第7章电力拖动基础7.1基本要求1.了解电力拖动系统的基本概念与分类。2.掌握电力拖动系统的运动方程式。3.掌握多轴旋转系统的折算方法。4.掌握平移运动系统的折算方法。5.掌握升降运动系统的折算方法。6.掌握电力拖动系统中的负载的机械特性。7.掌握电力拖动系统稳定运行的条件。8.掌握电力拖动系统调速的基本概念和调速系统的主要指标。7.2学习指导1.电力拖动系统的运动方程电力拖动系统通常由电动机、工作机构、传动机构、控制设备以及电源五部分组成。电力拖动系统有单轴系统和多轴系统之分，对于简单的单轴系统，其运动方程式为T, -7r =J dQdt式中，T为电动机的电磁转矩，其正方向与转速几的正方向相同：T，为负载转矩（其中包括电动机的空载转矩T。），其正方向与转速n的正方向相反：J为拖动系统的转动惯量（kg：m2）；Q为电动机的机械角速度（rad/s）。在工程计算中，常将角速度Q2（rad/s）用电机轴的转速n（r/min）来代替，旋转系统的转动惯量J（kg·m2）用旋转系统的飞轮矩GD（N·m2）替代，即2n=60J=mp'-CD4g因此，电力拖动系统运动方程的实用表达式为GD°dnT.-T,=375 dt对于实际的多轴电力拖动系统，通常把传动机构和工作机构看作一个整体，且等效为个负载，把负载转矩和系统的飞轮矩折算到电动机轴上来，这样，就可把多轴系统折算为单轴系统。折算的原则是保持传递的功率不变和系统储存的动能不变。2.电力拖动系统的稳定运行条件电力拖动系统中的生产机械可大体分成恒转矩负载、恒功率负载和通风机、泵类负载三
第 7章 电 力拖 动基础 7.1 基 本要求 1.了 解 电力拖动系统 的基本概念与分类 。 2.掌 握 电力拖动系统 的运动方程式 。 3.掌 握多轴旋转系统 的折算方法 。 4.掌 握平移运动系统 的折算方法 。 5.掌 握升降运动系统 的折算方法 。 6.掌 握 电力拖动系统 中的负载的机械特性 。 7.掌 握 电力拖动系统稳定运行的条件 。 8.掌 握 电力拖动系统调速的基本概念和调速系统的主要指标 。 7.2 学 习指导 1.电 力拖动系统的运动方程 电力拖动系统通常 由电动机 、I作 机构 、传动机构 、控制设备 以及 电源五部分组成 。电 力拖动系统有单轴系统和多轴系统之分 ,对 于简单的单轴系统 ,其 运动方程式为 re~rI=J等 式 中,re为 电动机 的电磁转矩 ,其 正方 向与转速 乃的正方 向相 同;TL为 负载转矩 (其 中包 括 电动机的空载转矩 民),其 正方 向与转速 刀的正方 向相反 ;J为 拖动系统 的转动惯量 (kg ·m2);Ω 为电动机的机械角速度 (md/s)。 在工程计算 中,常 将角速度 Ω(rad/s)用 电机轴 的转速 屁(r/min)来 代替 ,旋 转 系统 的 转动惯量 J(kg· m2)用 旋转系统 的飞轮矩 CD2(N· m2)替 代 ,即 2π 瓦 Ω = 60 J=mF,2 cD2 4g 因此 ,电 力拖动系统运动方程的实用表达式为 CD2dn Te~rL〓 丁厅 dr 对于实际的多轴 电力拖动系统 ,通 常把传动机构和工作机构看作一个整体 ,且 等效为一 个负载 ,把 负载转矩和系统的飞轮矩折算到电动机轴上来 ,这 样 ,就 可把多轴系统折算为单 轴系统 。折算 的原则是保持传递的功率不变和系统储存的动能不变。 2.电 力拖动系统的稳定运行条件 电力拖动系统 中的生产机械可大体分成恒转矩负载 、恒功率负载和通风机 、泵类负载三
