第三章 直流电机的工作原理及特性.ppt

1．电源反接制动 设电动机外加电枢电压的参考方向（虚箭头）为图中所示。 当电压的实际方向与参考方向相同时，电动机的机械特性为 其特性曲线分别如图（b）中的曲线1所示。 当电压的实际方向与参考方向相反时，电动机的机械特性为 其特性曲线分别如图（b）中的曲线2所示。 a点：当电动机稳速运行在第一象限中特性曲线1的a点时： b—c段： n0，Tm0 —— 反接制动状态。 n0，Tm0 ——电动 当n下降到零时，反接制动过程结束，这时若电枢还不从电源拉开，电动机将反向启动，并将在点d（TL为反抗转矩时）或点f（TL为位能转矩时）建立系统的稳定平衡点。 注意:由于在反接制动期间，电枢感应电动势和电源电压是串联相加的，因此，为了限制电枢电流 ，电动机的电枢电路中必须串接足够大的限流电阻。 电源反接制动一般应用在生产机械要求迅速减速、停车和反向的场合以及要求经常正反转的机械上。 2．倒拉反接制动 电动机固有机械特性和电枢回路串接电阻和曲线2所示。 现电动机驱动位能负载转矩，负载特性如图（b）中的曲线3所示。 a点：重物匀速上升。 Tm0，n0，电动机工作在电动状态。 c—d段：Tm0，n0，电动机工作在电动状态。由于电动机的输出转矩小于负载转矩，转速沿着曲线2下降。 d—b段：当转速下降到0时，由于电动机的输出转矩TM仍然小于负载转矩TL，所以，在位能负载的作用下，电动机反向启动，直到平衡点d而稳定运行。电动机匀速下放重物。此时，Tm0，n0，电动机工作在制动状态，常称这种制动状态为倒拉制动状态。 三、能耗制动 当切断电源接入电阻后，工作点由a点转到b点。 若负载为反抗性负载，则电机由状态点b过渡至状态点o，制动作用自行结束。其中，b—o段：Tm0，n0，能耗制动。这种情况下，改制动方式的优点之一是：不像电源反接制动那样存在着电动机反向启动的危险。 能耗制动通常应用于拖动系统需要迅速而准确地停车及卷扬机重物的匀速下放的场合，且电阻越小，产生的反向电流越大，制动越快。 若负载为位能负载，则在制动到n=0时，重物还将拖着电动机反转，使电动机向重物下降的方向加速至n=-n2，即进入第四象限的能耗制动状态。这种情况下，该制动方式的优点是：不会出现像倒拉反接制动那样因对TL的大小估计错误而引起重物上升的事故，运行速度也较反接制动时的稳定。 综合以上分析可知：电动机有电动和制动两种运转状态，在同一种接线方式下，又是可以运行在电动状态，有时可以运行在制动状态。 例题一： 例题二： 例题三： 作业： 课本P46页 3.1、3.2、3.10、3.11、3.12、3.15、3.18、3.19、3.20。 (2) 求 额定运行条件下的反电势为： 故 (3) 求理想空载转速: 得 (4) 求额定转矩: 得 根据 两点，就可作出他励直流电动机近似是机械特性曲线 注意：由于的电动机即可正转也可反转，故其固有机械特性分布在第一、第三两个象限内。 三、人为机械特性 人为机械特性是指人为地改变电动机电枢外加电压U和励磁磁通Φ的大小以及电枢回路串接附加电阻Rad所得到的机械特性。 1. 电枢回路中串接附加电阻Rad时的人为特性 电压平衡方程式为： 得到的人为机械特性方程式为： 特性变软 空载速度不变； 随着电阻的增加，转速降落增加； 对比可知： 2. 改变电枢电压U时的人为特性 由于电动机电枢绕组绝缘耐压强度的限制，电枢电压只允许在其额定值以下调节，所以，不同值的人为特性曲线均在固有特性曲线之下。 空载速度随着U的减小而减小； 转速降落不变； 特性硬度不变 对比可知： 3．改变磁通? 时的人为特性 转速降随磁通的改变而变化。 理想空载转速随磁通的改变而变化； 特性变软 对比可知： 由于励磁线圈发热和电动机磁饱和的限制，电动机的励磁电流和它对应的磁通只能在低于其额定值的范围内调节； 当磁通过分削弱后： （2）当?＝0时，从理论上说，空载时电动机速度趋近? ，通常称为“飞车”； 当电动机轴上的负载转矩大于电磁转矩时，电动机不能启动，电枢电流为Ist，长时间的过载大电流会烧坏电枢绕组。 因此，