第四章直流電機(jī)的電力拖動(dòng)

1、 電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)指接通電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)指接通U N ，轉(zhuǎn)速從，轉(zhuǎn)速從n=0到到n=nN 起動(dòng)要求：起動(dòng)要求： 1） 大大 2） 小小 3）起動(dòng)過程中消耗的能量少）起動(dòng)過程中消耗的能量少 4) 起動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單，便于控制。起動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單，便于控制。 滿足滿足 足夠大的條件下，盡量減少足夠大的條件下，盡量減少 stI一、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法一、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法stIstTstTNaNstastNeaIRUIRIUnCEnt)3010(0, 0, 0:0 UEaIaK1RstaNaaNNNNaNRUREUIUE）（；）（額定運(yùn)行時(shí)，07. 003. 097. 093. 0直接起動(dòng)直接起動(dòng) 太大，須限

2、制太大，須限制 限制限制 的方法有：的方法有：降壓起動(dòng)；電樞回路串電阻起動(dòng)。降壓起動(dòng)；電樞回路串電阻起動(dòng)。NSNsTTII)2 . 11 . 1 ()2;5 . 221）（）般條件是：電機(jī)拖動(dòng)負(fù)載起動(dòng)的一stICastRRUIstI (一一)電樞回路串電阻起動(dòng)電樞回路串電阻起動(dòng)CaNstRRUI我們?cè)陔姌谢芈分写腚娮栉覀冊(cè)陔姌谢芈分写腚娮?， 可減小起可減小起動(dòng)電流，動(dòng)電流，當(dāng)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，cR此時(shí)此時(shí) ，則，則 可見，隨著可見，隨著轉(zhuǎn)速的升高，反電動(dòng)勢(shì)不斷增大轉(zhuǎn)速的升高，反電動(dòng)勢(shì)不斷增大，起動(dòng)起動(dòng)電流繼續(xù)減小電流繼續(xù)減小，但

3、是，同時(shí)，但是，同時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也在減小起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也在減小，所以為了在整個(gè)起動(dòng)過程中保持一定的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩所以為了在整個(gè)起動(dòng)過程中保持一定的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 ，加速電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)過程，我們采用將起動(dòng)電阻一加速電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)過程，我們采用將起動(dòng)電阻一段一段逐步切除，最后電動(dòng)機(jī)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)運(yùn)行，此段一段逐步切除，最后電動(dòng)機(jī)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)運(yùn)行，此時(shí)，起動(dòng)電阻應(yīng)被完全切除。時(shí)，起動(dòng)電阻應(yīng)被完全切除。1.起動(dòng)過程起動(dòng)過程0aEcaaNstRREUIRC3RC2UNEaRaKM1RC1KM2KM3IfaT2ecTLT1I2I1ghfdbn0R3nfndbnbnbnhnTaT2ecTLT1I2I1gRahfdbn0R3R2R1nfndbn

4、bnbnhnTC IT1 I1T2 I2TL ILnn03321RRRRRCCCaabcd221RRRRCCan1n2n311RRRCaefaRghnN他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)三級(jí)電阻起動(dòng)的機(jī)械特性二、分級(jí)起動(dòng)電阻的計(jì)算 起動(dòng)電阻的級(jí)數(shù)m、最大起動(dòng)電流及及切換電流是根據(jù)生產(chǎn)過程與起動(dòng)要求來決定的一般（.）N切換電流必須大于穩(wěn)態(tài)電流L,一般取 （.）N；或 （.）L m的選擇： 起動(dòng)時(shí)：使，接入全部起動(dòng)電阻 ，且起動(dòng)電流為：fNfIINUU 321cccRRR33211RURRRRUINacccNb點(diǎn)bNEUIR23c點(diǎn)cNEUIR12d點(diǎn)dNEUIR22e點(diǎn)eNEUIR11f點(diǎn)fNEUIR21g點(diǎn)gNa

5、EUIR1,gfnn由于fNegfnCEE所以轉(zhuǎn)矩比。稱為起動(dòng)電流比或起動(dòng)則2121TTII;121aRRII則；可得：1221RRII2111223IIRRRRRRa由上面三式可得：,ednn 同理由于,cbnn 同理由于.2321RRII可得：2111223211IIRRRRRRRRRRmammmm級(jí)起動(dòng)有：同理，對(duì)于mammmammaaaRRRRRRRRRRRR112112121111122121)1(1212211)()()() 1(cmammmmcmcmammmmmccacaacRRRRRRRRRRRRRRRRRRR則各級(jí)起動(dòng)電阻為：計(jì)算各級(jí)起動(dòng)電阻值的步驟:aR據(jù)估算）根據(jù)電動(dòng)機(jī)的

6、銘牌數(shù)（1112IURINm起動(dòng)電阻。從而算出最大）選取最大起動(dòng)電流（；從而可初得起動(dòng)電流比一般選取先初選切換電流則應(yīng)先決定起動(dòng)級(jí)數(shù)。）如果起動(dòng)級(jí)數(shù)未知，（.)2 . 11 . 1 (.32122IIIIIN 又因?yàn)镮nRRInmam的值的值為，取接近代入上式可求得及、將mmmmRRam。計(jì)算起動(dòng)電流比)4(。代入即可得及、，將由mRRRRammam值若不符合要求，重選或校核流然后算出實(shí)際的切換電.)2 . 11 . 1 (.)2 . 11 . 1 (.,2212mIIIIIILN電阻值值代入即可得各級(jí)起動(dòng)將)5(.2,92min/980,115,220,21級(jí)數(shù)及各級(jí)起動(dòng)電阻值試求分級(jí)起動(dòng)最

7、大起動(dòng)電流不超過。負(fù)載電流為定數(shù)據(jù)如下：例：某他勵(lì)直流電機(jī)額NLNNNNIAIrnAIVUKWPaR據(jù)估算）根據(jù)電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)（ 1163. 0)1151021115220(21)(21232NNNNaIPIUR957. 0230115222111IURAIIINmN最大起動(dòng)電阻。）選取最大起動(dòng)電流（34 .2mInRRInmam取09. 2110230110922 . 12 . 13212IIAIIL先初選切換電流則應(yīng)先決定起動(dòng)級(jí)數(shù)。）因?yàn)槠饎?dòng)級(jí)數(shù)未知，（804. 1163. 0957. 03mamammamRRmRRRR。代入可得及、，將由。計(jì)算起動(dòng)電流比)4(滿足要求所以流然后算出實(shí)際的

