电力拖动与控制第3版李岚电子课件第二章节直流电动机的电力拖动.pptx

;他励直流电动机的机械特性 电力拖动系统稳定运行的条件 他励直流电动机的起动 他励直流电动机的制动 直流电动机电力拖动系统的动态特性 他励直流电动机的调速 串励直流电动机的电力拖动 复励直流电动机的机械特性 ;第一节 他励直流电动机的机械特性;一、机械特性方程式; 当U、Φ、Ra+Rc都保持为常数时，上式表示的就是他励直流电动机的机械特性方程式。;用曲线表示，如图2-2。 ; A点即为理想空载点。 在A点：T=0, Ia=0，电枢压降Ia(Ra+Rc)=0，电枢电动势Ea=U , 电动机的转速n=n0=U/CeΦ 。 ;2．堵转点;二、固有机械特性;在固有机械特性上，额定转速：; 图 2-3 他励直流电动机的固有机械特性;三、人为机械特性;1.电枢回路串接电阻的人为机械特性 ;电枢回路总电阻为 ：;;2.改变电源电压的人为机械特性; 图 2-5 改变电源电压的原理图和机械特性 ; 人为机械特性曲???如图2-5b所示，当U为不同值时， 可得到不同的特性曲线。;3.改变磁通的人为机械特性;3.改变磁通的人为机械特性;; 当电枢电流较大时，由于磁路饱和的影响，电枢反应会产生明显的去磁作用，使每极磁通量略有减小，结果使转速n上升，机械特性呈上翘现象，如图2-7。;固有机械特性方程式： ;选择两个特殊点： ; 综上所述，根据铭牌数据计算固有特性的步骤：; 2. 各种人为机械特性的绘制;（2） 降低电源电压人为机械特性的绘制;（3）减弱磁通人为机械特性的绘制;例2-1 一台他励直流电动机，铭牌数据如下： PN=40kW，UN=220V，IN=210A， nN=750r/min。 试计算并绘制： （1）固有机械特性； （2）RC=0.4Ω的人为机械特性； （3）U=110V的人为机械特性； （4）Φ=0.8ΦN的人为机械特性。;解：（1）固有机械特性;理想空载转速n0 ：;图 2-8 机械特性曲线图 ;理想空载转速n0 不变;（3）U=110V的人为机械特性;;第二节 电力拖动系统稳定运行的条件; 图a中，两条机械特性相交于A点，在A点：TA=TL , dn/dt=0，所以系统以nA的转速恒速运行。A点被称为工作点，也称为平衡状态。; 在图b中，A点虽然也是平衡状态，系统也以nA的转速恒速运行，但是当负载特性由TL变成TL’时，由于TATL’系统将开始减速。随着n的下降，电磁转矩T也相应减小，促使转速加速下降直至n=0。显然系统在扰动作用下不能获得新的平衡状态，因而无法正常工作，所以图2-9b中的A点不是稳定运行点。 ; 系统稳定运行的充要条件是：系统在某种外界扰动下离开原来的平衡状态，在新的条件下获得新的平衡；或当扰动消失后系统能自动恢复到原来的平衡状态。满足上述要求，系统就是稳定的，否则系统就是不稳定的。;; 在某种干扰下使转速变化一个增量△n，此时T与 TL都将产生对应的增量△T与△TL。 当干扰使转速的增量为正值，转速增加到n=n+△n， 对应此转速，T=T1，增量为-△T；TL=TL1，增量为 +△TL 。干扰消失后，由于惯性原因，n不能突变， 则T1-TL10，使dn/dt0，导致系统减速，直到转速重 新降回到nA，T与TL恢复到T=TL时，系统又在A点稳 定运行了。; 当干扰使转速的增量为负值，转速减小到n=n-△n，对应此转速，T=T2，增量为+△T；TL=TL2，增量为 -△TL 。干扰消失后，由于T2 - TL2 0，使dn/dt 0，导致系统加速，直到n=nA，T=TL，系统又恢复到A点稳定运行了。;;第三节 他励直流电动机的起动;;二、降低电源电压起动;图 2-11 降低电源电压起动时的接线及机械特性 a）接线图 b）降压起动时的机械特性 ;;; 起动开始瞬间，KM1、KM2和KM3都断开，电枢回路的总电阻R3=Ra+Rst1+Rst2+Rst3，转速n=0，运行点在图b中的a点，起动电流为I1（即I1= Imax= Ik），对应I1产生的起动转矩为T1，由于T1TL，dn/dt 0，电动机开始起动，转速沿着ab特性变化，随着转速上升，电流及转矩逐渐减小，产生的加速度也逐渐减小，如继续加速就要延缓起动过程。; 因此，为了缩短起动时间，到达图中的b点时，使触点KM3闭合，切除电阻Rst3，b点的电流称为切换电流，这时电枢回路总电阻变为R2=Ra+Rst1+Rst2，机械特性变为直线cdn0 。切除电阻瞬间,由于机械惯性, 转速n不能突变，电势Ea也保持不变，则引起电枢电流突增，如果电阻设计恰当,可使电流从I2突增到I1，运行点从b过渡到c