第8章直流电动机的电力拖动8.1他励直流电动机的机械特性8.2他励直流电动机的起动和反转8.3他励直流电动机的调速8.4他励直流电动机的制动8.5他励直流电机的四象限运行
电机与拖动 1 第8章 直流电动机的电力拖动 8.2 他励直流电动机的起动和反转 8.3 他励直流电动机的调速 8.4 他励直流电动机的制动 8.5 他励直流电机的四象限运行 8.1 他励直流电动机的机械特性
第8章直流电动机的电力稳动8.1他励直流电动机的机械特性当 Ua、Ra、I=常数时：机械特性n=f(T)RaUaCeCroTnCed= no - βTe=no - An理想空Radn载转速B=CeCTd?dT1机械特性的硬度α=β
第8章 直流电动机的电力拖动 8.1 他励直流电动机的机械特性 n = Ua CE － Ra CECT2 Te 当 Ua、Ra、If = 常数时： n = f (T ) —— 机械特性 = n0－ Te = n0－△n 理想空 载转速 = dn dTe Ra = CECT2 = 1 —— 机械特性的硬度
第8章直流电动机的电力稳动一、 固有特性nAnoNMnNn = f(T)Uan,In, RnMN点：额定状态M点：临界状态T0TNTM二、 人为特性nno1.增加电枢电路电阻Ra时的人为特性ΛRaUNRa+R,Tn=Crd - C,Cro?0(R,+R)个→β个→α即机械特性变软
第8章 直流电动机的电力拖动 一、固有特性 O Te n n0 N n = f (Te ) UaN,IfN, Ra nN TN M nM TM N 点：额定状态。 M 点：临界状态。 二、人为特性 1. 增加电枢电路电阻 时的人为特性 n = － Te UN CEN Ra＋Rr CECTN 2 O Te n n0 Ra ' Ra " ＜ (Ra＋Rr ) → → 即机械特性变软
第8章直流电动机的电力动2.降低电枢电压时的人为特性nARaUaCCTONTn=noCeNU.noVUa→nol 但β、α不变U."→机械特性的硬度不变T03.减小励磁电流时的人为特性nRaUNnoCeCr@2TF1CednoI→@→n→β、α→机械特性变软。T
第 8 章 直流电动机的电力拖动 2. 降低电枢电压时的人为特性 n = Ua CEN － R a CE CT N 2 Te n 0 " n 0 ' Ua ↓ → n 0 ↓ 但β 、 不变 →机械特性的硬度不变。 O Te n Ua ' Ua " ＜ 3. 减小励磁电流时的人为特性 n = UN CE － R a CE CT 2 Te O Te n n 0 " n 0 ' If " If ' ＜ If → → n0 → 、 →机械特性变软
第8量直流电动机的电力动【例8-1】一台他励直流电动机，P~=22kW，U=220 V,I=115A,nv=1500 r/min,R,=0.125Q。如保持负载转矩为额定值不变，试求下列情况下的电枢电流和电动机的稳定转速：（1）电枢回路串入R.=0.75Q的电阻：(2)电枢电压降为U=100V，（3）弱磁Φ=0.85Φ时。解：（1）电枢回路串入R稳定后，I.保持为额定值不变Un-R,In220-0.125×115C.dN:= 0.137A1500nN稳定转速为U~-(R +R)Inn=C,On220-(0.125+0.75)x115r/min = 871.4 r/min0.137
第8章 直流电动机的电力拖动 【例8－1】 一台他励直流电动机，PN = 22 kW，UN = 220 V，IN = 115 A，nN = 1500 r/min，Ra = 0.125 。如 保持负载转矩为额定值不变，试求下列情况下的电枢电流 和电动机的稳定转速：(1) 电枢回路串入Rc=0.75的电阻； (2) 电枢电压降为U=100V，(3) 弱磁 =0.85N时。 解：(1) 电枢回路串入 R 稳定后，Ia 保持为额定值不变 N a N E N N 220 0.125 115 0.137 1500 U R I C Φ n − − = = = 稳定转速为 E N N a c N ( ) C Φ U R R I n − + = r/min 871.4 r/min 0.137 220 (0.125 0.75) 115 = − + =
U第8量直流电动机的电力动(2）如T保持为额定值不变，则I。保持为额定值不变，电动机的稳定转速为U- R,In100-0.125×115r / min = 625 r / minn=C,N0.137(3）当@=0.85Φ时，因T保持为额定值不变T.也保持额定值不变，由T.=C.ΦI得115ONINC.dINNA=135.3A0.85C.d0.85d电机的稳定转速为Un-R.Ia220-0.125×135.3r / min = 1744 r / minn=Ced0.85×0.137