8、切換電32 .1127804.1230,122mIAIIIL(5)求各級(jí)起動(dòng)電阻427. 053. 0957. 0236. 0294. 053. 0131. 0163. 0294. 023312211RRRRRRRRRccac則各級(jí)起動(dòng)電阻為：957. 0804. 1163. 0530. 0804. 1163. 0294. 0163. 0804. 1331321212RRRRRRRRaaa(二）他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)降低電樞電壓起動(dòng)：二）他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)降低電樞電壓起動(dòng)：從最原始的公式，我們可以看出，除了增大電從最原始的公式，我們可以看出，除了增大電阻外，還可以通過減小電樞電壓來減小起動(dòng)阻外，還可以通過

9、減小電樞電壓來減小起動(dòng)電流：電流： 這種方法在起動(dòng)過程這種方法在起動(dòng)過程中不會(huì)有大量的能量消中不會(huì)有大量的能量消耗。耗。串勵(lì)與復(fù)勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法基本串勵(lì)與復(fù)勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法基本上與并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)一樣，采用串電阻的方上與并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)一樣，采用串電阻的方法以減小起動(dòng)電流。法以減小起動(dòng)電流。但特別值得注意的是串但特別值得注意的是串勵(lì)電動(dòng)機(jī)絕對(duì)不允許在空載下起動(dòng)，否則電勵(lì)電動(dòng)機(jī)絕對(duì)不允許在空載下起動(dòng)，否則電機(jī)的轉(zhuǎn)速將達(dá)到危險(xiǎn)的高速，電機(jī)會(huì)因此而機(jī)的轉(zhuǎn)速將達(dá)到危險(xiǎn)的高速，電機(jī)會(huì)因此而損壞。損壞。( (為什么為什么?)?)astRUIsTT0nnNULT例:某他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)額定數(shù)據(jù)如下: 試

10、求(1)如果將該機(jī)直接起動(dòng),則起動(dòng)電流為多少?(2)為使起動(dòng)電流限制在2IN,應(yīng)在電樞回路串入多大電阻?(3)如果采用降壓起動(dòng),端電壓應(yīng)降為多少?,60KWPN,220VUN,305AINmin/1000rnN Speed-regulation of separately excited motor 電力拖動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)速電力拖動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)速: 1)機(jī)械調(diào)速機(jī)械調(diào)速; 2)電氣調(diào)電氣調(diào)速速電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定時(shí)T 由負(fù)載轉(zhuǎn)矩決定，其不變時(shí)，改變U、電樞串電阻都可以調(diào)速要求：要求：1）計(jì)算轉(zhuǎn)速）計(jì)算轉(zhuǎn)速 2）分析調(diào)速物理過程，計(jì)算調(diào)速瞬間物理量）分析調(diào)速物理過程，計(jì)算調(diào)速瞬間物理量3）計(jì)算功率）計(jì)算功率TCCR

11、RCUnTeae2(一）降低電樞電壓一）降低電樞電壓調(diào)速：調(diào)速： 因?yàn)殡姍C(jī)在正常工因?yàn)殡姍C(jī)在正常工作時(shí)，電樞電壓不作時(shí)，電樞電壓不能超過額定電壓，能超過額定電壓，所以，采用向下調(diào)所以，采用向下調(diào)速。很顯然，在這速。很顯然，在這里，只改變了里，只改變了 ，所以我們將得到一所以我們將得到一系列平行與固有特系列平行與固有特性的曲線。如圖：性的曲線。如圖：0n 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1）電源電壓能夠平滑調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)無電源電壓能夠平滑調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。級(jí)調(diào)速。 2）調(diào)速前后的機(jī)械特性的斜率不變，硬調(diào)速前后的機(jī)械特性的斜率不變，硬度較高，負(fù)載變化時(shí)穩(wěn)定性好度較高，負(fù)載變化時(shí)穩(wěn)定性好。 3）無論輕載還是負(fù)載，調(diào)速范

12、圍相同，無論輕載還是負(fù)載，調(diào)速范圍相同，一般可達(dá)一般可達(dá) D=2.512。 4）電能損耗較小電能損耗較小。缺點(diǎn)缺點(diǎn)：需要一套電壓可連續(xù)調(diào)節(jié)的直流電源需要一套電壓可連續(xù)調(diào)節(jié)的直流電源。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)速只能由額定電壓對(duì)應(yīng)的速度向低轉(zhuǎn)速只能由額定電壓對(duì)應(yīng)的速度向低調(diào)。此外，應(yīng)用這種方法時(shí)，電樞回路需調(diào)。此外，應(yīng)用這種方法時(shí)，電樞回路需要一個(gè)專門的可調(diào)壓電源，過去用直流發(fā)要一個(gè)專門的可調(diào)壓電源，過去用直流發(fā)電機(jī)電機(jī)- -直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，由于電力電子直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，由于電力電子技術(shù)的發(fā)展，目前一般均采用可控硅調(diào)壓技術(shù)的發(fā)展，目前一般均采用可控硅調(diào)壓設(shè)備設(shè)備直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)來實(shí)

13、現(xiàn)。01n1A1nBNTnTL0nANn202n2nCtt=0naNInNn1n1aIaiai（二）弱磁調(diào)速優(yōu)點(diǎn)：這種調(diào)速方法的特點(diǎn)是由于勵(lì)磁回路的電流很小，只有額定電流的（13）%，不僅能量損失很小，且電阻可以做成連續(xù)調(diào)節(jié)的，便于控制。弱磁升速后電樞電流增大，電動(dòng)機(jī)的輸入功率增大，但由于轉(zhuǎn)速升高，輸出功率也增大，電動(dòng)機(jī)的效率基本不變，因此經(jīng)濟(jì)性是比較好。缺點(diǎn)：機(jī)械特性的斜率變大，特性變軟；轉(zhuǎn)速的升高受到電動(dòng)機(jī)換向能力和機(jī)械強(qiáng)度的限制，升速范圍不可能很大，一般 D2；其限制是轉(zhuǎn)速只能由額定磁通時(shí)對(duì)應(yīng)的速度向高調(diào)，而電動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速要受到電機(jī)本身的機(jī)械強(qiáng)度及換向的限制。 為了擴(kuò)大調(diào)速范圍，通常把降

14、壓和弱磁兩種調(diào)速方法結(jié)合起來，在額定轉(zhuǎn)速以上，采用弱磁調(diào)速，在額定轉(zhuǎn)速以下采用降壓 調(diào)速。(三）電樞回路串電阻調(diào)速三）電樞回路串電阻調(diào)速： 電樞回路串聯(lián)電阻越大，機(jī)械特性的斜率電樞回路串聯(lián)電阻越大，機(jī)械特性的斜率越大，因此在負(fù)載轉(zhuǎn)矩恒定時(shí)，即為常數(shù)，越大，因此在負(fù)載轉(zhuǎn)矩恒定時(shí)，即為常數(shù)，增大電阻，可以降低電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。增大電阻，可以降低電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。nTTLRan0nNA0ABn1Ra+Rc1n2Ra+Rc2CRc1Rc2tt=0n1nNIaNianian 優(yōu)點(diǎn)：電樞串電阻調(diào)速設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便。缺點(diǎn)： 2）低速時(shí)特性曲線斜率大，靜差率大，所以轉(zhuǎn)速的相對(duì)穩(wěn)定性差； 3）輕載時(shí)調(diào)速范圍小，額定負(fù)

