他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的四象限運(yùn)行教學(xué)ppt課件

1、4.3 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的四象限運(yùn)行他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的四象限運(yùn)行 在電力拖動(dòng)系統(tǒng)中，他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)有兩在電力拖動(dòng)系統(tǒng)中，他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)有兩種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)：種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)： （1電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)：電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的方向與電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)：電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的方向與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方向相同，輸入電能，并變?yōu)闄C(jī)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方向相同，輸入電能，并變?yōu)闄C(jī)械能帶動(dòng)負(fù)載。械能帶動(dòng)負(fù)載。 （2 2制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)：其特點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)電磁制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)：其特點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速方向相反，此時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速方向相反，此時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩屬制動(dòng)性質(zhì)的轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)吸收機(jī)械能并轉(zhuǎn)屬制動(dòng)性質(zhì)的轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)吸收機(jī)械能并轉(zhuǎn)化為電能，或把這些電能轉(zhuǎn)變成勢(shì)

2、能消耗掉，化為電能，或把這些電能轉(zhuǎn)變成勢(shì)能消耗掉，或把這些電能回送給電網(wǎng)，因而其能量傳遞或把這些電能回送給電網(wǎng)，因而其能量傳遞關(guān)系與發(fā)電機(jī)相似。關(guān)系與發(fā)電機(jī)相似。 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性與各種人為機(jī)械特他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性與各種人為機(jī)械特性，分布在機(jī)械特性的四個(gè)象限內(nèi)，電動(dòng)機(jī)所帶動(dòng)的生性，分布在機(jī)械特性的四個(gè)象限內(nèi)，電動(dòng)機(jī)所帶動(dòng)的生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性，有反抗性恒轉(zhuǎn)矩、位能性恒轉(zhuǎn)產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性，有反抗性恒轉(zhuǎn)矩、位能性恒轉(zhuǎn)矩、泵類等典型負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性，他們分布在四個(gè)象限內(nèi)。矩、泵類等典型負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性，他們分布在四個(gè)象限內(nèi)。電動(dòng)機(jī)會(huì)在四個(gè)象限內(nèi)運(yùn)行包括穩(wěn)態(tài)與過渡過程），電動(dòng)機(jī)會(huì)在

3、四個(gè)象限內(nèi)運(yùn)行包括穩(wěn)態(tài)與過渡過程），即處于各種不同的運(yùn)行狀態(tài)。本節(jié)將具體分析他勵(lì)直流即處于各種不同的運(yùn)行狀態(tài)。本節(jié)將具體分析他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)在各個(gè)象限內(nèi)不同的運(yùn)行狀態(tài)。電動(dòng)機(jī)在各個(gè)象限內(nèi)不同的運(yùn)行狀態(tài)。4.3.1 電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài) 其特點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)速其特點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)速n的方向的方向相同，電動(dòng)機(jī)從電網(wǎng)輸入電能并將其變?yōu)闄C(jī)械能帶相同，電動(dòng)機(jī)從電網(wǎng)輸入電能并將其變?yōu)闄C(jī)械能帶動(dòng)負(fù)載，其特性曲線繪制在平面坐標(biāo)系的第一、三動(dòng)負(fù)載，其特性曲線繪制在平面坐標(biāo)系的第一、三象限內(nèi)。象限內(nèi)。 1正向電動(dòng)運(yùn)行正向電動(dòng)運(yùn)行 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)工作在第一他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)工作在第一象限，如圖

4、象限，如圖4.9所示的所示的A點(diǎn)和點(diǎn)和B點(diǎn)，電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩點(diǎn)，電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩T0,轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n0，這種狀態(tài)稱為正向電動(dòng)運(yùn)行，由于，這種狀態(tài)稱為正向電動(dòng)運(yùn)行，由于T與與n同方向，同方向，T為拖動(dòng)性轉(zhuǎn)矩。為拖動(dòng)性轉(zhuǎn)矩。2反向電動(dòng)運(yùn)行反向電動(dòng)運(yùn)行 拖動(dòng)反抗性負(fù)載，正轉(zhuǎn)時(shí)電動(dòng)機(jī)工作在第一拖動(dòng)反抗性負(fù)載，正轉(zhuǎn)時(shí)電動(dòng)機(jī)工作在第一象限，反轉(zhuǎn)時(shí)電動(dòng)機(jī)工作在第三象限，如圖象限，反轉(zhuǎn)時(shí)電動(dòng)機(jī)工作在第三象限，如圖4.9所示的所示的C點(diǎn)，這時(shí)電動(dòng)機(jī)電源電壓為負(fù)值。點(diǎn)，這時(shí)電動(dòng)機(jī)電源電壓為負(fù)值。在第三象限運(yùn)行時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩在第三象限運(yùn)行時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩T0,轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n0，T與與n仍然同方向，仍然同方向，T仍然為拖動(dòng)性轉(zhuǎn)矩，這種

5、仍然為拖動(dòng)性轉(zhuǎn)矩，這種運(yùn)行狀態(tài)稱為反向電動(dòng)運(yùn)行。運(yùn)行狀態(tài)稱為反向電動(dòng)運(yùn)行。 4.3.24.3.2能耗制動(dòng)能耗制動(dòng) 方法：制動(dòng)瞬間，切除電動(dòng)機(jī)的電源電壓并方法：制動(dòng)瞬間，切除電動(dòng)機(jī)的電源電壓并在電樞回路串入電阻在電樞回路串入電阻R R。在切換后的瞬間，由于。在切換后的瞬間，由于慣性的作用，小車轉(zhuǎn)速慣性的作用，小車轉(zhuǎn)速n n仍保持與原電動(dòng)機(jī)運(yùn)行仍保持與原電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)相同的方向和大小，不能突變，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)相同的方向和大小，不能突變，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行點(diǎn)從，磁通不變，電樞感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向與大小點(diǎn)從，磁通不變，電樞感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向與大小亦與電動(dòng)狀態(tài)時(shí)相同，而電樞電流：亦與電動(dòng)狀態(tài)時(shí)相同，而電樞電流：0RR