98电机与拖动MATLAB仿真与学习指导类。电力拖动系统稳定运行的充分必要条件是dT.dT,T,=T，且dndn3.电力拖动系统的调速电力拖动系统中的许多生产机械都有调速的要求，电动机调速是指在电力拖动系统中，人为地或自动地改变电动机的转速，以满足工作机械对不同转速的要求。电动机的调速一般有以下几种分类方法：①无级调速和有级调速；②恒转矩调速和恒功率凋速；③向上调速和向下调速。电动机调速系统的主要性能指标包括调速范围、静差率、调速平滑性、调速的经济性等。7.3典型题分析【例7-1]一台卷扬机，其传动系统如图7-1所示，各部分数据见表7-1。若每对齿轮的传递效率为nr=m2=ns=0.96，卷简传递效率为n4=0.95，滑轮传递效率为ns=0.97，重物提升速度为0.25m/s，略去钢绳与钩的重量，试求折算到电动机轴上的总飞轮矩和负载转矩。V图7-1卷扬机拖动系统表7-1卷扬机各部分数据代号名称齿数GD"/(N.m)重力/N直径/m1.21齿轮202100齿轮6. 33齿轮313. 24齿轮12410.65齿轮258.76齿轮9214.57卷简1060.10. 658滑轮20000. 29重物60000M电动机21.8
电机与拖动 MATLAB仿 真与学习指导 类 c 电力拖动系统稳定运行的充分必要条件是 re=rp且 箐 (箐 3.电 力拖动系统的调速 电力拖动系统 中的许多生产机械都有调速 的要求 ,电 动机调速是指在 电力拖动系统 中, 人为地或 自动地改变电动机的转速 ,以 满足工作机械对不 同转速的要求 。电动机的调速一般 有以下几种分类方法 :① 无级调速和有级调速 ;② 恒转矩调速和恒功率凋速 ;③ 向上调速和 向下调速 。 电动机调速系统 的主要性能指标包括调速范 围、静差 率 、调速平 滑性 、调速 的经济性 等。 7.3 典 型题分析 【例 ⒎1】 一 台卷扬机,其 传动系统如图⒎1所 示,各 部分数据见表⒎1。若每对齿轮的传 递 效 率 为 ” l=η 2〓 η 3=0%,卷 筒 传 递 效 率 为 η 4=0。 %,滑 轮 传 递 效 率 为 叼 5=0.叨 ,重 物 提 升速度为 0.乃 m/s,略 去钢绳与钩的重量 ,试 求折算到电动机轴上的总飞轮矩和负载转矩。 图 ⒎1 卷 扬机拖 动系统 表 ⒎1 卷 扬机各部分数 据 代 号 名 称 齿 数 εD2/(N· m2) 重力/N 直径/m 1 齿 轮 12 齿 轮 63 3 齿 轮 31 32 4 齿 轮 5 齿 轮 6 齿 轮 14 5 7 卷 筒 1060 1 滑 轮 02 重 物 60000 M 电动 机
99第7章电力拖动基础解（1）计算电动机的转速n卷筒的转速为20=60 ×2 ×0. 25,n,=60-r/min=14.691r/minT×0.65TD,各级齿轮的转速比为=2_100"20=5241244j2=2,31净-_92=3.68zs25j=jjj:=5x4×3.68=73.6电动机的转速为n=jn,=73.6×14.691r/min=1081r/min（2）计算折算到电机轴上的负载转矩传动效率为n.,=nin2n.=0.96°×0.95 =0. 8405n。=nens=0.8405×0.97=0.8153动滑轮折算到电动机轴上的负载转矩为1.9.55 C-9.552000×0.25N.m=5.255N.m1081×0.8405nn.提升的重物折算到电动机轴上的负载转矩为G,us60000×0.25T12=9.55=9.55xN.m=162.54N·m1081x0.8153nn折算到电动机轴上的总负载转矩为T=T..+Tu=(5.255+162.54)Nm=167.8N.m（3）折算到电动机轴上的飞轮矩重物和滑轮折算到电动机轴上的飞轮矩为(G) +G)t(60000+2000)×0.25N.m=4.84Nm2GD,= 365=365×10812n2等效负载飞轮矩为GD, +GD,GD+GDGD+GD,GDi = GDL, + GD, +尔(4.84 +123401)Nm=6.67Nm73.62552×42总飞轮矩为GD2=GD+GD,=(21.8+6.67)N·m2=28.47Nm7.4思考题与习题解答7-1什么叫电力拖动系统，试举例说明
