电机拖动第3章1.ppt

第3章 直流电动机的电力拖动 3.1 直流电动机的起动——重点 3.1.1 直接起动 3.1.2 电枢回路串电阻起动 3.1.3 降低电枢电压起动 3.2 直流电动机的调速——重点 3.2.1 电枢串电阻调速 3.2.2 改变电枢电源电压调速 3.2.3 弱磁调速 3.2.4 调速的性能指标 * 第3章 直流电动机的电力拖动 3.3 直流电动机的制动——重点、难点 3.3.1 能耗制动 3.3.2 反接制动 3.3.3 倒拉反转制动 3.3.4 回馈制动 3.4 直流电动机的各种运行状态 3.4.1 电动运行状态 3.4.2 制动运行状态 * 3.1 直流电动机的起动——重点 定义： 直流电动机接上电源之后 电动机转速从零到达稳定转速的过程 称为起动过程 本节只介绍电动机起动的 要求 方法 并不研究其具体的过渡过程 * 3.1 直流电动机的起动 起动原则： 应在起动电流不超过允许值的情况下 获得尽可能大的起动转矩 起动的基本要求： 起动转矩足够大，使 TS ≥ (1.1~1.2) TL 起动电流要小，使 IS ≤ (2.0~2.5) IN 起动设备要简单、可靠、经济 * 3.1 直流电动机的起动 起动时，电枢电流 直流电动机的起动方式有三种： 直接起动 电枢回路串电阻起动 降电压起动 * 3.1.1 直接起动 存在问题： 起动时电枢电流 IS = U/Ra 很大 造成换向困难 出现强烈火花 从起动转矩 TS = CTΦIS 方面来看 过大的起动电流会使起动转矩太大 造成机械冲击 易使设备受损 * 3.1.1 直接起动 刚起动时 Is称为起动电流 T = CT ΦN IS = TS称为起动转矩 由于Ra很小，IS和TS都比额定值大很多 n n0 nN T0 TN T 0 TS 图2.20 他励直流电动机的固有机械特性曲线 * 3.1.1 直接起动 若 则 即 起动电流 IS = 20 IN * 3.1.1 直接起动 起动电流 IS = 20 IN 起动转矩 TS = CT ΦN IS = 20 CT ΦN IN = 20 TN 起动电流 IS、起动转矩 TS 比电枢额定电流、额定转矩大几十倍 所以他励、并励直流电动机 一般不允许在额定电压下直接起动 可见，当 时 * 3.1.1 直接起动 一般的直流电动机决不允许直接起动 但是，对于微型直流电动机可直接起动 可直接起动原因： 功率小、电压低，电枢电阻 Ra 相对较大 电源电压虽然也全加在电枢电阻Ra 上 但电枢电流在允许范围内 优点： 该起动方式无须附加任何起动设备 操作最为简单方便 * 3.1.2 电枢回路串电阻起动 为了保证电磁转矩较大且起动电流较小 起动电阻通常为一分级可变电阻 在起动过程中，逐段短接 起动完成后，起动电阻全部短接 Ra UN 1C 2C 3C R1 R3 R2 Ia 图3.1(a) 电枢回路串电阻起动原理图 ＋ － * 图3.1(b) 电枢回路串电阻起动 TL：负载转矩 T2：切换转矩 T2 = (1.1~1.2) TL TS：起动转矩 TS = (2~2.5) TN TN：额定转矩 起动时：n = 0 稳定运行在G点 n n0 A 0 T TS TL T2 B C D E F G Ra+R1+R2+R3 Ra+R1+R2 Ra+R1 Ra * 3.1.2 电枢回路串电阻起动 优点： 设备简单，操作方便 ?缺点： 起动过程不平滑 起动过程中能量消耗大 ?应用范围： 适用于不频繁起动的小型电动机 因此频繁起动的大、中型电动机不宜采用 R为一分级可变电阻 pCua = Ia2 (Ra + R) * 例题3-1(P47) 例题3-1(P47) 他励直流电动机的 额定功率PN = 160 kW，额定电压UN = 440 V 额定电流IN = 399 A，额定转速nN = 1 500 r/min 电枢回路总电阻Ra = 0.054 Ω 电动机拖动恒转矩负载 若采用电枢回路串电阻起动 起动电流限制在 1.8IN 以内 求应串入的电阻值和起动转矩 * 例题3-1(P47) 解：应串入的电阻值 起动转矩 电动机 结构常数 * 图3.2 降电压起动 降电压起动时 电枢电压 U 很低 随着转速 n 增加 逐渐升高电压 U 并使电枢电流 Ia限制在一定范围之内 最后把电压升到额定电压 UN 稳定运行点G点 n A 0 T TS TL T2 B C D E F G n0 U1 U2 U3 UN * 3.1.3 降低电枢电压起动 优点： 起动过程平滑 能量消耗少 缺点： 设备投资高，需配有专用可调压电