6、EIaaaB 能耗制動(dòng)的特點(diǎn)是N，U0，總電阻 ，代入式(4-1)，得到能耗制動(dòng)的特性方程 RRaTCCRRnNTea2 改變制動(dòng)電阻的大小，可得到不同斜率的特性曲線，R越大，特性越斜；R越小，特性越平，制動(dòng)越快。但R不能太小，R太小，在制動(dòng)瞬間會(huì)產(chǎn)生過大的沖擊電流，過大，換向則很困難。 4.3.3反接制動(dòng)過程反接制動(dòng)過程 所謂電壓反接就是將電源電壓反方向接到電所謂電壓反接就是將電源電壓反方向接到電動(dòng)機(jī)電樞兩端，如圖動(dòng)機(jī)電樞兩端，如圖4.13所示。這時(shí)電路中感所示。這時(shí)電路中感應(yīng)電勢(shì)的極性和外加電壓的極性一致，幾乎應(yīng)電勢(shì)的極性和外加電壓的極性一致，幾乎有近兩倍的額定電壓加到電樞回路兩端。電有近

7、兩倍的額定電壓加到電樞回路兩端。電壓壓U的方向改變了，此時(shí)電樞電流的方向改變了，此時(shí)電樞電流 RREURREUIaaaaa 在電壓反接制動(dòng)過程中，=N，U=-UN ，總電阻，代入式(41)，得到反接制動(dòng)的特性方程 TCCRRCUnNTeaNeN2 為了限制過大的電樞電流，在電樞回路中一定要串入反接制動(dòng)電阻R，所串電阻越小，機(jī)械特性的斜率越硬，制動(dòng)瞬間電樞電流越大，為使制動(dòng)時(shí)最大電流不超過允許值，應(yīng)使所串電阻R最小值為 aNaNaNRIEUIEURmax4.3.4 倒拉反轉(zhuǎn)運(yùn)行倒拉反轉(zhuǎn)運(yùn)行 這種制動(dòng)方法一般發(fā)生在提升重物轉(zhuǎn)為下放重這種制動(dòng)方法一般發(fā)生在提升重物轉(zhuǎn)為下放重物的情況下，負(fù)載是位能性的

8、。在電樞回路中物的情況下，負(fù)載是位能性的。在電樞回路中串入足夠大的電阻串入足夠大的電阻R，在剛串接的一瞬間，轉(zhuǎn)，在剛串接的一瞬間，轉(zhuǎn)速不能突變，工作點(diǎn)以速不能突變，工作點(diǎn)以A點(diǎn)突變到對(duì)應(yīng)的人為點(diǎn)突變到對(duì)應(yīng)的人為機(jī)械特性機(jī)械特性B點(diǎn)上，這時(shí)由于電磁轉(zhuǎn)矩點(diǎn)上，這時(shí)由于電磁轉(zhuǎn)矩TTL，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速將不斷下降，當(dāng)下降到電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速將不斷下降，當(dāng)下降到C點(diǎn)，點(diǎn)，n=0，電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩TTL，電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)矩作用下倒拉著，電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)矩作用下倒拉著電機(jī)開始向相反方向旋轉(zhuǎn)電機(jī)開始向相反方向旋轉(zhuǎn) 電樞電流為電樞電流為 RREURREUIaaaaa)(4.3.5 回饋制動(dòng)回饋制動(dòng) 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)在電動(dòng)狀態(tài)下提升重物

9、時(shí)，如他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)在電動(dòng)狀態(tài)下提升重物時(shí)，如果反接電樞，就有可能過渡到機(jī)械特性的第四象限果反接電樞，就有可能過渡到機(jī)械特性的第四象限運(yùn)行，此時(shí)電動(dòng)機(jī)便在回饋制動(dòng)狀態(tài)下勻速下放重運(yùn)行，此時(shí)電動(dòng)機(jī)便在回饋制動(dòng)狀態(tài)下勻速下放重物。他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)在回饋制動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速方向應(yīng)與物。他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)在回饋制動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速方向應(yīng)與理想空載轉(zhuǎn)速方向一致，理想空載轉(zhuǎn)速方向一致， 與的方向與電動(dòng)狀態(tài)時(shí)與的方向與電動(dòng)狀態(tài)時(shí)一樣，但電機(jī)轉(zhuǎn)速高于理想空載轉(zhuǎn)速，即電樞電勢(shì)一樣，但電機(jī)轉(zhuǎn)速高于理想空載轉(zhuǎn)速，即電樞電勢(shì)高于外加電壓，電樞電流是電樞電勢(shì)克服了外加電高于外加電壓，電樞電流是電樞電勢(shì)克服了外加電壓產(chǎn)生的。壓產(chǎn)生的。 此時(shí)，與電動(dòng)狀態(tài)相比，電樞電流已經(jīng)反向，電磁此時(shí)，與電動(dòng)狀態(tài)相比，電樞電流已經(jīng)反向，電磁轉(zhuǎn)矩也反向，由電動(dòng)狀態(tài)時(shí)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩變?yōu)橹苿?dòng)轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)矩也反向，由電動(dòng)狀態(tài)時(shí)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩變?yōu)橹苿?dòng)轉(zhuǎn)矩。因而，這時(shí)電機(jī)吸收機(jī)械能，輸出電能，具有發(fā)電并向因而，這時(shí)電機(jī)吸收機(jī)械能，輸出電能，