0 2 机械特性： T T C C R n C U n e T e =    =  = 2 其中： 0 大：表示机械特性为软特性 小：表示机械特性为硬特性 机械特性的斜率    −

口机械特性方程式: n=no-1 △n2,90 ×1009 72 他励直流电动机的机械特性 由于电枢反应使磁通减小,故 机械特性在负载较大时呈上翘 现象,因此常在电机中主磁极 上加串励绕组(稳定绕组) 电枢反应对机械特性的影响

◼ 机械特性方程式： n = n0 − T TN n n0  n0 nN T nN n0 = n0 − T0  % 0 100% −  = N N N n n n n n T 由于电枢反应使磁通减小，故 机械特性在负载较大时呈上翘 现象，因此常在电机中主磁极 上加串励绕组（稳定绕组） 电枢反应对机械特性的影响 他励直流电动机的机械特性

■三、固有机械特性与人为机械特性 固有机械特性指=UN,①=①,R=R时 的机械特性,此时因为Ra小,故为硬特性 R T CΦCCr④ 2、人为机械特性:通过改变电机的参数所获得 的机械特性。有三种: a)电枢串电阻 b)改变电枢电压 c)减弱励磁

◼ 二、固有机械特性与人为机械特性 ◼ 1、固有机械特性指 的机械特性，此时因为Ra小，故为硬特性 2、人为机械特性：通过改变电机的参数所获得 的机械特性。有三种： a）电枢串电阻 b）改变电枢电压 c）减弱励磁 U =UN , = N ,R = Ra 时 T C C R C U n e T N a e N N 2  −  =

1)电枢串电阻时的人为机械特性 U=U,Φ=①,R=R+R时 r+R T CΦNCC① R 1电枢串电阻的人为机械 R+R 特性比固有机械特性软 Ra+ Ro2 2但理想空载转速不变。 a1<P3串接不同电阻时的机械 R Q2 特性为交于纵坐标一点 的射线族 1一固有机械特性 2、3一电枢串电阻人为机械特性

◼ 1）电枢串电阻时的人为机械特性 U =UN , = N ,R = Ra + R 时 T C C R R C U n e T N a e N N 2  + −  =  n Ra Ra + R1 Ra + R2 1 2 3 1－固有机械特性 2、3－电枢串电阻人为机械特性 R1  R2 电枢串电阻的人为机械 特性比固有机械特性软， 但理想空载转速不变。 串接不同电阻时的机械 特性为交于纵坐标一点 的射线族 T

■2)改变电枢电压时的机械特性 Φ=①,R=R时n R CΦCC2 UN>U>U2 改变电枢电压时的人为 机械特性与固有机械硬 度相等,但理想空载转 速随电枢电压降低而降 改变电枢电压时的机械特性 低,不同电枢电压下的 机械特性为一组平行曲

◼ 2）改变电枢电压时的机械特性  = N ,R = Ra 时 T C C R C U n e T N a e N 2  −  = n T UN U1 U2 UN U1 U2 改变电枢电压时的机械特性 改变电枢电压时的人为 机械特性与固有机械硬 度相等，但理想空载转 速随电枢电压降低而降 低，不同电枢电压下的 机械特性为一组平行曲 线

■3)减弱电动机磁通时的人为机械特性 U=UN,R=R时Uy R T CdC2C① R n=f(o) C①C ΦN>①1的?① ①不同时的n=f(l2)线 ①不同时的n=f(7)线

◼ 3）减弱电动机磁通时的人为机械特性 U =UN ,R = Ra 时 T C C R C U n e T a e N 2  −  = a e a e N a I C R C U n f I n  −  = ( ) = n a I SC I n T sc1 TscN Tsc2 T N 1 2 N  1  2 不同时的n = f (Ia )曲线 不同时的n = f (T)曲线 N 1 2

机械特性的绘制 两点法:理想空载及额定运行 1)理想空载点 其中 CΦ U-1,R CΦ 而B对于已有电动机可以实测,无电机时也可以 用经验公式: P R=( 2)额定运行点 =Cr①I=9.55Ca①N

◼ 三、机械特性的绘制 两点法：理想空载及额定运行 1）理想空载点 其中 而 对于已有电动机可以实测，无电机时也可以 用经验公式： 2）额定运行点 e N N C U n  0 = N N N a e N n U I R C −  = Ra 2 ) 3 2 ~ 2 1 ( N N N N a I U I P R − = N T N N e N N T = C  I = 9.55C  I

四、电力拖动稳定运行的条件 、必要条件:电动机的 B 机械特性与负载转矩特性 有交点 2、充分条件:干扰消除 后,拖动系统必须有能力 使转速恢复到原来的稳定 T 在交点所对应的转速之 上保证TTz

◼ 四、电力拖动稳定运行的条件 n T A Tz1 B Tz2 1、必要条件：电动机的 机械特性与负载转矩特性 有交点 2、充分条件：干扰消除 后，拖动系统必须有能力 使转速恢复到原来的稳定 点 在交点所对应的转速之 上保证TTz

§9-2他励直流电动机的起动 他励直流电动机的起动方法 起动时先必须保证先加励磁,后加电枢电压, 起动时:Ⅰ U-E 又…n=0,则E=0 R 直接起动时1是额定电流的十几倍 为了限制起动电流,常采用降低电枢电压起动: 1)、对于电源可调的:起动时降低电源电压,随 着转速升高,电源电压也升高。保证电流在允 许范围内。 2)、电枢串电阻起动。起动时在电枢中串接电阻, 随转速的升高,分级切除电阻,保证电流在允 许范围内

◼ §9－2 他励直流电动机的起动 ◼ 一、他励直流电动机的起动方法 起动时先必须保证先加励磁，后加电枢电压， 为了限制起动电流，常采用降低电枢电压起动： 1）、对于电源可调的：起动时降低电源电压，随 着转速升高，电源电压也升高。保证电流在允 许范围内。 2）、电枢串电阻起动。起动时在电枢中串接电阻， 随转速的升高，分级切除电阻，保证电流在允 许范围内。 = 0, = 0 − = a a a a n E R U E 起动时I ，又 则 直接起动时Ia 是额定电流的十几倍