15、載時(shí)調(diào)速范圍一般為D2； 4）損耗大，效率低，不經(jīng)濟(jì)。對(duì)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，調(diào)速前、后因磁通不變而使T和Ia不變，輸入功率不變，輸出功率卻隨轉(zhuǎn)速的下降而下降，減少的部分被串聯(lián)電阻消耗了。 1）由于電阻只能分段調(diào)節(jié)，所以調(diào)速的平滑性差； 直流電動(dòng)機(jī)上述三種調(diào)速方法中，改變電直流電動(dòng)機(jī)上述三種調(diào)速方法中，改變電樞電壓和電樞回路串電阻調(diào)速屬于樞電壓和電樞回路串電阻調(diào)速屬于恒轉(zhuǎn)矩恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速調(diào)速，而弱磁調(diào)速屬于，而弱磁調(diào)速屬于恒功率調(diào)速恒功率調(diào)速三種調(diào)速方法的比較三種調(diào)速方法的比較調(diào)速指標(biāo)調(diào)節(jié)電源電壓調(diào)節(jié)電源電壓電樞串接電阻電樞串接電阻減弱磁通減弱磁通調(diào)速方向從nN向下調(diào)從nN向下調(diào)從nN向上調(diào)調(diào)速范圍 48

16、23(無靜差要求無靜差要求) 1.22調(diào)速平滑性好差好調(diào)速穩(wěn)定性好差較好容許輸出恒轉(zhuǎn)矩恒轉(zhuǎn)矩恒功率電能損耗較小大小設(shè)備投資多少較少VUkWPNN220,5 . 5,5 .30AINmin/1500,45. 0rnRNa例例: :一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)額定負(fù)載運(yùn)行，保持勵(lì)磁電流不變，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)額定負(fù)載運(yùn)行，保持勵(lì)磁電流不變，要把轉(zhuǎn)速降到要把轉(zhuǎn)速降到1000r/min1000r/min。求：。求： 1)1)若采用電樞回路串電阻調(diào)速，應(yīng)串入多大電阻若采用電樞回路串電阻調(diào)速，應(yīng)串入多大電阻? ? 2)2)若采用降壓調(diào)速，電樞電壓應(yīng)降到多大？若采用降壓調(diào)速，電樞電壓應(yīng)降到多大

17、？3 )3 )兩種方法調(diào)速時(shí)電動(dòng)機(jī)的效率各是多少？?jī)煞N方法調(diào)速時(shí)電動(dòng)機(jī)的效率各是多少？ rVnRIUCNaNNNemin/.1375. 0150045. 05 .30220min/16001375. 0/2200rCUnNeNmin/100150016000rnnnNNmin/600100016000rnnnBBpaaBNRRRnn解：（1） 由 得：min/1100100100010rnnCUnBBNe25. 245. 011006001aNBpRnnRVnCUNe25 001（2） WnnPTPBNNBN3367601000215005 . 59550602955

18、022%6 .545 .302203367212NNRIUPPP%0 .735 .3025UIUPPP串電阻時(shí)的效率：降壓時(shí)的效率：（3）輸出功率二二.調(diào)速性能指標(biāo)調(diào)速性能指標(biāo) (一)技術(shù)指標(biāo) 1.調(diào)速范圍是指電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩T=TL時(shí)，其最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比。 2.靜差率 靜差率也稱轉(zhuǎn)速變化率，指電動(dòng)機(jī)由理想空載到額定負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)速的變化率minmaxnnD Ooonnnnn 越小，相對(duì)穩(wěn)定性越好； 與機(jī)械特性硬度和n0有關(guān)。 1)no一定時(shí)，機(jī)械特性越硬，額定轉(zhuǎn)矩時(shí)轉(zhuǎn)速降落越小，靜差率 越小。 2）機(jī)械特性硬度一定是，理想空載轉(zhuǎn)速越高， 越小。.兩者的關(guān)系在調(diào)壓

19、調(diào)速方法中，)1 ()1 ()1 ( maxmaxmaxmaxminmaxNNoNoNonnnnnnnnnnnnnD的關(guān)系為：與D，降低電源電壓時(shí)。）靜差率，電樞串電阻時(shí)；）靜差率，電樞串電阻時(shí)；）靜差率電動(dòng)機(jī)的調(diào)速范圍：求下列各種情況下，電樞回路總電阻額定電流，例：某他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)203202301,04. 0min/1000,220,305,60aNNNNRrnVUAIKWP因此：1）調(diào)速范圍必須是在一定的靜差率限定下才有意義。否則它可以從0到最大值，這樣沒有意義2）在一定的靜差率限定下調(diào)速范圍的擴(kuò)大，主要是提高機(jī)械特性的硬度，減小Nn11. 3iiiinnnn之比與低一級(jí)轉(zhuǎn)速一級(jí)轉(zhuǎn)速速中

20、，高其定義為：相鄰兩級(jí)轉(zhuǎn)表示，數(shù)調(diào)速的平滑性用平滑系，有級(jí)無級(jí)調(diào)速的平滑性最好調(diào)速的平滑性 越接近1，平滑性越好，當(dāng) 時(shí)，稱為無級(jí)調(diào)速，即轉(zhuǎn)速可以連續(xù)調(diào)節(jié)。調(diào)速不連續(xù)時(shí)，級(jí)數(shù)有限，稱為有級(jí)調(diào)速。1 4.調(diào)速時(shí)電動(dòng)機(jī)的容許輸出 容許輸出是電動(dòng)機(jī)在不同轉(zhuǎn)速時(shí)軸上所能輸出的功率和轉(zhuǎn)矩。不同的調(diào)速方法，其容許輸出是不同的。電機(jī)的實(shí)際輸出是由負(fù)載決定的。所以，如何根據(jù)電機(jī)的負(fù)載特性來決定調(diào)速方法，使電動(dòng)機(jī)能得到充分利用是個(gè)很重要的問題。（二）經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（二）經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)包括兩個(gè)方面：一是設(shè)備的初投資費(fèi)，二是設(shè)備的運(yùn)行與維護(hù)費(fèi)用，運(yùn)行費(fèi)用與設(shè)備的效率有關(guān)。 各種調(diào)速方法的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)極為不同。 在滿足一定

