3版第二章直流电机的拖动课案.ppt

第二章 直流电动机的电力拖动 第二章 直流电动机的电力拖动 凡是由电动机拖动生产机械，并完成一定工艺要求的系统，都称为电力拖动系统。生产机械称为电动机的负载。电力拖动系统一般构成如图所示。 第一节 电力拖动系统的运动方程式 电力拖动系统中所用的电机种类很多，生产机械的性质也各不相同。因此，需要找出它们普遍的运动规律，予以分析。从动力学的角度看，它们都服从动力学的统一规律。所以，我们首先研究电力拖动系统的动力学，建立电力拖动系统的运动方程式。 一、单轴电力拖动系统的运动方程式 单轴电力拖动系统，就是电动机输出轴直接拖动生产机械运转的系统。 二、电力拖动系统运动状态分析 一个电力拖动系统处于静态（静止不动或匀速）还是动态（加速或减速），都可以从运动方程式来判定，当电力拖动系统的正向运动状态时分析如下： 1).当Ｔ＝ＴL时，dn/dt=0，则n＝0 或n＝常数，即电力拖动系统处于静止不动或匀速运行的稳定状态。 2).当Ｔ?ＴL时，dn/dt ?0 ，电力拖动系统处于加速状态，即处于过渡过程中。 3).当T?TL 时，dn/dt ?0 ，电力拖动系统处于减速状态，也是过渡过程。 第二节 生产机械的负载转矩特性 不同生产机械的负载转矩TL随转速n变化规律不同，用负载转矩特性来表征，即n=f(TL)。各种生产机械的特性大致可分为以下三种类型 恒转矩负载特性 TL=常数，与转速n无关 恒功率负载特性 第三节 他励直流电动机的机械特性 直流电动机的机械特性就是指在稳定运行情况下，电动机的转速与电磁转矩之间的关系，即n=f(T)。机械特性是电动机的主要特性，是分析电动机起动、调速、制动等问题的重要工具。下面以他励直流电动机为例讨论机械特性。 一、他励直流电动机的机械特性 1、他励电动机的固有机械特性 一、他励直流电动机的机械特性 2、人为机械特性 2、人为机械特性 (2)改变电源电压的人为机械特性 二、电力拖动稳定运行的条件 电力拖动系统的稳定运行，是指在某种外界因素(如电网电压波动或负载的微小变化)的扰动下，系统离开原来的平衡状态，达到新的平衡状态；或当外界因素消失后，仍能恢复到原来的平衡状态。 前面分析了生产机械的负载转矩特性n＝f(TL)和电动机的机械特性n=f(T)，把两种特性配合起来，就可以研究电力拖动系统的稳定运行问题。 电动机在电力拖动系统中运行时，会使系统出现稳定运行和不稳定运行两种情况。 二、电力拖动稳定运行的条件 电力拖动系统稳定运行的必要条件：电动机的机械特性与负载转矩特性有交点： 即 T=TL 电力系统要稳定运行的充分条件：两条特性配合恰当，即在交点处满足：dT/dndTL/dn 电力拖动系统稳定运行的分析 2、减压起动 减压起动即起动前将电源电压降低，以减小起动电流Ist。为获得足够的起动转矩（TstTL），起动时电流通常限制在(1.5～2)IN 内，则起动电压应为： Ust=IstRa=(1.5～2)INRa 当n↑，Ea ↑ Ia↓, Tst↓ ——须U ↑保证起动电流和转矩保持在一定的数值上。至U=UN，起动结束。 二、他励直流电动机的反转 要使电动机反转，必须改变电磁转矩T的方向。 第五节 他励直流电动机的制动 一、能耗制动 二、反接制动 三、再生制动 四、制动问题计算 以上定性分析他励直流电动机的各种制动原理，从机械特性的角度分析对应的制动过程。 制动问题的计算则用电动势平衡方程式，代入不同制动条件来进行求解，较为方便。 一般先求出 ， 然后分别针对快速停车和稳定下放重物两类问题，进行计算。 四、制动问题计算 (2)稳定下放重物（ ，与已知负载转成正比） 三、降压调速 四、弱磁调速 *第七节 串励和复励直流电动机 一、串励直流电动机 1.串励直流电动机的机械特性 1.串励直流电动机的机械特性 1.串励直流电动机的机械特性 2、串励电动机的电力拖动 二、复励直流电动机 二、复励直流电动机 2.倒拉反接制动 只适用于位能性恒转矩负载，下放重物 U=UN，电枢串大电阻Rbk 机械特性过+n0，与负载特性的交点落在第Ⅳ象限 从提升重物至下放重物过程：a—b—c—d ， Rbk越大，下放转速也越大。 当电动机的?n? ? ?n0?时，?Ea?? U?，Ia方向与电动运行状态相反，T的方向与电动运行状态时相反，为制动性质，P10，电机向电源回馈电能，此时电机的