电机学-直流电机.ppt

3、回馈制动 为负， Te为负 a b TL Tw-TL Te n 例3-1 有一台并励电动机，其数据如下：PN=2.6kW，UN=110V，IN=28A(线路电流)，nN=1470r/min，R=0.15Ω，RfN=138?。设在额定负载下，在电枢回路中接入0.5 Ω的电阻，若不计电枢电感的影响，并略去电枢反应，试计算： （1）接入电阻瞬间电枢的电动势，电枢电流和电磁转矩； （2）若负载转矩不变，求稳态时电动机的转速。 解 （1）额定负载时，电枢电流为： 接入电枢电阻瞬间，由于惯性使电动机的转速未变化，加上主磁通保持不变，故电枢电动势保持原先的不变，即 所以接入电阻瞬间，电枢电流将突变为 相应的电磁转矩为： （2）因为负载转矩不变，故调速前后的电磁转矩应保持不变；若略去电枢反应可认为磁通保持不变，于是由Te=CT?Ia可知，调速前后电枢电流的稳态值不变，这样，从Ea=Ce ?n可知： （2）所以调速后电动机的稳态转速为 ： 例3-2 上例中，若在励磁绕组接入电阻来调速，设在额定负载下把磁通量减少15%，试重求例3-1中各项。 （1）在磁通量减少的瞬间，由于惯性使转速未及变化，故磁通减少15%时电枢电动势亦减少15%，于是 此时电枢电流将突然增加到 相应的电磁转矩为； （2）因负载转矩不变，故调速前后电磁转矩的稳态值不变，于是从Te=CTΦIa可知，电枢电流的稳态值与磁通成反比，即： 于是，调速后转速的稳态值为： 2、工作特性 直流电动机的工作特性指： 因在实际运行时电枢电流 可直接测量，且电枢电流 随 增加而增大，两者增大趋势相差不多，所以可将工作特性表示为： 1) 转速特性 如不计电枢反应的去磁作用 如考虑电枢反应的去磁作用会使n 趋于上升，为保证电机稳定运行，在电机结构上采取一些措施，使并励电动机具有略微下降的转速特性。 转速调整率为 并励电动机负载变化时，转速变化很小， 注：并励电动机在运行时，励磁绕组绝对不允许断开。 所以转速特性为一斜率为 的直线。 如电机所需电磁转矩不变，则Ia迅速增大 如负载为轻载或空载，电动机转速迅速上升，造成“飞车”； 如负载为重栽，所产生的电磁转矩不能克服负载转矩，则电动机可能停转，使电枢电流增大到起动电流，引起绕组过热而烧坏电机； 2）转矩特性 不计饱和时 成正比 计饱和时， 较大时， 电枢反应的去磁作用，使曲线偏离直线， 如图实线所示。 3）效率特性 二、串励电动机的运行特性 串励电动机的特点是 随 变 1、机械特性（转矩——转速特性） 转速随转矩的增加迅速下降，这种特性称为软特性 2、工作特性 （1）转速特性 串励的转速特性与并励截然不同，它随负载增加迅速降低，随负载减小而迅速增加，当负载很小或空载时，转速很高， “飞车”现象 串励电动机不允许在空载或负载很小的情况下运行。 转速特性与纵轴无交点。其转速调整率定义为： 为输出功率等于1/4PN 时的转速。 (2)转矩特性 当磁路不饱和时： 当磁路饱和时： 一般可看成 ， 按大于一次方的比例增加。 它对起动和过载能力有重要意义，在同样大小的起动电流下 能得到比并励电动机更大的起动转矩。（用于电气牵引） （3）效率特性 其效率特性与并励电动机相似 三、复励电动机的运行特性 复励电动机通常接成积复励，即有并励绕组，又有串励绕组，故其特性介于并励与串励之间。 若励磁绕组以并励为主，则其特性接近于并励电动机 但由于有串励磁势的存在， 补偿电枢反应的去磁作用，排除了并励电动机转速特性的上翘的可能性。 由于有并励磁势存在，不会使纯串励电动机空载时出现的“飞车”现象。 若励磁绕组中串励磁动势起主要作用，则特性接近于串励电动机 复励电动机的机械特性 1：复励（并励为主） 2：（串励为主） 3：串励 四、固有机械特性与人为机械特性 1、电枢回路串电阻的人为机械特性 2、改变电压的人为机械特性 n Te U1 UN U2 固有机械特性 3、减弱磁通的人为机械特性 Te n ΦN Φ1 五、电动机组稳定运行的条件 下垂的机械特性 五、电动机组稳定运行的条件 上翘的机械特性 稳定条件 3.8 直流电动机的起动、调速和制动 本节介绍直流电动机的起动、制动和调速原理及方法。 一、直流电动机的起动 直流电机接到电源后，转速从零达到稳定转速的过程称为起动过程，是一动态过程，情况较为复杂，仅介绍起动要求和起动方法。 直流电动机起动的基本要求是：