21、的技術(shù)指標(biāo)下，確定調(diào)速方案時(shí)，應(yīng)力求設(shè)備投資少，電能損耗小，而且維修方便。三、電動(dòng)機(jī)調(diào)速時(shí)的容許輸出三、電動(dòng)機(jī)調(diào)速時(shí)的容許輸出（一）電動(dòng)機(jī)的容許輸出（一）電動(dòng)機(jī)的容許輸出 電機(jī)在nmax與nmin之間調(diào)速運(yùn)行時(shí)，如果始終保持Ia=IN，則電機(jī)既能充分利用，又能安全運(yùn)行。這時(shí)電機(jī)輸出的功率與轉(zhuǎn)矩，是該轉(zhuǎn)速范圍所允許的限制值，稱之為調(diào)速時(shí)容許輸出功率與轉(zhuǎn)矩。 以電機(jī)在不同轉(zhuǎn)速都能得到充分利用為以電機(jī)在不同轉(zhuǎn)速都能得到充分利用為條件，他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速可分為條件，他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速可分為恒轉(zhuǎn)恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速和恒功率調(diào)速矩調(diào)速和恒功率調(diào)速。（二）恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式和恒功率調(diào)（二）恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式和恒功率調(diào)速方

22、式速方式 所謂恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式指的是：在某種調(diào)速方法中，保持電樞電流 若該電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩恒定不變，則稱這種調(diào)速方式為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式。 所謂恒功率調(diào)速方式指的是：在某種調(diào)速方法中，保持電樞電流 若該電動(dòng)機(jī)電磁功率恒定不變，則稱這種調(diào)速方式為恒功率調(diào)速方式。不變，NaII不變，NaIIKnnTnTPKTICTIIICTNllNNNTlNaaTN22,轉(zhuǎn)矩分別為：率和不變，則容許輸出的功如果在調(diào)速過程中保持速方法中：在調(diào)壓調(diào)速和串電阻調(diào) 電動(dòng)機(jī)的容許輸出功率與轉(zhuǎn)速成正比，而容許輸出轉(zhuǎn)矩為恒值-恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。P,TPlTlnnminnN調(diào)速為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式所以調(diào)壓調(diào)速和串電阻輸出轉(zhuǎn)矩與輸出功率許恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速

23、方式下的容分別為：容許輸出的功率和轉(zhuǎn)矩則不變，則如果在調(diào)速過程中保持是變化的，在弱磁調(diào)速方法中：,2nKnCRIUIInCRIUeaNNNaeaaNnKInKCICTNTNTl32433222kknnknTPll 電動(dòng)機(jī)的容許輸出轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比，而容許輸出功率為恒值-恒功率調(diào)速。nmaxP,TPlTlnnN0輸出轉(zhuǎn)矩與輸出功率許恒功率調(diào)速方式下的容（三）調(diào)速方式與負(fù)載轉(zhuǎn)矩之間的匹配（三）調(diào)速方式與負(fù)載轉(zhuǎn)矩之間的匹配P,TPlTlnnminnNP,TPlTlnmax0輸出轉(zhuǎn)矩與輸出功率兩種調(diào)速方式下的容許 以以 為界，為界，分兩個(gè)區(qū)域分兩個(gè)區(qū)域： 為恒轉(zhuǎn)矩為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速區(qū)調(diào)速區(qū)； 為恒功率調(diào)速區(qū)

24、NnNnn Nnn 和和 均為常數(shù)均為常數(shù), , 和和 均與轉(zhuǎn)速均與轉(zhuǎn)速 成正成正比，只要選擇電動(dòng)機(jī)比，只要選擇電動(dòng)機(jī)的的 與與 相等，在任相等，在任何轉(zhuǎn)速下均有：何轉(zhuǎn)速下均有：LTLTTTLPPnTLTTnNaLLIITTPP電機(jī)既滿足了負(fù)載要求，電機(jī)既滿足了負(fù)載要求，又得到了充分利用。又得到了充分利用。這是一種理想的配合，轉(zhuǎn)速這是一種理想的配合，轉(zhuǎn)速是從額定轉(zhuǎn)速向下調(diào)，所以是從額定轉(zhuǎn)速向下調(diào)，所以額定轉(zhuǎn)速為系統(tǒng)的最高轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速為系統(tǒng)的最高轉(zhuǎn)速。恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載配合恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式與P,TPlTlnnminnN0TLPLmaxmax95509550maxLNNNNNLNPnTnTPnnTT據(jù)按如下

25、確定：電動(dòng)機(jī)的額定數(shù) 和和 均為常數(shù)，均為常數(shù)， 和和 均與均與 成反比，只成反比，只要選擇要選擇 與與 相等，相等，在任何轉(zhuǎn)速下均有：在任何轉(zhuǎn)速下均有：LTLPTPLPPnNaLLIITTPP電機(jī)既滿足了負(fù)載要求，電機(jī)既滿足了負(fù)載要求，又得到了充分利用。又得到了充分利用。TnLTT這是一種理想的配合，轉(zhuǎn)速這是一種理想的配合，轉(zhuǎn)速是從額定轉(zhuǎn)速向上調(diào)，所以是從額定轉(zhuǎn)速向上調(diào)，所以額定轉(zhuǎn)速為系統(tǒng)的最低轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速為系統(tǒng)的最低轉(zhuǎn)速。率負(fù)載配合恒功率調(diào)速方式與恒功P,TPlTlnnminnNPlTlnmax0TLPLmaxminmin95509550TnPnPTPPnnLNNNLNN據(jù)按如下確定：電動(dòng)

26、機(jī)的額定數(shù)恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速配恒功率負(fù)載恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速配恒功率負(fù)載負(fù)載轉(zhuǎn)矩負(fù)載轉(zhuǎn)矩CT nTL1電動(dòng)機(jī)容許輸出轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)容許輸出轉(zhuǎn)矩只有在最低轉(zhuǎn)速時(shí)才有：只有在最低轉(zhuǎn)速時(shí)才有：NaLLIITTPP電機(jī)得到了充分利用。電機(jī)得到了充分利用。NaLLIITTPP在高于最低轉(zhuǎn)速時(shí)：在高于最低轉(zhuǎn)速時(shí)：電機(jī)未被充分利用。電機(jī)未被充分利用。TTnmaxnminnLTmaxmaxLNNTTnnP,TPlTlnnminnN0TLLLNNNLlNNDPnTnTPTTTnn95509550maxmaxmaxmax據(jù)按如下確定：電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)恒功率負(fù)載配合恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式與 上式證明上式證明： 這種配合，電動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出功率（恒定