电动机 的转速为 解 (1)计 算 电动机的转速 汛 卷筒 的转速为 %=60铪 =60× 羔 /洫 =⒕ 691凶 血 各级齿轮的转速 比为 ∴ =各 =考 等 =5 ∴ 〓 圣 =七 竽 =4 凡 =蚤 =釜 =3· 6: J=丿 1`2J3=5× 4× 3.68=73.6 rl=J乃 7=73· 6× 14.691r/n1in=1081r/n1in (2)计 算折算到电机轴上的负载转矩 传动效率为 ’Pcl =η 1’ ,2’ P3’ ,4=0· 963× 0,95=0.8405 ηc=η c1η5 =0.8405× 0 97〓 0,8153 动滑轮折算到 电动机轴上 的负载转矩为 %=⒐ “ 锋 =⒐ “ ×子筅号%戋卩等茇告 N?m=⒌ 犭5N 提升的重物折算到电动机轴上 的负载转矩为 ⒎2=⒐ sˉs铮 =⒐ ˉsˉs× 罂 ￥ 黯 N· m=⒑ 54N 折算到 电动机轴上 的总负载转矩为 rL=rLΙ +rL2=(5.255+162.54)N· m=167.8N· m (3)折 算到电动机轴上的飞轮矩 重物和滑轮折算到电动机轴上 的飞轮矩为 (C∶+C。)v∶ cDlg - 365⊥ 兰三红1;甘E旦⊥纟二 〓 365 × (60000 +2000 N· m2 第 7章 电 力拖动基础 99 ● m = 4.84N ' m 2 等效负载飞轮矩为 叫 视 +JG￡碍+帑 +竿 +γ 〓 (⒋ 浒 +19+叩 +骅 +y⊥ 黾古∴笋 nL→ N· 耐 =⒍ 洲 ·硭 总飞 轮矩 为 CD2 =CD∶ +CDl 〓 (21 8+6.67)N· m2 =28.47N· m2 7,4 思 者题与习题解笞 ⒎1 什 么叫电力拖动系统 ,试 举例说 明。 ⊥
100电机与拖动MATLAB仿真与学习指导答：电力拖动系统就是以电动机为动力拖动各种生产机械的系统，它通常由电动机、工作机构、传动机构、控制设备以及电源五部分组成。例如，工矿企业中各种机床、轧钢机、卷扬机、纺织机、造纸机、搅拌机、鼓风机等生产机械。7-2负载机械特性与电动机机械特性的交点的物理意义是什么？答：负载机械特性与电动机机械特性的交点是电动机的工作点。7-3从运动方程式怎样看出系统处于加速、减速、稳定、静止各种工作状态？1禁可见，系统的运动状态由电磁转矩和负载转矩共同答：根据运动方程式T，-T，=Jdt决定。当T，=T，时，系统处于稳定或静止状态：当T>T时，系统处于加速状态：当T0，所以系统是稳定的。图b因为一0.<0,=0，所以系统是稳定的；在b点，图c在a点，因为%.dndndndndr.dT,dT,二=0，所以系统是不稳定的。dndndn
100 电机与拖动 MATLAB仿 真与学习指导 答 :电 力拖动系统就是 以电动机为动力拖动各种生产机械的系统 ,它 通常 由电动机 、工 作机构 、传动机构 、控制设备 以及 电源五部分组成 。例如 ,工 矿企业 中各种机床 、轧钢机 、 卷扬机 、纺织机 、造纸机 、搅拌机 、鼓风机等生产机械 c 79 负 载机械特性与电动机机械特性的交点 的物理意义是什么? 答 :负 载机械特性与电动机机械特性 的交点是电动机的工作点。 7J 从 运动方程式怎样看出系统处于加速 、减速 、稳定 、静止各种工作状态? 答 :根 据运动方程式 rc~rL〓 J誓 可见 ,系 统 的运动状态 由电磁转矩 和负载转矩共 同 决定 。当 re=⒎ 时 ,系 统处于稳定或静止状态 ;当 re)rL时 ,系 统处于加速状态 ;当 rc0,所 以 箐 (笞 卜 系 统 是 稳 定 的 。 图 c在 @点 ,因 为 苄 (0,箐 =0,所 以 紧 (箐 ,系 统 是 稳 定 的 ;在 b'点 , 箐 =0,所 以 箐 )箐 ,系 统 是 不 稳 定 的 。 紧>0
