直流电机调速与制动.pptVIP

2.2 直流电机调速及制动 一、他励直流电动机的起动特性 起动条件及起动方式 ⒈直接起动 直接启动电路原理图 ⒉降压起动 降压启动特性 ⒊ 电枢回路串电阻起动 电枢回路串电阻起动电路原理图 电枢回路串电阻起动特性 二、他励直流电动机的调速特性 ⒈ 调速方法 （1）电枢串电阻调速 电枢串电阻调速的特点① 电枢串电阻调速的特点② 电枢串电阻调速的特点③ ④ （2）降低电枢电压调速 降低电枢电压调速的特点 （3）改变励磁磁通的弱磁调速 弱磁调速的特点① ② 弱磁调速的特点③ 电力拖动系统中，有时要求电动机尽快停转，或者高速运行很快 转入低速运行，此时需要进行制动。下面介绍：能耗制动、反接 制动和回馈制动。 能耗制动： 制动时，保持励磁电流不变，用开关 Q将电枢两端从电网断开，并立即将它 接到一个制动电阻RL上。 电机内主磁通保持不变，电枢因惯性 继续旋转，电机由电动机变成发电机。 发电机的电磁转矩为制动转矩，使得 转速迅速下降。 能耗制动时，转速动能大部分转换成 电能，消耗在制动电阻上。 反接制动 保持励磁电流不变的条件下，利用倒向开关 Q把电枢两端反接到电网，此时电枢电流将 变为负值，根据 原电流 现电流 电流相当大，随之产生很大制动性质的电磁转矩 使电机停转。 优点：很快使机组停转。 缺点：电枢电流过大。为此，反接时必须接入足够电阻RL，限制 电流。此外转速下降到零时，必须及时断开电源，否则将反转。 回馈制动 串励电动机驱动的电车或电力机车下坡时，如果不制动，机车速度会越来越高(串励电动机机械特性，n随T2减小而增大)。此时，如果把串励改为他励，由其他电源供给适量的励磁电流，电枢仍接到电网上，当转速高于某一数值时，电枢电动势EaU,电机将进入发电机状态；此时，电磁转矩将制动，限制转速继续上升。 此法将下坡时机车位能转换为电能回馈给电网，称为回馈制动。 思考题 2．45 已知某直流电动机铭牌数据如下：额定功率 ，额定电压 ，额定转速 ，额定效率 。试求该电机的额定电流。 解： = =385.2 (A) * * 直流电动机从静止状态到稳定运行状态的过程——直流电动机的起动过程（起动）。 ① 起动电流Ia的大小 ② 起动转矩Tst的大小 ③ 起动时间t的长短 ④ 起动过程的平稳程度 ⑤ 起动过程的经济性 电机拖动负载起动的一般条件是： Ist≤（2~2.5）IN Tst≥（1.1~1.2）TN 他励直流电动机的起动方式有： 直接起动、电枢串电阻起动、降压起动。 起动前应先接通励磁回路，以建立励磁磁场，然后接通电枢回路。 这种起动方式，起动瞬间，电机转速n=0，反电动势Ea=0。起动电流为： Ist=UN/Ra 由于电枢电阻Ra很小， Ist很大，可达IN的10~50倍。该电流对电网的冲击很大。因而，除了小容量电机可采用直接起动外，对大、中容量的电动机不能直接起动。 起动瞬间，把加于电枢两端的电源电压降低，以减少起动电流Ist的起动方法。为了获得足够的起动转矩Tst，一般将起动电流限制在（2~2.5）IN以内。 因此，在起动时，把电源电压降低到U=（2~2.5） IN *Ra。 随着转速的上升，电枢电势Ea逐渐加大，电枢电流Ia相应减小。此时，再将电源电压不断升高。 电枢回炉串电阻R，起动电流为： 为了保持起动过程的平稳性，希望串入电阻平滑调节，一般采用分段切除的方法。。 他励直流电动机的电枢电路电压平衡方程式为： 电枢电动势方程为： 由上两式可得转速公式为： 由上式可知，调速方式有三种： 电枢串电阻调速：U=UN、Φ=ΦN 降低电枢电压调速：Φ不变、R=0 改变励磁磁通的弱磁调速：U=UN、R=0 ① R=0时，电动机运行于固有机械特性的“基速”上， “基速” ——运行于固有机械特性上的转速。 随着串入电阻的增加，转速降低——串电阻调速为从基速下调。 ②串电阻调速时，如果负载为恒转矩的，电动机运行于不同的转速n1、n2、n3时，电动机的电枢电流Ia是不变的，这时，电磁转矩为： T=TL时，电枢电流为： 当TL为常数时，Ia为常数，与转速无关。 ③ 串电阻调速时， 由于R上流过很大的电枢电流Ia，R上将有较大的损耗，转速越低，损耗越大。 ④串电阻调速，电机工作于一组机械特性上，各条特性经过相同的理想空载点n0，而斜率不同。R越大，斜率越大，特性越软，电机在低速运行稳定性差。 ①改变电枢电压，可得到一簇与