27、的負(fù)載功這種配合，電動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出功率（恒定的負(fù)載功率）只是電動(dòng)機(jī)額定功率的率）只是電動(dòng)機(jī)額定功率的 （D為調(diào)速范圍）為調(diào)速范圍）。D1NLLLLNNNPDPDPnTnnnTnTP1955095509550minmaxminmaxmaxmax顯然，這種配合將造成電動(dòng)機(jī)容量的浪費(fèi)。顯然，這種配合將造成電動(dòng)機(jī)容量的浪費(fèi)。 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載配恒功率調(diào)速恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載配恒功率調(diào)速負(fù)載轉(zhuǎn)矩負(fù)載轉(zhuǎn)矩CTLnT1電動(dòng)機(jī)容許輸出轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)容許輸出轉(zhuǎn)矩只有在最高轉(zhuǎn)速時(shí)才有只有在最高轉(zhuǎn)速時(shí)才有：NaLLIITTPP電機(jī)得到了充分利用。電機(jī)得到了充分利用。NaLLIITTPP在低于最高轉(zhuǎn)速時(shí)：在低于最高轉(zhuǎn)速時(shí)：電機(jī)未被充分利

28、用。電機(jī)未被充分利用。TnLTmaxnminnTminnnNnP,TnminnNTlnmax0TLLLLNNNLLNNDTnnTnPnPTnTPPnnminmaxminmaxmaxmaxmin955095509550據(jù)按如下確定：電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載配合恒功率調(diào)速方式與 上式證明上式證明： 在最低轉(zhuǎn)速時(shí)，電動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出功率（負(fù)載功率）在最低轉(zhuǎn)速時(shí)，電動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出功率（負(fù)載功率）只是電動(dòng)機(jī)額定功率的只是電動(dòng)機(jī)額定功率的 （D為調(diào)速范圍）為調(diào)速范圍）。D1NLLLLLNPDPDPnTnnnTPP195509550minminminminmaxmaxmax顯然，這種配合將造成電動(dòng)機(jī)容量的浪費(fèi)

29、。顯然，這種配合將造成電動(dòng)機(jī)容量的浪費(fèi)。風(fēng)機(jī)型負(fù)載與兩種調(diào)速方式的配合風(fēng)機(jī)型負(fù)載與兩種調(diào)速方式的配合由于負(fù)載轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速的升高而增大，為了使電動(dòng)機(jī)在最由于負(fù)載轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速的升高而增大，為了使電動(dòng)機(jī)在最高轉(zhuǎn)速時(shí)（所需的轉(zhuǎn)矩最大）能滿足負(fù)載的需要，應(yīng)使高轉(zhuǎn)速時(shí)（所需的轉(zhuǎn)矩最大）能滿足負(fù)載的需要，應(yīng)使)()(maxmaxnnLnnTTnmaxnLTTTT只有在最高轉(zhuǎn)速時(shí)，電只有在最高轉(zhuǎn)速時(shí)，電動(dòng)機(jī)才被充分利用。恒動(dòng)機(jī)才被充分利用。恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式所造成的轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式所造成的電動(dòng)機(jī)容量浪費(fèi)比恒功電動(dòng)機(jī)容量浪費(fèi)比恒功率調(diào)速方式小一些。率調(diào)速方式小一些。他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 根據(jù)以上五種情況分析可得：1）電樞串

30、電阻調(diào)速和降壓調(diào)速方式屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，適用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載 。2）弱磁調(diào)速屬于恒功率調(diào)速方式，適用于恒功率負(fù)載 。3）對(duì)于泵與風(fēng)機(jī)類負(fù)載，三種調(diào)速方式都不十分合適，但采用電樞串電阻和降壓調(diào)速比弱磁調(diào)速合適一些。 Brake of separately excited motor 制動(dòng)狀態(tài)制動(dòng)狀態(tài) 電動(dòng)機(jī)生產(chǎn)機(jī)械TnTL電動(dòng)機(jī)生產(chǎn)機(jī)械TnTL電磁制動(dòng)的概念：讓電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生一個(gè)與電磁制動(dòng)的概念：讓電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生一個(gè)與旋轉(zhuǎn)方向相反的旋轉(zhuǎn)方向相反的電磁力矩電磁力矩來實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。來實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。電動(dòng)機(jī)制動(dòng)的目的：停車；限速電動(dòng)機(jī)制動(dòng)的目的：停車；限速電動(dòng)機(jī)制動(dòng)的方法有：機(jī)械制動(dòng)；電動(dòng)機(jī)制動(dòng)的方法有：機(jī)械制動(dòng)； 電磁制動(dòng)

31、電磁制動(dòng)電磁制動(dòng)分類：能耗制動(dòng)；電磁制動(dòng)分類：能耗制動(dòng)； 反接制動(dòng)；反接制動(dòng)； 回饋制動(dòng)回饋制動(dòng)TBRB制動(dòng)制動(dòng)IaB + U -電動(dòng)電動(dòng)IanTM+ Ea If一、能耗制動(dòng)：一、能耗制動(dòng)：(一一)能耗制動(dòng)的方法和原理能耗制動(dòng)過程：如圖能耗制動(dòng)的方法和原理能耗制動(dòng)過程：如圖TaaaTaaaTaNRREIRRIERRRU即：電勢(shì)平衡方程式為：電樞回路總電阻此時(shí))(0, 0,在制動(dòng)時(shí)，將閘刀合向下方在制動(dòng)時(shí)，將閘刀合向下方，停車。的共同制動(dòng)作用下減速和電機(jī)在態(tài)，反向，電機(jī)處于制動(dòng)狀與態(tài)時(shí)相反，的方向也與電動(dòng)機(jī)狀所以轉(zhuǎn)矩方向沒變，反。同，與電動(dòng)機(jī)狀態(tài)時(shí)相相，方向與產(chǎn)生電流不變。此時(shí)由方向也勢(shì)方向不變

32、，所以感應(yīng)電轉(zhuǎn)速LaTaaaTTnTTICTEaIEEn,很明顯，此時(shí)，電網(wǎng)的電能不再供向電動(dòng)機(jī)，而是在電阻上以電阻壓降的形式進(jìn)行消耗，這樣一來使的電機(jī)的轉(zhuǎn)速迅速下降。這時(shí)電機(jī)實(shí)際處于發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，將轉(zhuǎn)動(dòng)部分的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能消耗在電阻和電樞回路的電阻上，所以稱為能耗制動(dòng)。);()()()()()0(0000)(, 0201220021TTTPPPTPTPTIEPRRIPUIPMcuaaaMTaacuaa輸出機(jī)械功率電動(dòng)機(jī)空載損耗機(jī)）電磁功率（電電樞回路總損耗輸入電功率LTLTNU , 00022TnTnCCRRTTCCRRnNTeTaTTNTeTa時(shí)方向相反；與可見：斜率為能耗制動(dòng)時(shí)機(jī)械特性

