第九章 直流电动机1.ppt

第九章 直流电动机 一.直流电机的可逆原理(以他励电机为例) 把一台他励直流发电机并联于直流电网上运行，电压保持不变。 第1章 直流电机 二. 直流电动机的基本方程 电机的基本方程如下： 三.他励（并励）直流电动机的工作特性 1、转速特性 定义：当 、 时， 由方程式可得 忽略电枢反应的去磁作用，转速与负载电流按线性关系变化。 2、转矩特性 定义：当 、 时， 转矩表达式 考虑电枢反应的作用，转矩上升的速度比电流上升的慢。 3、效率特性 定义：当 、 时， 由方程式可得 其中: 为不变损耗 为可变损耗 三.他励（并励）直流电动机的工作特性（续） 他励直流电动机效率特性 η与Ia之间存在二次关系， 效率曲线存在一个最大值。 令 可得 Ia ? 三.他励（并励）直流电动机的工作特性（续） 结论：当电动机在某负载下不变损耗等于可变损耗时， 此时效率最高。 推论： （1）额定运行时总损耗 ； （2）可从额定数据来估算电枢回路总电阻。 上述结论和推论具有普遍性 他励直流电动机效率特性 三.他励（并励）直流电动机的工作特性（续） 四.串励直流电动机的工作特性 当负载电流较小时，电机磁路不饱和，每极气隙磁通与励磁电流呈线性关系。即： 转速特性 转矩特性 当负载电流较大时，磁路饱和，串励电动机的工作特性与他励电动机相同。 当负载电流为零时，电机转速趋于无穷大，所以串励电动机不宜轻载或空载运行 补充：电力拖动系统 以电动机作为原动机，按人们所给定的规律来带动生产机械， 称为电力拖动。 电 源 控制设备 电动机 传动机构 工作机构 电力拖动系统的构成 电力拖动基础 运动方程： g： 重力加速度， 9.8米/秒2；GD2：系统的飞轮矩（牛·米2）； n： 转速（转/分）；M、MZ：转矩（牛·米） 注意：GD2是一个完整的符号;T、TL具有方向性， 与转速方向一致为正。 负载转矩的大小与速度无关，但其方向始终与转向相反 TL n 0 负载转矩特性 反抗性恒转矩负载 位能性恒转矩负载 转矩具有固定的方向，不随转速方向的改变而改变 n TL 0 负载转矩特性 恒功率负载 通风机型负载 负载的功率为常数，不随转速的变化而改变 负载的转矩与转速的平方成正比 TL n 0 TL n 0 稳定运行条件 电机的机械特性需要与负载特性同时存在。 分析拖动系统运行时，在同一坐标图上，两特性的交点是系统的平衡点 平衡点＝稳定点？ 稳定点：在受到外界扰动后， 仍能还原的点。 稳定点的条件： n T 0 五、他励（并励）直流电动机的机械特性 直流电动机的机械特性是指电动机在电枢电压、励磁电流、电枢回路电阻为恒值的条件下，即电动机处于稳态运行时，电动机的转速与电磁转矩之间的关系： 机械特性的表达式： 机械特性反映的是转速与电磁转矩之间的变化规律。 1.固有机械特性 当 时的机械特性称为固有机械特性： 2.人为机械特性 由于电枢电阻很小，特性曲线斜率很小，所以固有机械特性是硬特性。 当改变 或 或 得到的机械特性称为人为机械特性。 五、他励（并励）直流电动机的机械特性(续) 5.1 他励直流电动机的固有机械特性 当U＝UN，?＝ ?N，电枢回路无外接电阻时，转速与转矩之间的关系。 n n0 0 T0 TemN Tem n’0 nN 分析： 1. 电磁转矩越大，转速越低，机械特性是一条下斜直线； 固有机械特性分析 2. 当转矩等于零点， 为理想空载转速。此时Ia＝0， Ea＝UN， 是一种理想工作状态。 3. n0为电动机的实际空载转速， 比n0 ’略低。对应于空载转矩。 4 为机械特性斜率。 ?增大， 也增大。 通常称?小的机械特性为硬特性， ?大的机械特性为软特性。 5.1 他励（并励）直流电动机的固有机械特性 固有机械特性分析 5. 额定转速变化率 ，表示电机额定负载时的转速比n0 降落的程度。 6.堵住点。 此时 电枢电流： 为短路电流； 电磁转矩： 为电机堵转转矩。 5.