第8章 直流电动机的电力拖动 电动机的稳定转速为 T N N N N a T N 115 A=135.3A 0.85 0.85 C I I I C = = = (3) 当 = 0.85N 时，因 TL 保持为额定值不变， Te 也保持额定值不变，由 Te ＝CT Ia 得 电机的稳定转速为 (2) 如 TL 保持为额定值不变, 则 Ia 保持为额定值不变， r / min 625 r / min 0.137 100 0.125 115 E N a N = − = − = C Φ U R I n r / min 1744 r / min 0.85 0.137 220 0.125 135.3 E N a a = − = − = C Φ U R I n
第8章直流电动机的电力动8.2他励直流电动机的起动和反转起动性能起动电流Ist起动转矩Tsto直接起动起动瞬间：n=0，E=0，对于他励电动机Ua换向决不允许！= (10 ~ 20) In -Ist=RaT= Tst = CrΦIst = (10 ~ 20) TN
第8章 直流电动机的电力拖动 8.2 他励直流电动机的起动和反转 起动性能 ① 起动电流 Ist ② 起动转矩 Tst。 直接起动 起动瞬间： n = 0，E = 0， Ist = Ua Ra 对于他励电动机 = (10 ~ 20) IN —— 换向决不允许! Te = Tst = CT Ist = (10 ~ 20) TN
第8章直流电动机的电力稳动一、电枢串联电阻起动n+IaRst1Rst2baU.UT.(L)0TMTTT2(I)(IL)(I2)1.起动过程C(1)串联(Rsti+Rst2)起动 : R, =R, + Rst1 +Rst2起动转矩（电流）：T(I)=(1.5～2.0)T(IaN)(2) 切除 Rst2 : R, = R, + Rst1切换转矩(电流)：T,(I2)=(1.1～1.2) TL(IL)
第8章 直流电动机的电力拖动 O Te (Ia ) 一、电枢串联电阻起动 n T1 (I1 ) TL (IL) T2 (I2 ) a1 a2 1. 起动过程 (1) 串联 (Rst1+Rst2) 起动： R2 = Ra＋Rst1＋Rst2 起动转矩 (电流)：T1 (I1 ) = (1.5 ~ 2.0) TN (IaN) (2) 切除 Rst2 ：R1 = Ra＋Rst1 切换转矩 (电流)： T2 (I2 ) = (1.1 ~ 1.2) TL (IL ) b2 b1 TM b a M I ＋ f Ua － Ia ＋ Uf － Rst1 Rst2
第8章直流电动机的电力艳动切除 Rst : Ro= Ra(3)nD1C2IX+IRstlRst2anMU.Ur.ayT. ()80TMTiTLT2(1)(IL)(2)加速加速切除Rst2a2点点起动a1点b2bi点瞬间n不变加速加速切除Rst1P点。C点点C2瞬间n不变
第8章 直流电动机的电力拖动 O Te (Ia ) n T1 (I1 ) TL (IL) T2 (I2 ) a1 a2 b2 b1 TM b a (3) 切除 Rst1 ：R0 = Ra 起动 a1 点 a2 点 加速 瞬间 n 不变 b1 点 c c1 c2 p 切除Rst1 b2 点 切除Rst2 加速 c1 点 c2 点 加速 p点。 加速 瞬间 n 不变 M I ＋ f Ua － Ia ＋ Uf － Rst1 Rst2
第8章直流电动机的电力动2.起动级数未定时的起动电阻的计算(1）确定起动电流I和切换电流II1 (T) = (1.5 ~ 2.0) Iav (TN)I2 (T2) = (1.1 ~ 1.2) I (TL)1(2)起切电流（转矩）比：β=，I(3)求出电枢电路电阻Ra若忽略T。，则P=P。=EI，在额定运行时PsUaN-1Uan -ERa=laNlaN
第8章 直流电动机的电力拖动 (2) 起切电流（转矩）比： (3) 求出电枢电路电阻 Ra 若忽略 T0 ，则 P2 = Pe = EIa ，在额定运行时 2. 起动级数未定时的起动电阻的计算 (1) 确定起动电流 I1 和切换电流 I2 I1 (T1 ) = (1.5 ~ 2.0) IaN (TN) I2 (T2 ) = (1.1 ~ 1.2) IL (TL) = I1 I2 Rａ = UaN－E IaN = UaN－ IaN PN IaN