33、(二二)能耗制動(dòng)的機(jī)械特性能耗制動(dòng)的機(jī)械特性機(jī)械特性分析：機(jī)械特性分析： ，這時(shí)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性，這時(shí)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性方程式為方程式為 1.能耗制動(dòng)停車過程能耗制動(dòng)停車過程。點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的電樞電動(dòng)勢(shì)為電動(dòng)狀態(tài)時(shí)式中，電流為：范圍內(nèi)，制動(dòng)初的最大最大電流限制在容許的的作用是將制動(dòng)瞬間的制動(dòng)電阻AEnCeRRnCeIIRAANTaANBT;1 結(jié)果分析：這種方法所串入的電阻越小，能耗制動(dòng)開始瞬間的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩和電樞電流就越大，而電流太大，會(huì)造成換向上的困難，因此能耗制動(dòng)過程中電樞電流有個(gè)上限，即電動(dòng)機(jī)允許的最大電流。由可以計(jì)算出能耗制動(dòng)過程電樞回路中串入制動(dòng)電阻的最小值：aaaRIERmaxminaNNT

34、NTaNTTTaNNARIURIRRUIIRIRRRUIUE2,2,1111所以有時(shí)間短；通常取制動(dòng)大，平均制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，小則沖擊電流制動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)；小，平均制動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，沖擊電流大則若近似地取 是一條過原點(diǎn)的直線，在由運(yùn)行點(diǎn)到停轉(zhuǎn)的制動(dòng)過程中，轉(zhuǎn)速并非穩(wěn)定在某一數(shù)值，而是一直在變化中，因此稱為能耗制動(dòng)過程。這種制動(dòng)方法在轉(zhuǎn)速較高時(shí)制動(dòng)作用較大，隨著轉(zhuǎn)速下降，制動(dòng)作用也隨之減小，在低速時(shí)可配合使用機(jī)械制動(dòng)裝置，使系統(tǒng)迅速停轉(zhuǎn)。Ra+RTTCBADRa+RT0ETDTE2.能耗制動(dòng)運(yùn)行：能耗制動(dòng)運(yùn)行： 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)位能性負(fù)載運(yùn)行， 在達(dá)到上述零點(diǎn)時(shí)（電磁轉(zhuǎn)矩為零），由于負(fù)載轉(zhuǎn)矩不為零，結(jié)果，在負(fù)載

35、轉(zhuǎn)矩的作用下，電機(jī)開始反轉(zhuǎn)，如圖 隨著轉(zhuǎn)速的升高， 均逐漸增大，最后和負(fù)載轉(zhuǎn) 矩相等時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行，這種 過程叫做能耗制動(dòng)運(yùn)行。TIEaa,LNeTaLNTeTaICRRTCCRRn2穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速(一)、電壓反接制動(dòng)：反接制動(dòng)過程分析：如圖所示，電壓反接制動(dòng)是將正在正向運(yùn)行的他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電樞回路的電壓突然反接，電樞電流也將反向，主磁通不變，則電磁轉(zhuǎn)矩反向，產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。機(jī)械特性分析；反接前：aaNaREUI二.反接制動(dòng)反接后反接后 ：所以：所以：因此反接后電流的數(shù)值將非常大，為了限制電樞電流，所以反接時(shí)必須在電樞回路串入一個(gè)足夠大的限流電阻。 NUUaaNaREUIaaaNRIEURmaxmin 電

36、壓反接制動(dòng)時(shí)，電壓反接制動(dòng)時(shí)， ， 電樞回路的電阻：電樞回路的電阻： ， 電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性方程式為：電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性方程式為： NUUNTaRR ICRRnTCCRRnTCCRRCUnNeTaoNTeTaoNTeTaNeN22其對(duì)應(yīng)的曲線為其對(duì)應(yīng)的曲線為過過 點(diǎn)，斜率為點(diǎn)，斜率為的直線，如圖的直線，如圖0n2NTeTaCCRRLTLTLTLTLTLTLT反接制動(dòng)反向起動(dòng)過程：如果C點(diǎn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，當(dāng)轉(zhuǎn)速到達(dá)零時(shí)，應(yīng)迅速將電源開關(guān)從電網(wǎng)上拉開，否則電動(dòng)機(jī)將反向起動(dòng)，最后穩(wěn)定在D點(diǎn)運(yùn)行，如圖所示。電壓反接制動(dòng)在整個(gè)制動(dòng)過程中均具有較大的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，因此制動(dòng)速度快，在可逆拖動(dòng)系統(tǒng)，常常采用

37、這種方法。);()()()()()(0000)(, 0201220021TTTPPPTPTPTIEPRRIPUIPMcuaaaMTaacuaa輸出機(jī)械功率電動(dòng)機(jī)空載損耗機(jī)）電磁功率（電電樞回路總損耗輸入電功率 反向電動(dòng)狀態(tài)TFEOADCAnoTL-no-TLB點(diǎn)。，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行在點(diǎn)直到動(dòng)，的作用下，系統(tǒng)反向起系統(tǒng)在轉(zhuǎn)矩也隨之反向。反向起動(dòng)后，負(fù)載轉(zhuǎn)矩DTTDTTdtdnGDTTdtdnGDTTLDLLL)(375375)(22 (二)轉(zhuǎn)速反向的反接制動(dòng)T電動(dòng)機(jī)軸nRTUNTRaAnDCBn0n0nARa+RTE 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載拖動(dòng)位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)運(yùn)行，電樞回

38、路串入電阻，將引起轉(zhuǎn)速下降，行，電樞回路串入電阻，將引起轉(zhuǎn)速下降，串的電阻越大，轉(zhuǎn)速下降越多。如果電阻大串的電阻越大，轉(zhuǎn)速下降越多。如果電阻大到一定程度，將使電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性和負(fù)載到一定程度，將使電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性和負(fù)載的機(jī)械特性的交點(diǎn)出現(xiàn)在第的機(jī)械特性的交點(diǎn)出現(xiàn)在第 4 象限，如圖象限，如圖所示，這時(shí)電動(dòng)機(jī)接線未變，轉(zhuǎn)速反向。是所示，這時(shí)電動(dòng)機(jī)接線未變，轉(zhuǎn)速反向。是一種制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，稱為倒拉反轉(zhuǎn)制動(dòng)運(yùn)行。一種制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，稱為倒拉反轉(zhuǎn)制動(dòng)運(yùn)行。0, 0nT倒拉反轉(zhuǎn)制動(dòng)運(yùn)行倒拉反轉(zhuǎn)制動(dòng)運(yùn)行常用于起重設(shè)備低速下常用于起重設(shè)備低速下放重物的場(chǎng)合。放重物的場(chǎng)合。在這種運(yùn)行方式中，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩在這種

