直流电机的工作原理.PPT

一、转速反向的反接制动 1.转速反向的反接制动的电路及特点 这种制动方法可用起重机重物下放的电路图来 说明。 反接制动方法（图3-42） 转速反向反接制动的动态过程可见如下动画 位能负载倒拉电动机，转速n逆转矩T的方向旋 转，和正常电动状态时相比，E 的方向变反。 机械特性 2.机械特性 转速反向的反接制动特性方程式为： 与电动状态下的人为机械特性的方程式在形式 上是相同的。 反接制动机械特性(图3-43) 制动过程中的功率平衡问题 3.制动过程中的功率平衡问题 对电枢电路电势平衡方程式两边同乘以 Ia， 得: I2a(Ra+Rad)=UIa+EIa 表示由电网输入的功率和输入的机械功率之 和消耗在电枢的电阻 Ra + Rad 上。 二、电枢反接的反接制动 1.反接制动电路及特点 为了使工作机械迅速停车或反向，突然把电枢电源反接。 电枢电路中要串入电阻 Rad 电枢反接的反接制动（图3-44） 电枢反接制动电路的特点：U 为负。 机械特性 2.机械特性 机械特性的方程式为： 制动过程中 n 为正，在第二象限。机械特性曲线 第二象限的一段 BC，即为反接制动特性。 电枢反接的反接制动特性图(图3-45) 制动过程中的功率平衡问题 这时机械特性比能耗制动陡得多,在整个降速范围制动转矩始终存在并保持为一较大值,因此比能耗制动作用更强烈，制动更快。 3. 制动过程中的功率平衡问题 功率平衡问题同转速反向反接制动类似 三、反馈制动 反馈制动特点： 转速高于理想空载转速。 位能负载拖动电动机 1.反馈制动状态 当 E U 时，电流由电枢向电源之正端流出， 具有向电源反馈的性质，和电枢反接制动后进入CF 段的反向电动状态时相似，Ia 反向，T 也反向，即 T 变得与 n 方向相反，处制动状态。既反馈电能， 又有制动作用，故称为反馈制动状态。 机械特性与反馈制动运行实质 2.机械特性 机械特性的方程式同反接制动: 3.反馈制动运行实质 功率平衡方程式: EIa=I2a(Ra+Rad) + (-UIa) 电枢将轴上输入的机械功率变为电磁功率 EIa 后，大部分回馈给电网 (UIa)，小部分变为电枢回 路的铜耗 I2a(Ra+Rad)。 电动机变为一台与电网并联运行的发电机。 回馈制动用途 4.回馈制动用途 回馈制动可用于 转速高于理想空载转速情况下的位能负载下放。 图3-1 直流电机结构 N S · · · · · · · · · · · · N S 直流电动机的构造 极掌 极心 励磁绕组 机座 转子 直流电动机的磁极和磁路 直流电机由定 子(磁极)、转子 (电枢)和机座等 部分构成。 图3-2 直流电机电枢照片 图3-3 直流电机结构图 题 解 解: （1）E＝keΦN nN ， ktΦN＝9.55 keΦN ，代入下式 即得固有机械特性方程式。 题 解（续） （2）将Rad＝3，5，分别代入下式： 即得相应的人为机械特性。 （3）将U＝UN/2代入固有机械特性方程式： 即得相应的人为机械特性。 题 解（续） （4）将Φ＝0.8ΦN 代入固有机械特性方程式： 即得相应的人为机械特性。 因为他励直流电动机的机械特性曲线是一条直线， 所以若绘制上述机械特性的图形，只需计算出直线上的 两点：(0，n0)、(TN ，nN)。 此题中只需求出 n0 ：机械特性方程式中的常数项， TN＝9.55PN/nN . 注 意 如果不是绘制近似的机械特性，则 其中的TN不能用TN＝9.55PN/nN计算， 而要用T＝KtΦIN来计算。 小测验：课本P40，习题3.8 3.5 他励直流电动机的启动特性 他励直流电动机的起动方法： 前面已经了解到，电动机运转过程中决不允许 If＝0，也就是磁通Φ不能为零或太小。 - 他励直流电动机起动时，必须先保证有磁场 （即先通励磁电流If），而后加电枢电压 U。 3.5.1 不采取措施的启动 电枢电流 Ia＝(U-E)/Ra 刚起动时，转速 n=0 -- E=0， 因为电动机的电枢绕组电阻 Ra 很小，所以 直接加额定电压起动，Ia 可能突增到额定 电流的十多倍！ 3.5.2 直接加额定电压起动后果 (1)换向情况恶化，产生严重的火花，烧毁换向器； (2)过大转矩Tst＝ktΦIst (启动电流增大) 将损坏拖动系统的传动机构。 因此在起动时，必须设法限制电枢电流。 3.5.3 限制起动电流的措施 (1)降压起动 适用于电动机的直流电源是可调的。 方法简单，用得最多。 (2)电枢电路中串联电阻 当没有可调电源时，