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第三章 直流电机的电力拖动 第一节 直流电动机机械特性的分类 第二节 他励直流电动机的机械特性 第三节 他励直流电动机的起动 第四节 起动时的过渡过程 第五节 他励直流电动机的制动及其过渡过程 第六节 他励直流电动机的速度调节 第七节 他励直流电动机各种工作状态分析 第一节 直流电动机机械特性的分类 本章将要研究的是：在相同的时间过程里，M=f(n)或I=f(n)，即电动机的静态特性，也叫机械特性；当M≠Mfz时， M=f(t)或n=f(t)，即动态特性。其中机械特性是我们研究的重点。 硬度的概念：所谓机械特性的硬度，是指在机械特性曲线的工作范围内，某一点的转矩对该点转速的微分，即 第二节 他励直流电动机的机械特性 1、机械特性方程式 2、固有机械特性及特性曲线的绘制 3、人为机械特性及特性曲线的绘制 4、电力拖动稳定运行的条件 机械特性方程式 固有机械特性及特性曲线的绘制 人为机械特性及特性曲线的绘制 如果人为地改变电动机的电枢电压U、励磁磁通Φ、或电枢回路外接电阻值，都可以得到人为特性，分别加以讨论： （1）电枢回路串接电阻时的人为特性 （2）改变电动机供电电压的人为特性 （3）减弱电动机磁通时的人为特性 （4）电枢反应对机械特性的影响 （4）例题 电枢回路串接电阻时的人为特性 当保持电动机的电枢电压U=Ue，磁通Φ=Φe， 只在电枢回路串接电阻RΩ时，机械特性方程式为： 改变电动机供电电压的人为特性 其机械特性方程式为： 减弱电动机磁通时的人为特性 其机械特性方程式为： 电枢反应对机械特性影响 在上述讨论固有特性和人为特性时，对变 R 和变U，认为? 为常数。而他励直流电动机 由于有电枢反应，产生去磁作用，使? ↓ ，则 n0 ↑，即n ↑ →特性上翘。特性上翘，对电动 机稳定运行不利，解决的办法是在主磁极上加 装匝数很少的串励绕组，称为稳定绕组。稳定 绕组产生与主磁极相同的磁通，抵消电枢反应 的去磁作用。 加装稳定绕组 加装了稳定绕组后，电动机实质上已变 为积复励电动机，但由于串入励磁环绕组匝 数很少，其机械特性又与没有电枢反应时的 他励直流电动机相同，因此仍可视为他励直 流电动机。这样，在讨论问题时，就可完全 忽略电枢反应的影响,认为 ? 为常数。 例题 例题：一台他励直流电动机额定数据为：Pe=22kW，Ue=220V，Ie=116A，ne=1500r/min，试求： 1）固有机械特性； 2）电枢回路外串电阻RΩ=0.4Ω电阻的认为特性； 3）电源电压降低为100V时的认为特性； 4）弱磁至Φ=0.8Φe时的认为特性。 解： （1）求固有机械特性 ∵ ∴ 解续 （2）串电枢电阻的人为特性 解续 （3）降低电源电压的人为特性 解续 （4）弱磁的人为特性 电力拖动稳定运行的条件 所谓平衡稳定，是指电力拖动系统在某种扰动作用下，离开了平衡位置，在新的条件下达到新的平衡；或在扰动消失后，还能回到原来的平衡位置。“扰动”一般是指电网电压的波动或负载的微小变化。 在电力拖动中，为使问题简化均忽略即 例1.电网电压波动 分析 系统原工作在平衡点A，这时电网电压 向下波动，从 U1 降到U2，在此瞬间由于机械 惯性，转速来不及变化，从A点过渡到B点。 负载转矩Mfz 没变，则 U↓→Is↓→M↓→MMfz 破坏了原来的平衡状态。这时系统要减速，系 统沿BA’特性减速，n↓→Es↓→Is↑→M↑→到 A’点, MA’=Mfz达到新的平衡状态。 电压扰动消失后分析 在扰动消失后， U1 (U=U1)→Is↑→M↑→MMfz 从B’点过渡到C点， Mfz 没变， MMfz系统加速。 n↑→Es↑→Is↓→M↓→ 系统沿CA特性加速到A点， M=Mfz ，达到原来平衡点A。 说明： 当U2U1 ，负载不变时，他励直流电动机能达到 新的平衡(A’点)，在干扰消失后，能回到原来的平衡点 (A点)，所以能稳定运行。 例2 负载有微小变化时 讨论稳定运行示意图 平衡稳定运行充要条件 平衡稳定运行的充要条件为： 1.电动机机械特性与负载特性必须相交，在 交点处M=Mfz 处，实现了转矩平衡。 2.在交点处有 第三节 他励直流电动机的起动 教学要求（本节内容要求掌