人起工营火 Hefei University of Technology 第九章直流电动机的电力拖动 第一节他励直流电动机的机械特唯 电动机的机械特性是指电动机的转速n与电磁转矩T的关系n=f(T) 一、机械特性方程式 E a Ro T=C.I e=c n a U=E+ⅠRU-LR C④ R T d 0-B 7=9.55C
第九章 直流电动机的电力拖动 第一节 他励直流电动机的机械特性 电动机的机械特性是指电动机的转速n与电磁转矩T 的关系 n=f(T) 一、机械特性方程式 CT 55Ce = 9. T a T = C I Ea = Ce n U = Ea + I a R e a C U I R n − = T C C R C U n e e T 2 = − n = n0 − T
他励直流电动 理想空载转速10CΦ 机的机械特性 电动机实际空载转速 R 三1 C④ 电动机带负载后的转速降 R MCC的T=B 电枢反应对机 械特性的影响 9=10-hx×100% 当电枢电流较大时,由于饱和的影响 产生去磁作用。磁通降低,转速就要回 升,机械特性在负载大时呈上翘观象
2 理想空载转速 Ce U n0 = 电动机实际空载转速 0 0 2 T0 C C R n n e T = − 他励直流电动 机的机械特性 电动机带负载后的转速降 T T C C R n e T = = 2 Δ % 0 100% − = N N N n n n n 电枢反应对机 械特性的影响 当电枢电流较大时，由于饱和的影响， 产生去磁作用。磁通降低，转速就要回 升，机械特性在负载大时呈上翘现象
二、固有机械特性与人为机械特性 当他励电动机电压及磁通均为额定值时,电枢没有串联电阻时 的机械特性称为固有机械特性。 R (一)电枢串联电阻时的人为机械特性 他励直流电动机 UN R+ Ro 固有机械特性 T Patrol Ra+Ro 电枢串联电阻时 的人为机械特性
3 二、固有机械特性与人为机械特性 当他励电动机电压及磁通均为额定值时，电枢没有串联电阻时 的机械特性称为固有机械特性。 T C C R C U n e a e 2 N T N N = − （一）电枢串联电阻时的人为机械特性 T C C R R C U n e a e 2 T N Ω N N + = − 他励直流电动机 固有机械特性 电枢串联电阻时 的人为机械特性
电压不同时的人为机 (二)改变电压时的人为机械特性 械特性U>U,>U U R 1三 T (三)减弱电动机磁通时的 人为机械特性 U、 R n-c CCp p U R C④C④ Tsc2 Iscl lscn
4 1 2 > > N N >1 > 2 （二）改变电压时的人为机械特性 T C C R C U n e a e 2 N T N = − 电压不同时的人为机 械特性 UN >U1 >U2 （三）减弱电动机磁通时的 人为机械特性 a e a e I C R C U n = − N T C C R C U n e a e 2 T N = −
三、机械特性的绘制 (一)固有机械特性的绘制 固有机械特性是条直线,只要求出线上两个点的数据,就可 绘出这条直线。一般选择理想空载及额定运行两点较为方便。 理想空载点n1=C 其中C E、UN-I、R 人N,及小N为已知,R可以估算 R=(1-2(4-R 23)k 额定运行点7N=C
5 三、机械特性的绘制 （一）固有机械特性的绘制 N N N N N N n U I R n E C a e − 其中 = = N N 0 Ce U n = 固有机械特性是一条直线，只要求出线上两个点的数据，就可 绘出这条直线。一般选择理想空载及额定运行两点较为方便。 理想空载点 N T N N T = C I IN， UN及nN 为已知，Ra 可以估算 2 N N N N 3 2 ~ 2 1 I U I P Ra − = 额定运行点
(二)人为机械特性的绘制 各种人为机械特性的计算较为简单,只要把相应的参数值代入 相应的人为机械特性方程式即可。 例9-1]一台z2型他励直流电动机的铭牌数据为:R=2W U=220V 116A 1500r/min 试计算其机械特性。 解 2(UI-P、)2220×116-22000 Q=0.1749 16 C④、=N-kR2220-116×0174 V/r/min)=0. 133V/r/min) 1500 UN220 理想空载点T=0n==CN033mnin=1650r/mn 额定点T=T=9.55C④l=9.55×0.133×116Nm=147.3Nm