101第7章电力拖动基础Teb)7Tec)d)图7-3拖动系统机械特性dT.dT,dTdT.图d虽然在工作点>0，满足=0,但工作点在临界点，所以系统是不dndndndn稳定的。7-7图7-4所示的三轴拖动系统，已知电动机轴上GD+GD,=981N·m2，n=900r/min，中间传动轴上GD,+GD,=784.8N·m2，n，=300r/min；生产机械轴上GD+CD,=6278.4N·m2，n，=60r/min。试求折算到电动机轴上的等效飞轮矩。解各级速比为j,=_900=3n300j-"_300=5n.60总速比为j=jj=3x5=15折算到电动机轴上的等效飞轮矩为CD’ = GD, +GD = GD + CD + CD; + CD+ CD; + CD;i=(981 + 784. 8 + 6278.4)Nm=1096.1N.m2321527-8一刨床传动机构如图7-5所示，各级传动齿轮及运动体的数据见表7-2，已知电动
第 7章 电 力拖动基础 101 c) d) 图 ⒎3 拖 动系统机械特性 图 d虽 然 在 工 作 、点箐 =0,箐 )0,满 足 箐 (笞 卜 但 工 作 '点在 临 界 '点,所 以 系 统 是 不 稳定 的。 7刀 图 7-4所 示 的 三 轴 拖 动 系 统 ,已 知 电 动 机 轴 上 CD∶ +CD;=981N· m2,刀 =900r/ min,中 间 传 动 轴 上 CD:+GD:〓 784.8N· m2,尼 I=300r/min;生 产 机 械 轴 上 CD:+CD∶ = 6278,4N· m2,汔 g=ω r/min。 试 求 折 算 到 电 动 机 轴 上 的 等 效 飞 轮 矩 ⊙ 解 各 级速 比为 丿l 总速 比为 丿 =丿 l丿 2=3 ×5=15 折算到电动机轴上 的等效飞轮矩为 CD2 =GD∶ +CD∶ =cD:+GDl+cD:+GD: cD:+cD∶ 2 +~ 丿1 2 J =(唰 +型 考 ;旦 +罕 )№ m2=· ∞ ⒍ m。 矿 7-8 一 刨床传动机构如图 ⒎5所 示 ,各 级传动齿轮及运动体 的数据见表 ⒎2,已 知 电动 则~娴 娴 ~ω 〓 一一 ⊥ Ⅱˉ ι ~‰ 一_ 〓 =3 =5 —
102电机与拖动MATLAB仿真与学习指导负载10电动机动GD图7-4题7-7图机的转速n=318r/min，刨床的切削力F，=10000N，切削速度，=0.67m/s，工作台与导轨的摩擦系数μ=0.1，传动机构的效率为n.=0.8，由垂直方向切削力所引起的工作台与导轨间的摩擦损失可略去不计。试计算：（1）折算到电动机轴上的总飞轮矩和负载转矩：（2）切削时电动机的输出功率。表7-2代名称齿数GD?/(N-m2)重力/N转速/（r/min）1齿轮288. 252齿轮5540. 203齿轮3819.804齿轮6456.805齿轮3037.306齿轮78137.2G工作台15000G工件8800M电动机240318解（1）传动机构的速比为刀具Ugj=2_55=1.964工件G2,28工作台G)j=三_64=1.684z,-38j=_78= 2.630Zsj=jij2j,=1.964×1.684×2.6=8.599旋转部分的飞轮矩为图7-5刨床传动机构GD;+CD,,GD,+GD,,GDGD,=(GD +GD)+9版户子(240 + 8. 25 + 40.2 + 19. 856.8 +37.3137.2IN.m1.964(1.964×1.684)8.5592=274.25Nm2
