第4章他励直流电动机的运行要点.ppt

第3章 电力拖动系统动力学 转动方程： 系统的运行状态： 3.2 负载的转矩特性与电力拖动系统稳定运行的条件 2、风机、泵类负载的转矩特性 3.2.2 电力拖动系统稳定运行的条件 3.3.2 降压启动 3.4 他励直流电动机的调速 3.4.1 他励直流电动机的调速方法 2.降低电源电压调速 3.弱磁调速 3.4.2 恒转矩调速和恒功率调速 3.4.3 调速的性能指标 2.调速的平滑性 3.调速的经济性 3.5 他励直流电动机的电动与制动运行 3.5.1 电动运行 3.5.2 能耗制动 他励直流电动机能耗制动过程中的功率关系 2.能耗制动运行 3.5.3 反接制动过程 3.5.4 倒拉反转运行 2.反向回馈制动运行 他励直流电动机四象相运行的机械特性 3.6 直流电力拖动系统的过渡过程 * 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 3.1 电力拖动系统转动方程式 拖动：就是应用各种原动机使生产机械产生运动，以完成一定的生产任务。 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）；T、TL：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。 系统处于静止或恒转速运行状态，即处于稳态 系统处于加速运行状态，即瞬态过程 系统处于减速运行状态，即瞬态过程 3.2.1 负载的转矩特性 （1）反抗性恒转矩负载 （2）位能性恒转矩负载 生产机械工作机构的负载转矩与转速之间的关系，称为负载的转矩特性 1、恒转矩负载的转矩特性 负载的转矩TF与转速n的乘积为一常数，即负载转矩TF与转速n成反比。 负载的转矩TF基本上与转速n的平方成正比。 3、恒功率负载特性 拖动系统稳定运行的必要条件：n不变，T=TL 充分必要条件： T=TL R1 R2 （1）起动转矩要大； 直流电动机接到电源以后，转速从零达到稳定转速的过程， 称为启动过程。 对电动机起动的基本要求： （2）起动电流要小； （3）起动设备要简单、经济、可靠。 3.3 他励直流电动机的启动 3.3.1 电枢回路串电阻启动 n T 0 T L n 0 +R 2 R 1 直流电动机的转速公式： 直流电动机的调速方法： （1）电枢串电阻调速； （2）降低电源电压调速； （3）弱磁调速。 改变传动机构的传动比改变工作机构的速度，称为机械调速。 人为改变电动机的参数（如电压、励磁电流或电枢回路电阻），使同一负载得到不同转速，称为电气调速。 电动机驱动生产机械，对电动机的转速不仅要能调节，而且要求调节的范围宽广、过程平滑、调节的方法简单、经济。 1.电枢串电阻调速 电磁转矩： 电动机拖动恒转矩负载运行在不同的转速上，电枢电流的大小变化吗？ 稳定运行时有： 电枢电流： TL=常数时，Ia=常数 保持U=UN，Φ=ΦN不变 电枢回路串电阻，只能在额定转速（基速）以下调速， 一般称为由基速向下调速。 特点：① 机械特性变软，受负载波动影响大； ② 在空载或轻载时，调速范围小； ③ 有级调速； ④ 损耗大，电动机效率低。 它应用于对调速性能要求不高的场合（中、小型电机等）。 电磁转矩： 电动机拖动恒转矩负载运行在不同的转速上，电枢电流的大小变化吗？ 稳定运行时有： 电枢电流： TL=常数时，Ia=常数 保持Φ=ΦN不变，电枢回路不串电阻 特点：① 基速向下调速； ② 机械特性的硬度不变，速度稳定性好； ③ 可实现无级调速； ④ 损耗小，电动机效率高。 保持U=UN不变，电枢回路不串电阻 电动机的电磁功率： 若电动机拖动恒功率负载，即TLΩ=常数 则有 PM=TΩ=TLΩ=常数 Ia=常数 特点： ① 基速向上调速； ② 可实现无级调速； ③ 损耗小，电动机效率高。 通常与降低电源电压调速配合使用，可以得到较宽的调速范围，能较好地满足生产机械的要求。 当直流电动机调速运行时，不管转速是多少，如果保持其电枢电流和每极磁通都为额定值，即对应的电磁转矩为额定值，则称为恒转矩调速。 直流电动机调速时，若采用弱磁升速，如果保持其电枢电流为额定值，其电磁功率保持不变，则称为恒功率调速。 （1）调速范围：电动机在额定负载转矩下调速时， 最高转速与最低转速之比。用D表示。 （2）静差率（相对稳定性）：指电动机由理想空载加到额定负载所出现的转速降与理想空载转速之比。 静差率越小， 转速的相对稳定性越好。 1.调速范围与静差率 平滑系数：相邻两级转速或线速度之比。 设备的初投资、调速时电能的损耗、运行时的维修费用等 与δ无关 少 较少 多 电能损耗 较多 多 少 设备初投资 无级调速 无级调速 有级调速 调速平滑性 恒功率 恒转矩 恒转矩