6 （二）人为机械特性的绘制 各种人为机械特性的计算较为简单，只要把相应的参数值代入 相应的人为机械特性方程式即可。 [例9-1 ] 一台Z2 型他励直流电动机的铭牌数据为： PN = 22kW UN = 220V I N =116A nN =1500r/ min 试计算其机械特性。 解 Ω 0.174Ω 116 220 116 22000 3 2 3 2 2 2 N N N N = − = − = I U I P Ra V/(r/min) 0.133V/(r/min) 1500 220 116 0.174 N N N N = − = − = n U I R C a e 理想空载点 T = 0 N N 0 Ce U n = n = r/min 1650r/min 0.133 220 = = 额定点 T = TN = 9.55Ce N I N = 9.550.133116Nm =147.3Nm
他励直流电动机 四、电力拖动稳定运行的条件 的机械特性 现在讨论:生产机械负载转矩特性 与电动机的机械特性这两种特性的 配合问题。 2 在电力拖动运动方程式中已指出 当转矩T与T方向相反,大小相等 负载特性 负载特性 而相互平衡时,转速为某一稳定值, 拖动系统处于稳态,或称静态 O 两种特性有交点仅是稳定运行的必要条件。稳定运行的充分条件是 如果电力拖动系统原在交点处稳定运行,由于出现某种干扰作用 (如电网电压浪动、负载转矩的微小变化等),使原来两种特性的 平衡变成不平衡,电动机转速便稍有变化,这时,当干扰消除后 拖动系统必须有能力使转速恢复到原来交点处的数值。电力拖动系 统如能满足这样的特性配合条件,则该系统是稳定的,否则是不稳 定的
7 四、电力拖动稳定运行的条件 现在讨论：生产机械负载转矩特性 与电动机的机械特性这两种特性的 配合问题。 他励直流电动机 的机械特性 负载特性 负载特性 在电力拖动运动方程式中已指出， 当转矩T 与Tz 方向相反，大小相等 而相互平衡时，转速为某一稳定值， 拖动系统处于稳态，或称静态 两种特性有交点仅是稳定运行的必要条件。稳定运行的充分条件是： 如果电力拖动系统原在交点处稳定运行，由于出现某种干扰作用 （如电网电压波动、负载转矩的微小变化等），使原来两种特性的 平衡变成不平衡，电动机转速便稍有变化，这时，当干扰消除后， 拖动系统必须有能力使转速恢复到原来交点处的数值。电力拖动系 统如能满足这样的特性配合条件，则该系统是稳定的，否则是不稳 定的
no 稳定运行点 2 不稳定运行点
8 稳定运行点 不稳定运行点
第二节他励直流电动机的起动 他励直流电动机的起动方法 U-E R 如直接加额定电压起动,l可能突增到额定电流的十多倍 KK2电路图 特性图 RQ1ro2 R d Ra R K b
9 第二节 他励直流电动机的起动 一、他励直流电动机的起动方法 a a a R U E I − = 如直接加额定电压起动，Ia 可能突增到额定电流的十多倍 特性图 电路图
二、他励直流电动机起动电阻的计算 (一)图解解析法 1.绘制固有机械特性 2.选取起动过程中的最大电流与电 阻切除时的切换电流2(或7与72) 3.画出分级起动特性图 R T n= n T △P R R1Ra+R1_△nlnm+Mnae △ △ roi=ra.c r22=R △ he 10
10 二、他励直流电动机起动电阻的计算 （一）图解解析法 1．绘制固有机械特性 2．选取起动过程中的最大电流 I1与电 阻切除时的切换电流 I2 （或T1 与T2） 3．画出分级起动特性图 = + = a a R R R R R Ω1 2 1 T C C R n n e 2 T 0 = − R C C T n n n e 2 T Δ 0 = − = he he ec he hc n n n n n + = he ec a n n R R 1 = he ca a n n R R 2 =