102 电机与拖动 MATLAB仿 真与学 习指导 」 图 ⒎4题 ⒎7图 机的转速 汔=318〃 min,刨 床的切削力 Fg〓 10000N,切 削速度 og=0· 67m/s,工 作 台与导轨 的摩擦系数 u=0· 1,传 动机构的效率为 ”c=0,8,由 垂直方 向切削力所引起的工作 台与导轨 间的摩擦损失可略去不计 c试 计算 : (1)折 算 到电动机轴上 的总飞轮矩 和负载转矩 ; (2) 切削时电动机的输 出功率 。 表 72 代 号 名 称 齿 数 CD2/(N· m2) 重力/N 转速/(〃 min) l 齿 轮 2 齿 轮 40 20 3 齿 轮 19 80 4 齿 轮 56 80 5 齿 轮 37 30 齿 轮 Cl 工作 台 15000 (;2 工 件 8800 M 电动机 解 (1)传 动机构的速 比为 `l=各 =器 =1· 964 J2=圣 =器 =1· 6:4 J3=蚤 =拮 〓2·6 J=`l丿 2丿3=1.964× 1.684× 2.6=8.599 旋转部分的飞轮矩为 cD: = GDi + GD?,)+嘤 `l `1丿 +嘤 2 ` +华 240+8.25+± 2;:1汔 去呈 L旦 +lΓ Γ;爵言f∶:f;∶ 言;下万 +黯 )um =274.25N'm' 工作台 0l 图 ⒎5 刨 床传 动机构
第7 章 103电力拖动基础平移运动部分的重力为G,=G, +G,= (15000+8800)N=23800N平移运动部分折算到电动机轴上的飞轮矩为G23800x0.672=365xN.m2=30.93N.m2GD。= 365 n23182折算到电动机轴上的总飞轮矩为GD2=GD,+GDi,=(274.25+30.93)N·m2=305.18N.m2工作台与导轨的摩擦力为f=μG,=0.1×23800N=2380N折算到电动机轴上的总负载转矩为(F,+f)u)(10000+2380)×0.67T, = 9.55=9.55xN·m=311.37N·m0.8 × 318n.n（2）切削时电动机的输出功率为2=311.37×2××318w=10.4kWP,=T. 60607-9某起重机的传动机构如图7-6所示，图中各部件的数据见表7-3。已知吊起重物的速度，=0.2m/s，传动机构的效率为m。=0.75，试求折算到电动机轴上的总飞轮矩和负载转矩。表7-3代号名称速度/(r/min)重力/NCD"/(Nm)19758. 25电动机2涡杆9750. 98365涡轮17. 064齿轮653.00515齿轮296.306卷筒1598.2075导轮3. 938重物21000解转速比为nz975=15=65nn_654.333j2 =15nsn61535n,折算到电动机轴上的负载转矩为Gt=9.55×221000×0.2N.m=54.85N.mT.=9.55975×0.75nne
第 7章 电 力拖动基础 平移运动部分的重力为 Cg = C1 +C2 = (15000 +8800)N 〓 23800N 平移运动部分折算到电动机轴上 的飞轮矩为 103 cDig = 365￡ I÷ i = 365 × 屁 23800 × 0,672 3182 N'm' = 30.93N'm' m=54.85N· m 凡 =rL鲁 =31⒈ 37× L瑞 毕 W=10· 4抑 79 某 起 重 机 的传 动 机构 如 图 ⒎6所 示 ,图 中各 部 件 的数 据 见 表 7-3。 