电机拖动第2章3.ppt

（3）减少气隙磁通量时的人为机械特性 条件： U = UN，R = 0，改变Φ 人为机械特性表达式 特点： 磁通减弱会使n0升高，因n0与磁通成反比 磁通减弱会使斜率β加大，因β与磁通的平方成反比 一组直线，它们既不平行也非放射状。磁通减弱时，特性上移而且变软 用途：小范围 nN 以上调速 TL T 0 固有 人为 n 图2.24 他励直流电动机减弱磁通时的人为机械特性曲线 2.7 电力拖动系统稳定运行条件 定义： 所谓电力拖动系统稳定问题 也就是系统的工作点稳定问题 是指电力拖动系统在某种扰动作用下离开了原工作点（或平衡状态）后，是否能在新的条件下运行于新的工作点（或平衡状态） 且在扰动消失后，系统是否还能回到原来的工作点（或平衡状态） “扰动”含义： 一般是指电网电压的波动或负载的微小变化 电力拖动系统稳定运行的必要条件 电力拖动系统稳定运行的 必要条件是： 动态转矩（T - TL）为零 即 T = TL 工作点：电动机机械特性曲线和负载特性曲线的交点 问题： 是否每一个工作点（平衡状态）都是稳定的呢？ A T n n0 TL 0 1 2 图 系统运行工作点 3 B 机械 特性 负载 特性 电力拖动系统稳定运行分析 若出现干扰 机械特性曲线1→曲线 由于系统机械惯性GD2 转速不能突变 TB TL→减速→T↑→n↓ 系统进入新的稳定运行状态 A B T n n0 TB TL 0 1 2 到曲线 和曲线2交点 ， 图2.26 电力拖动系统稳定运行分析 A点→曲线 的B点 经历了A→B→ 的过程 电力拖动系统稳定运行分析 干扰消失后 机械特性又变成曲线1 转速不能突变 点→曲线1的C点 TC TL→升速→T↓→n↑ 回到曲线1和2交点A，TA = TL 系统进入新的稳定运行状态 又返回A点稳定运行 因此 A 点属稳定工作点 A B C T n n0 TB TL TC 0 1 2 图2.26 电力拖动系统稳定运行分析 经历了 →C→A的过程 拖动系统的不稳定运行分析 若出现干扰 机械特性曲线1→曲线 由于系统机械惯性GD2 转速不能突变 TB TL→升速→T↑→n↑ TL仍不变→n↑ 转速不断升高 造成飞车? A B T n n0 TB TL 0 1 2 图2.27 拖动系统的不稳定运行分析 A点→曲线 的B点 拖动系统的不稳定运行分析 干扰消失后 机械特性又变成曲线1 转速不能突变 C点→曲线1的D点 TD TL→升速→T↑→n↑ 也就是说 干扰消失后，系统不能回到原工作点 A 稳定运行 因此 A 点属不稳定工作点 A B C T n n0 TB TL TD 0 1 2 D 图2.27 拖动系统的不稳定运行分析 电力拖动系统稳定运行的充分必要条件 结论： 对于拖动系统 其工作点（平衡状态）稳定运行的 充分必要条件是： T = TL，且 证明： 假设系统运行于工作点A 则根据系统处于平衡状态的 充要条件可知，在A点处有： 现设系统在某种扰动作用下 离开了原工作点A 转速变为 n = nA + ?n 电磁转矩变为T′= T + ?T 负载转矩变为TL′= TL + ?TL A ?T ?TL TL T 0 n ?n TL′ T′ n = f ( TL ) n = f ( T ) 图 探讨稳定运行条件的例子 证明： 于是运动方程式变为： 将系统运行于平衡状态的充要条件代入后，上式变为 因为电动机转矩和负载转矩都是转速的函数，且各增量都很小，所以上式可以近似地表示为： 证明： 式中： dT/dn ——电动机机械特性的硬度 dTL/dn ——负载转矩特性的硬度 将上式两边积分，于是有 证明： 根据初始条件：t = 0， ?n = ?nqs 可以得到积分常数C 式中：?nqs ——起始转速的增量 证明： 由上式可以看出： 只有 e 的指数为负 才能保证转速增量?n在扰动消失后 随时间 t 的增加按指数曲线衰减为零 因此，系统工作点稳定运行的充要条件应该是 T = TL，且 系统带恒转矩负载时稳定运行的充要条件 特例： 对于恒转矩负载，因为dTL/dn = 0 所以恒转矩负载平衡状态 稳定的充要条件是： 在T = TL处，电动机机械特性的硬度 即机械特性曲线应稍微向下倾斜 本章小结 直流电动机的基本结构 定子和转子的组成 直流电动机的工作原理 发电机、电动机 换向片的作用 励磁方式的种类、特点 电枢绕组的感应电动势的公式 电磁转矩的公式 本章小结 直流电动机稳态运行时的基本方程式 前3个要熟练运用 直流电动机稳态运行时的功率关系 他励直流电动机的机械特性 固有特性：特点 人为特性：3种 电力拖动系