39、運(yùn)行方式中，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩起了制動(dòng)作用，限制起了制動(dòng)作用，限制了了重物下降的速度。重物下降的速度。改變電阻的大小，即改變了機(jī)械特性的改變電阻的大小，即改變了機(jī)械特性的交點(diǎn)，使重物以不同的穩(wěn)定速度下降。交點(diǎn)，使重物以不同的穩(wěn)定速度下降。倍。值的動(dòng)電阻電阻必須較大，約為能耗制為了限制電流電樞電壓平衡方程式：220, 0:)(TTaTaaTaaaaTaaaRRRURREURREUIEnDCRRIEU流。為穩(wěn)定下放時(shí)的電樞電穩(wěn)定下放的速度為：機(jī)械特性方程式為：NTTLLNTeTaoLNTeTaoNTeTaoCTIICCRRnTCCRRnnCCRRnn222三、回饋制動(dòng)：三、回饋制動(dòng)：(一一)正向回饋

40、制動(dòng)正向回饋制動(dòng)：他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)：他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)負(fù)載運(yùn)行，電機(jī)將系統(tǒng)具有的動(dòng)能反饋負(fù)載運(yùn)行，電機(jī)將系統(tǒng)具有的動(dòng)能反饋回電網(wǎng)，且電機(jī)仍為正向轉(zhuǎn)動(dòng)，稱之為回電網(wǎng)，且電機(jī)仍為正向轉(zhuǎn)動(dòng)，稱之為正向回饋制動(dòng)。如圖正向回饋制動(dòng)。如圖nBTTLBADOUNUn0n0CTTLnn01AnAU10U2n02nCBCU21B C);()()()()()(0000)(, 0201220021TTTPPPTPTPTIEPRRIPUIPMcuaaaMTaacuaa輸出機(jī)械功率電動(dòng)機(jī)空載損耗機(jī)）電磁功率（電電樞回路總損耗輸入電功率 1.電車下坡電車下坡 2.過渡回饋制動(dòng)狀態(tài)過渡回饋制動(dòng)狀態(tài)nBTTLTLECBAD

41、GFOUNUUn0n0n0(二）反向回饋制動(dòng)二）反向回饋制動(dòng)：他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)位：他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行，采用電壓反接制動(dòng)，能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行，采用電壓反接制動(dòng)，電機(jī)將系統(tǒng)具有的動(dòng)能反饋回電網(wǎng)，電機(jī)電機(jī)將系統(tǒng)具有的動(dòng)能反饋回電網(wǎng)，電機(jī)為反向轉(zhuǎn)動(dòng)，稱之為反向回饋制動(dòng)。如圖為反向轉(zhuǎn)動(dòng)，稱之為反向回饋制動(dòng)。如圖他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的四個(gè)象限上的運(yùn)行他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的四個(gè)象限上的運(yùn)行 電動(dòng)狀態(tài)：特性在第一，三象限，其中第電動(dòng)狀態(tài)：特性在第一，三象限，其中第一象限是正向電動(dòng)狀態(tài)，第三象限是反向一象限是正向電動(dòng)狀態(tài)，第三象限是反向電動(dòng)狀態(tài)。電動(dòng)狀態(tài)。 制動(dòng)狀態(tài)：特性在第二，四象限，其中第制動(dòng)狀態(tài)

42、：特性在第二，四象限，其中第二象限是正向能耗，正向回饋制動(dòng)，電壓二象限是正向能耗，正向回饋制動(dòng)，電壓反接制動(dòng)。第四象限是反向能耗，反向回反接制動(dòng)。第四象限是反向能耗，反向回饋制動(dòng)，轉(zhuǎn)速反向反接制動(dòng)，處在反向電饋制動(dòng)，轉(zhuǎn)速反向反接制動(dòng)，處在反向電動(dòng)狀態(tài)時(shí)進(jìn)行電壓反接的電壓反接制動(dòng)。動(dòng)狀態(tài)時(shí)進(jìn)行電壓反接的電壓反接制動(dòng)。四象限運(yùn)行分析四象限運(yùn)行分析P1p0PcuaP2PMP1=0p0PcuaP2PM (3)反接制動(dòng) (4)回饋制動(dòng)P1p0PcuaP2PMP1p0PcuaP2PM下列各種情況下,采用電動(dòng)機(jī)慣例的一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在什么狀態(tài):0, 0)4(, 0, 0) 3(; 0, 0)2(; 0

43、, 0) 1 (11nUIEIUPPPPaaaNMM0, 0)5(aNIUUnNaaaaNUUnTIEEIUU, 0, 0)8(; 0, 0)7(; 0,)6(0, 0, 0)10(0,)9(1aNaEPTnUE 例:一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)， 允許最大電流 ，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)負(fù)載 電動(dòng)運(yùn)行，求： 若采用能耗制動(dòng)停車，電樞回路應(yīng)串入多大電阻？ 若采用反接制動(dòng)停車，電樞回路應(yīng)串入多大電阻？KWPN17,220VUN,5 .92AINmin/1000,16. 0rnRNa， ，。 NaII8 . 1maxNLTT8 . 0 解：（1）電動(dòng)運(yùn)行時(shí)，NLTT8 . 0AIINa745 .928 . 08 . 0V

44、RIUEaaNa16.20816. 07422009. 116. 05 .928 . 116.208maxaaaTRIER14. 216. 05 .928 . 116.208220maxaaaNTRIEUR采用能耗制動(dòng)停車，電樞回路應(yīng)串入電阻采用反接制動(dòng)停車，電樞回路應(yīng)串入電阻4.4 電力拖動(dòng)系統(tǒng)過渡過程電力拖動(dòng)系統(tǒng)過渡過程過渡過程的概述過渡過程的概述1.穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)(靜態(tài)靜態(tài))：指電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩指電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩T和負(fù)載轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL相等。系統(tǒng)靜止不動(dòng)或以恒速運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。相等。系統(tǒng)靜止不動(dòng)或以恒速運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。2.動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)：指：指 T與與TL不相等，加速或減速狀態(tài)。不相等，加速或減速狀態(tài)。即非平衡狀態(tài)即

45、非平衡狀態(tài)dn/dt0，動(dòng)態(tài)也稱過渡過程。，動(dòng)態(tài)也稱過渡過程。 轉(zhuǎn)速由轉(zhuǎn)速由n=0升至某一轉(zhuǎn)速或從某一轉(zhuǎn)速升至另升至某一轉(zhuǎn)速或從某一轉(zhuǎn)速升至另一轉(zhuǎn)速的變化過程均稱為一轉(zhuǎn)速的變化過程均稱為過渡過程過渡過程。電力拖動(dòng)的過渡過程：從一個(gè)穩(wěn)定工作狀態(tài)過渡到另一個(gè)穩(wěn)定工作狀態(tài)的過程。3.產(chǎn)生過渡過程的原因產(chǎn)生過渡過程的原因外因外因：系統(tǒng)受到外部干擾，例如起動(dòng)、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)、系統(tǒng)受到外部干擾，例如起動(dòng)、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速及負(fù)載突變等調(diào)速及負(fù)載突變等,電機(jī)參數(shù)變化，引起電機(jī)參數(shù)變化，引起T變化。變化。內(nèi)因內(nèi)因：系統(tǒng)本身的慣性,慣性主要有兩種，機(jī)械慣性(GD2)和電磁慣性(電感電感L). GD2 的存在，使的存在