已知 吊起 重 物 的 速度 vg=° ·2m/s,传 动机 构 的效 率 为 ”c=0,75,试 求 折 算 到 电动 机 轴 上 的 总 飞 轮 矩 和 负 载 转 矩 。 丿 l=哿 =箸 =15 乃 =丁 =l~s〓 4· 333 〓 胬 =誓 〓3 ×;∮营卫;i;÷:钅N 折算到电动机轴上 的总飞轮矩为 CD2 =CD:+GD∶ g = (274,25+30,93)N· m2 =305.18N· m2 工作 台与导轨的摩擦力为 f=pG, =0.1 x23800N =2380N 折算到电动机轴上 的总负载转矩为 rL=9.55(Fg+∫ )° g=9.55× 9Pc Ⅱ (2)切 削时电动机的输 出功率为 `3 折算到电动机轴上 的负载转矩为 △ =9.“ ￡ I卫 L=9。 “ zl” r N· m=~s1⒈ 哪 ·m 表 73 代 号 名 称 速度/〈∥min) GD2 /(N . m2 ) 重力/N l 电动机 8 25 2 涡 杆 3 涡 轮 17 06 4 齿 轮 5 齿 轮 296 30 6 卷 筒 98 20 7 导 轮 5 8 重 物 21000 解 转 速 比为
104电机与拖动MATLAB仿真与学习指导8图7-6起重机传动机构提升的重物折算到电动机轴上的飞轮矩为D36365 2002N.m2=0.323N.m97522负载飞轮矩为GD+GDGD,+GDGD,GDE = GDi, + GD: +$市一(0.323+0.9817.06+3296.3 +98.23. 93N.m15215×4.333215×4.333×3=1.486N·m总飞轮矩为GD2=GD+GD2=(8.25+1.486)N-m2=9.736N.m27-10一台他励直流电动机有如图7-7所示的平行调速特性，已知额定转速n%=2000r/min，An=130r/min，要求静差率S<30%，求其允许的调速范围D。解根据他励直流电动机的性质及其调速特性可知nm=n=2000r/minAnOmanmin+Ann,Omax2000×30%NaasD ==6. 6An(1-8...)130×（1-30%）n.nt1O川nonTeTL图7-7题7-10图
104 电机与拖动 MATLAB仿 真与学习指导 图⒎6 起 重机传动机构 提 升 的重 物折算 到 电动机轴 上 的飞轮矩 为 cD乙 =弼 兰 :;亘 =弼 ×2⊥￡ ∮昔;::2L2二 N。 m2 负载飞轮矩为 c蜣 =cD1+G犭 +嘤 +嘤 +共 `1 `1`2 `1J2J3 =(⒍ 叨 +0” :+罕 +唧 + =1.486N· m2 刀 m ax=「 l、 =2000◇ /n1in 嘛 j辐 D=巳 坠 =z亏 ∶ f:÷ :罨 i∶ 「 T〓 =0.323N ' m': 3.93 15'zx4.333'x32)N·亻 总飞 轮矩 为 CD2 =CD;+CDi = (8.25+1 486)N· m2 〓 9.736N· m2 ⒎ 10 一 台 他 励 直 流 电 动 机 有 如 图 ⒎ 7所 示 的 平 行 调 速 特 性 ,已 知 额 定 转 速 屁N=⒛ 00〃 min,△ 刀 =130∥ 而 n,要 求 静 差 率 ε <30%,求 其 允 许 的 调 速 范 围 D。 解 根 据他励直流电动机的性质及其调速特性可知 2000× 30% 130× (1-30%) =6.6 ΓL 图 ⒎7 题 ⒎10图
