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电机学 邱忠才（17） 第十七章 直流电动机的电力拖动 西南交通大学峨眉校区电气系 17.6.2、机械调速： δ%越小，相对稳定性越好； δ%与机械特性硬度和n0有关。 2 ΔnN2 nmin 1 n T ΔnN1 n0 nN TN 2、调速的稳定性（相对稳定性）： 指负载变化时，转速变化的程度， 转速变化小，稳定性好。 n0’ ΔnN3 3 1）静差率： 看出低速机械特性的静差率大，稳定性差。 一般以系统的最低转速时的静差率为准。 2）D与δ%的关系： D与δ%相互制约:δ越小,D越小,相对稳定性越好;在保证一定的δ指标的前提下,要扩大D,须减少Δn,即提高机械特性的硬度。 3、调速的平滑性 越接近1，平滑性越好，当 时，称为无级调速，即转速可以连续调节。调速不连续时，级数有限，称为有级调速。 4、调速的经济性 在一定的调速范围内，调速的级数越多，调速越平滑。相邻两级转速之比，为平滑系数 ： 主要指调速设备的投资、运行效率及维修费用以及调速过程中的电能损耗等。 改变传动机构速比进行调速的方法称为机械调速； 改变电动机参数进行调速的方法称为电气调速。 17.6.3、电气调速。 改变电动机的参数就是人为地改变电动机的机械特性，使工作点发生变化，转速发生变化。调速前后，电动机工作在不同的机械特性上，如果机械特性不变，因负载变化而引起转速的变化，则不能称为调速。 电气调速方法：调压调速；电枢串电阻调速；调磁调速。 调速方法： 17.6.4、调速方法 1、电枢回路串电阻调速 n Tem TL Ra n0 nN A 0 A’ B n1 Ra+Rs1 未串电阻时的工作点 串电阻Rs1后,工作点由A→A’→B B’ C Ra+Rs1+Rs2 1）原理：在电枢中串入电阻，n0不变，即电机的特性曲线变陡，使? n ?、在相同力矩下，n?。 2）电枢电流和转速在调速过程中的变化曲线 调速过程电流变化曲线调速前、后电流不变 调速过程转速变化曲线 t t=0 n1 nN IaN ia n ia n 结论：带恒转矩负载时,串电阻越大,转速越低。 3）特点： （1）串电阻后，转速只能降低。 （3）串入电阻后机械特性变软，静差率变大,所以转速的 相对稳定性差； （4）轻载时调速范围小，额定负载时调速范围为D=1-3受到限制。 ） （5）电阻上的功率损耗较大，效率低，不经济。 （6）调速方法简单，设备投资少。 （2）由于电阻只能分段调节，所以调速的平滑性差； 4）适应场合：这种调速方法适用于调速性能要求不高的中小型电机。 2、降低电源电压调速 Tem TL A A’ B 调速压前工作点A 降压瞬间工作点 稳定后工作点 降压调速过程与电枢串电阻调速过程相似，调速过程中转速和电枢电流（或转矩）随时间变化的曲线也相似。 1）原理:由机械特性方程知：调电枢电压U，n0变化，斜率不变，所以调速特性是一组平行曲线。 * 本章主要介绍电力拖动系统的运动方程、负载转矩特性、直流电动机的机械特性、起动、调速、制动等方法和物理过程。 17.1 电力拖动系统的运动方程式： 电力拖动系统运动方程式描述了系统的运动状态，系统的运动状态取决于作用在原动机转轴上的各种转矩。 一、运动方程式 根据如图给出的系统（忽略空载转矩），可写出拖动系统的运动方程式： 其中 为系统的惯性转矩。 运动方程的实用形式： 系统旋转运动的三种状态 1)当 或 时,系统处于静止或恒转速运行状态，即处于稳态。 2)当 或 时,系统处于加速运行状态，即处于动态。 3)当 或 时,系统处于减速运行状态，即处于动态。 首先确定电动机处于电动状态时的旋转方向为转速的正方向，然后规定： 二、运动方程式中转矩正、负号的规定 （1）电磁转矩 与转速 的正方向相同时为正，相反时为负。 （2）负载转矩 与转速 的正方向相同时为负，相反时为正。 （3）惯性转矩 的大小和正负号由 和 的代数和决定。 17. 2 负载的转矩特性 一、恒转矩负载特性 负载的转矩特性，就是负载的机械特性，简称负载特性。 恒转矩负载特性是指生产机械的负载转矩 与转速 无关的特性。分反抗性恒转矩负载和位能性恒转矩负载两种。 1.反抗性恒转矩负载 TL n 2.位能性恒转矩负载 TL n 二、恒功率负载特性 恒功率负载特点是：负载转矩与转速的乘积为一常数，即 与 成反比，特性曲线为一条