46、，使n不能突變。不能突變。L的存在，使電流的存在，使電流不能突變。若只考慮不能突變。若只考慮GD2影響，稱機(jī)械過渡過程；影響，稱機(jī)械過渡過程；只考慮只考慮L的影響，稱電磁過渡過程；兩者都考慮稱的影響，稱電磁過渡過程；兩者都考慮稱機(jī)電過濾過程。機(jī)電過濾過程。實(shí)際上兩種慣性同時(shí)存在，但由于電磁慣性的影響遠(yuǎn)小于機(jī)械慣性的影響，為分析方便起見，忽略電磁慣性的影響，只考慮機(jī)械慣性，這種過渡過程稱為機(jī)械過渡過程。4 研究過渡過程的內(nèi)容 過渡過程前后兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)電動(dòng)機(jī)的電樞電流、電磁轉(zhuǎn)矩T和轉(zhuǎn)速一般是不相同的，過渡過程就是要研究、和在這過程中隨時(shí)間變化的規(guī)律。這些變化規(guī)律曲線稱為負(fù)載圖。重點(diǎn)重點(diǎn)：機(jī)械過渡過

47、程，因?yàn)檩^多的情況下，：機(jī)械過渡過程，因?yàn)檩^多的情況下，機(jī)械慣量的影響遠(yuǎn)大于電磁慣量影響，為簡(jiǎn)機(jī)械慣量的影響遠(yuǎn)大于電磁慣量影響，為簡(jiǎn)化分析，略去電磁慣量影響?；治觯匀ル姶艖T量影響。 研究過渡過程的實(shí)際意義在于：找出減研究過渡過程的實(shí)際意義在于：找出減小過渡過程持續(xù)時(shí)間，提高生產(chǎn)率；探討減小過渡過程持續(xù)時(shí)間，提高生產(chǎn)率；探討減少過渡過程損耗功率的途徑，提高電機(jī)利用少過渡過程損耗功率的途徑，提高電機(jī)利用率和力能指標(biāo)；改善系統(tǒng)動(dòng)態(tài)或穩(wěn)定運(yùn)行品率和力能指標(biāo)；改善系統(tǒng)動(dòng)態(tài)或穩(wěn)定運(yùn)行品質(zhì)，使設(shè)備能安全可靠運(yùn)行。質(zhì)，使設(shè)備能安全可靠運(yùn)行。4.4.1 過渡過程數(shù)學(xué)分析過渡過程數(shù)學(xué)分析系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性可用下列

48、微分方程組描述：aNTNeaLaaaaaICTnCEdtdnGDTTRIEdtdiLU37521.過渡過程中轉(zhuǎn)速變化規(guī)律 設(shè)電動(dòng)機(jī)原穩(wěn)定工作在圖設(shè)電動(dòng)機(jī)原穩(wěn)定工作在圖 所示的所示的A點(diǎn)上，點(diǎn)上，現(xiàn)負(fù)載突然由現(xiàn)負(fù)載突然由TF0減小到減小到TL，電動(dòng)機(jī)工作，電動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)從點(diǎn)從A點(diǎn)過渡到點(diǎn)過渡到B點(diǎn)，下面討論過渡過程點(diǎn)，下面討論過渡過程中轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律。中轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律。Ln0FTLT數(shù)學(xué)分析數(shù)學(xué)分析 將機(jī)械特性方程和電力拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程將機(jī)械特性方程和電力拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程聯(lián)立，消除中間變量電磁轉(zhuǎn)矩聯(lián)立，消除中間變量電磁轉(zhuǎn)矩T，可得微分，可得微分方程如下：方程如下：TCCRCUnTee2dtdnGD

49、TTL3752dtdnTndtdnTnnICRdtdnGDCCRnnMLMBLeTe0220375整理后得：上式中為 機(jī)電時(shí)間常數(shù)將式兩邊積分，代入初始條件，整理得： MLTdtnndn37522GDCCRTTeMMMMTtFTtLTtLFLenenennnn00)1 ()(分析分析 它有兩部分組成：一部分是穩(wěn)態(tài)分量，它有兩部分組成：一部分是穩(wěn)態(tài)分量，另一部分是暫態(tài)分量，另一部分是暫態(tài)分量，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n的過渡過程是一的過渡過程是一條按指數(shù)規(guī)律變化的曲線，起始值為條按指數(shù)規(guī)律變化的曲線，起始值為nA，穩(wěn)，穩(wěn)態(tài)值是態(tài)值是nL，n=(t)曲線如圖所示。曲線如圖所示。LnXnAnABX2.過渡過程中電磁

50、轉(zhuǎn)矩變化規(guī)律過渡過程中電磁轉(zhuǎn)矩變化規(guī)律式中代入的關(guān)系由機(jī)械特性表示與)(00000tfnTnnTnnTnnnTFFLLMMTtLFLTtLFLeTnTnTnTnennnn)()(000000MTtLFLeTTTT)(0t0FTtTXTLTXtAXB03.過渡過程中電樞電流變化規(guī)律過渡過程中電樞電流變化規(guī)律 MTtLFLeTTTT)(0代入MTtLFLaeIIII)(0LTLICTaTICT00FTFICTt0FItIXILIXtAXB04.過渡過程時(shí)間的計(jì)算過渡過程時(shí)間的計(jì)算 當(dāng)當(dāng)t時(shí)，時(shí)，n=nL。實(shí)際上，當(dāng)。實(shí)際上，當(dāng)t=(34)TM，nnL，工程上認(rèn)為系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，所以只要已，工程上認(rèn)為系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，所以只要已知機(jī)電時(shí)間常數(shù)知機(jī)電時(shí)間常數(shù)TM，就可求出整個(gè)過渡過程所，就可求出整個(gè)過渡過程所需的時(shí)間。但實(shí)際生產(chǎn)中，往往還需要求過渡需的時(shí)間。但實(shí)際生產(chǎn)中，往往還需要求過渡過程進(jìn)行到某一階段所需的時(shí)間，例如求過程進(jìn)行到某一階段所需的時(shí)間，例如求A、B之間任意一點(diǎn)之間任意一點(diǎn)x，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速nx為已知，則過渡過程時(shí)為已知，則過渡過程時(shí)間間tx為：為：MxTtLFLxennnn)(0LxLFMxnnnnTt0lnLxLFMxTTTTTt0lnLXLFMxIIIITt0ln4