第四章 直流电动机.ppt

第五章 直流电动机 §5-1 直流电动机的起动及改变转向 §5-2 他励直流电动机的起动 §5-3 他励直流电动机的工作特性 §5-4 他励直流电动机的机械特性 §5-5 负载的机械特性 §5-6 电力拖动系统稳定运行条件 §5-7 他励直流电动机的调速 §5-8 他励直流电动机的制动 §5-9 直流电机的换向 5-1 直流电动机的起动及改变转向 直流电动机完成的是电能向机械能的转 换。与直流发电机相同，直流电动机的励磁 方式可以是他励、并励、串励和复励。 二、直流电动机的反转 一、降低电源电压起动 降低电源电压起动时的接线及机械特性 5-3 他励直流电动机的工作特性 5-4 他励直流电动机的机械特性 硬特性和软特性 二、固有机械特性和人为机械特性 （一）固有机械特性 电枢串电阻时的人为特性 降低电枢电压时的人为特性 串励直流电动机的机械特性 串励直流电动机的励磁绕组与电枢绕组是串联的，因此励磁电流随着负载变化。这是串励电机的主要特点。 串励电机的机械特性很软，当负载电流较小时，电机磁路不饱和，每极气隙磁通与励磁电流呈线性关系。即： 5-5 负载的机械特性 5-6 电力拖动系统稳定运行条件 电力拖动系统稳定运行的充分必要条件 5-7 他励直流电动机的调速 解： （二）减弱磁通调速 优点：在功率较小的励磁电路中进行调节（励磁回路电流小(1~3)%IN），能量损耗小，控制方便，调速的平滑性高。 缺点：只能上调。常和额定转速以下的降压调速配合应用，以扩大调整范围。 解：额定运行时 Ea=UN-INRa=200(V) 磁通刚减少瞬间 新的稳定状态 （三）电枢回路串电阻调速 保持U＝UN且?＝?N不变，电枢回路中串入调速电阻Rc，使 同一个负载得到不同转速的方法，称为电枢串电阻调速。 解：额定运行时，工作在A点，感应电势为 新的稳定状态 三、电动机调速时允许输出的转矩和功率 （一）恒转矩调速方式 （二）恒功率调速方式 5-8 直流电动机的制动 直流电动机制动的方法及分类 一、能耗制动 电机处于发电状态，转子动能转化为 电能消耗在制动电阻上。所以称为能 耗制动。 二、反接制动 电压反接制动特点： 5-9 直流电机的换向 直流电机的某一个元件经过电刷，从一条支路换到另一条支路时,元件里的电流方向改变，即换向。 (1)换向元件中的电动势 据右手定则， 的方向总是与换向前元件中的电流方向相同， 与 方向一致，也是阻碍换向的。 (1)换向元件中的电动势 直线换向 安装换向极的要求 移刷改善换向 四、火花、环火及补偿绕组 四、火花、环火及补偿绕组 电枢反应使气隙磁场发生畸变， 使处于Bδmax处的元件的感应电势增大。 当片间电压超过一定值时， 在这个元件连接的两个换向片间产生电弧短路，电弧使周围空气电离产生电位差火花。 加装补偿绕组改善换向防止环火 如图所示，工作点A→B→C,在C点时，n=0。这时应将电源切掉。在B→C的过程中转速为正，电磁转矩为负，起制动作用。 如果在C点时，电动机的转矩大于负载转矩(绝对值)而没有切除电源，则电动机在电磁转矩作用下将反向起动，作为反转的电动机运行。如图中的D点。 对于频繁正反转的电力拖动系统，常采用这种先反接制动停车，再反向起动的运行方式，达到迅速制动并反转的目的。对于要求准确停车的系统，采用能耗制动较为方便。 （1）可以很快使机组停机; （2）需要加入足够的电阻，限制电枢电流； （3）转速至零时，需切断电源。 （2）电势反接制动（倒拉反转运行） 电势反接制动只适用于位能性恒转矩负载 电枢回路串入较大电阻 后特性曲线 正向电动状态提升重物(A点) 负载作用下电机反向旋转(下放重物) 电机以稳定的转速下放重物D点 在电枢回路中串联一个较大的电阻，即可实现制动。 工作点由A-B-C-D,CD段为制动段 电势反接制动时的机械特性方程就是电动状态时电枢串电阻时的人为特性方程。由于串入电阻很大，有 电势反接制动时的机械特性曲线就是电动状态时电枢串电阻时的人为特性在第四象限的部分。 电势反接制动时的能量关系和电压反接制动时相同。 这种运行方式通常用在起重设备低速下放物体的场合。电动机的电磁转矩起制动作用，限制了重物的下放速度。 电动状态下运行的电动机，在某种条件下（如电动车辆下坡时）会出现运行转速 n 高于理想空载转速 n0 的情况，此时 EaU ，电枢电流 Ia 反向，电磁转矩T 方向也随之改变，由拖动性转矩变成制动性转矩，即T与n方向相反。从能量传递方向看，电机处于发电状态，将机械能变成电能回馈给电网，因此称这种状