第8章直流电动机的电力拖动8.1基本要求1.掌握他励直流电动机的固有机械特性和人为机械特性。2.掌握他励直流电动机的主要起动方法，了解他励直流电动机的反转。3.掌握他励直流电动机的调速方法4.掌握他励直流电动机的制动原理和方法。5.了解他励直流电动机的四象限运行概念。8.2学习指导1.他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性是指在电枢电压、励磁电流和电枢回路总电阻一定的条件下，电动机转速与电磁转矩的关系，即n=fT）。其表达式为UR+Rn=Co"C.C.T, = no -βT.U式中，R。为电枢回路的串联电阻；n。为电动机的理想空载转速，n。=cβ为机械特性的R, +R.斜率，β="C.C,，β越小，机特性越硬。他励直流电动机的机械特性有以下特点：1）当电枢电压U=U、磁通Φ=Φ、R=0时，他励直流电动机的机械特性称为固有机械特性。他励直流电动机的固有机械特性很硬，2）电枢回路串电阻的人为机械特性是一组经过理想空载点，但斜率不同的直线，串联电阻越大，特性越软。3）改变电枢电压U时的人为特性是一组平行直线，其硬度与固有特性相同。4）减弱励磁磁通时，不仅理想空载转速升高，而且人为机械特性的斜率增大，特性变软。2.他励直流电动机的起动与反转起动是所有电动机都必须经过的过程，对它的主要要求是：应有足够大的起动转矩，一般要求T>1.1Tt；应将起动电流限制在安全范围内，一般要求I.<（1.5~2.0)I%。他励直流电动机的起动方法有3种：直接起动、减压起动和电枢回路串电阻起动。改变他励直流电动机转向的方法有两种：一种方法是通过反接励磁绕组改变主极磁通的方向，另一种方法是通过反接电枢绕组改变电枢电流的方向。前者由于定子励磁绕组匝数较多，反接时会产生较大的电动势，反向磁场建立过程缓慢，不适合频繁正反转控制的场
第 8章 直 流 电动机 的电力拖 动 8。1 基 本要求 1.掌 握他励直流电动机的固有机械特性和人为机械特性 。 2.掌 握他励直流电动机的主要起动方法 ,了 解他励直流电动机 的反转 。 3.掌 握他励直流电动机的调速方法 。 4.掌 握他励直流电动机的制动原理和方法 。 5.了 解他励直流电动机的四象限运行概念 。 8.2 学 习指导 1.他 励直流电动机的机械特性 他励直流电动机 的机械特性是指在 电枢 电压 、励磁 电流和 电枢 回路总 电阻一定 的条件 下 ,电 动机转速与电磁转矩的关系 ,即 刀=只 re)。 其表达式为 刀 =浩 -&浩 几 =%ˉ 肌 式 中 ,Rc为 电 枢 回 路 的 串 联 电 阻 ;乃 0为 电 动 机 的 理 想 空 载 转 速 ,乃 0〓 瓦 万 ;卩 为 机 械 特 性 的 斜铋 排 趔 、 机械杼 性越矶 他励直流 电动机 的机械特性有 以下特点 : 1)当 电枢 电压 σ〓σN、 磁通 Φ〓ΦN、 Rc=0时 ,他 励直流 电动机 的机械特性称为 固有 机械特性 。他励直流 电动机 的固有机械特性很硬 。 2)电 枢 回路 串电阻的人为机械特性是一组经过理想空载点 ,但 斜率不 同的直线 ,串 联 电阻越大 ,特 性越软 。 3)改 变 电枢电压 σ时的人为特性是一组平行直线 ,其 硬度与固有特性相 同。 4)减 弱励磁磁通时 ,不 仅理想空载转速升高 ,而 且人为机械特性 的斜率增大 ,特 性变 软。 2.他 励直流电动机的起动与反转 起动是所有 电动机都必须经过的过程 ,对 它的主要要求是 :应 有足够大的起动转矩 ,一 般要求 r时)1,1rI;应 将起动电流限制在安全范围内,一 般要求 J哎 ((1.5~2.0)fN。 他励 直流电动机的起动方法有 3种 :直 接起动 、减压起动和电枢 回路 串电阻起动。 改变他励直流电动机转 向的方法有两种 :一 种方法是通过反接励磁绕组改变主极磁通 Φ 的方 向,另 一种方法是通过反接 电枢绕组改变电枢 电流的方 向。前者 由于定子励磁绕组 匝数 较多 ,反 接时会产生较大 的电动势 ,反 向磁场建立过程缓慢 ,不 适合频 繁正反转控制 的场