電機(jī)與拖動(dòng)：第三章 直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)

1、第三章 直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)第一節(jié) 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是指電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n與電磁轉(zhuǎn)矩T 的關(guān)系 n=f(Te)一、機(jī)械特性方程式 2理想空載轉(zhuǎn)速 電動(dòng)機(jī)實(shí)際空載轉(zhuǎn)速 電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載后的轉(zhuǎn)速降 當(dāng)電樞電流較大時(shí)，由于飽和的影響，產(chǎn)生去磁作用。磁通降低，轉(zhuǎn)速就要回升，機(jī)械特性在負(fù)載大時(shí)呈上翹現(xiàn)象。3例3-1 一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)額定功率PN=96KW，額定電壓UN=440V，額定電流IN=250A，額定轉(zhuǎn)速nN=500r/min，電樞回路總電阻Ra=0.078，忽略電樞反應(yīng)的影響，求： （1）理想空載轉(zhuǎn)速n0； （2）固有機(jī)械特性斜率。 解（1）理想空載轉(zhuǎn)速計(jì)算,電動(dòng)機(jī)的 理想空載

2、轉(zhuǎn)速 （2）斜率計(jì)算 斜率 4例3-2 某他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)額定功率PN=22KW，額定電壓UN=220V，額定電流IN=115A，額定轉(zhuǎn)速nN=1500r/min，電樞回路總電阻Ra=0.1，忽略空載轉(zhuǎn)矩T0，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載TL=0.85TN（TN為額定電磁轉(zhuǎn)矩）運(yùn)行，穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、電樞電流及電動(dòng)勢(shì)多大？解理想空載轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速降負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)速降5電機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速電樞電流電樞電動(dòng)勢(shì)或他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)固有機(jī)械特性具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：見(jiàn)書(shū)P51頁(yè)0TNTsn0nNNT6二、固有機(jī)械特性與人為機(jī)械特性 當(dāng)他勵(lì)電動(dòng)機(jī)電壓及磁通均為額定值時(shí)，電樞沒(méi)有串聯(lián)電阻時(shí)的機(jī)械特性稱(chēng)為固有機(jī)械特性。 （一）電樞串聯(lián)電

3、阻時(shí)的人為機(jī)械特性 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)固有機(jī)械特性電樞串聯(lián)電阻時(shí)的人為機(jī)械特性721FFFN（二）改變電壓時(shí)的人為機(jī)械特性 電壓不同時(shí)的人為機(jī)械特性（三）減弱電動(dòng)機(jī)磁通時(shí)的人為機(jī)械特性 8三、機(jī)械特性的繪制（一）固有機(jī)械特性的繪制其中 固有機(jī)械特性是一條直線，只要求出線上兩個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，就可繪出這條直線。一般選擇理想空載及額定運(yùn)行兩點(diǎn)較為方便。理想空載點(diǎn)從上式中看出，如果能知道額定電樞電動(dòng)式EaN 或者知道電樞回路電阻Ra,便可算出來(lái)，從而計(jì)算出理想的空載轉(zhuǎn)速n0。有兩種計(jì)算方法。1、根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估算出額定的電樞電動(dòng)勢(shì)EaN 其中小容量電機(jī)取小的系數(shù)，一般中等容量電機(jī)取0.95左右。9 還有一種估算方法

4、，簡(jiǎn)單實(shí)用。它取電機(jī)工作在最大效率時(shí)候?yàn)轭~定工作點(diǎn)。此時(shí)可變損耗=不變損耗，也可以定義為總損耗=2*可變損耗。即， 則 2、根據(jù)所選直流電動(dòng)機(jī)，實(shí)測(cè)它的電樞回路電阻Ra 注意，直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)抽上輸出轉(zhuǎn)矩T2N為 其中PN是額定功率，單位為kW。nN是額定轉(zhuǎn)速，單位r/min。T2N與TN二者不相等，相差T0。55頁(yè)上邊公式有誤10總之，根據(jù)銘牌數(shù)據(jù)求電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性，可按如下的次序進(jìn)行：（1）估算EaN或?qū)崪y(cè)Ra；（2）計(jì)算 ； （3）求n0；（4）計(jì)算TN；在坐標(biāo)紙上標(biāo)出（n0，0），（nN,TN）兩點(diǎn)，過(guò)此兩點(diǎn)聯(lián)成直線，即為該直流電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性。例3-3 一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)

5、據(jù)為：額定容量PN=50kW，額定電壓UN=220V，額定電流IN=250A，額定轉(zhuǎn)速nN=1150r/min，試計(jì)算其固有機(jī)械特性。解（1）估算額定電樞電勢(shì)EaN 根據(jù)額定容量知道，這臺(tái)電動(dòng)機(jī)屬于中等容量電機(jī)，取 11（2）計(jì)算CeN（3）計(jì)算n0（4）計(jì)算TN 于是得到固有機(jī)械特性上的兩個(gè)特殊點(diǎn)：理想空載點(diǎn)（ 0 ，1208.8 ），額定工作點(diǎn)（434.5 ，1150 ）。即可畫(huà)出這臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性。12（二）人為機(jī)械特性的繪制 各種人為機(jī)械特性的計(jì)算較為簡(jiǎn)單，只要把相應(yīng)的參數(shù)值代入相應(yīng)的人為機(jī)械特性方程式即可。 例3-3 一臺(tái)Z2 型他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)為：試計(jì)算其機(jī)械特性

6、。 解理想空載點(diǎn)額定點(diǎn)13第二節(jié) 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)一、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法如直接加額定電壓起動(dòng)，Ia 可能突增到額定電流的十多倍 特性圖電路圖14二、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電阻的計(jì)算（一）圖解解析法1繪制固有機(jī)械特性 2選取起動(dòng)過(guò)程中的最大電流 I1與電阻切除時(shí)的切換電流 I2 （或T1 與T2）3畫(huà)出分級(jí)起動(dòng)特性圖 1516（二）解析法在b點(diǎn) 切換在c點(diǎn) 兩級(jí)起動(dòng)時(shí) 推廣到m級(jí)起動(dòng)的一般情況 稱(chēng)為起動(dòng)電流比nb=nc，Eb=Ec17例補(bǔ)一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)為： 試用解析法計(jì)算四級(jí)起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)電阻值。 解已知起動(dòng)級(jí)數(shù)m=4 選擇18各分段電阻如下 ：則各級(jí)起動(dòng)總電阻如下： 19二、

7、 降壓?jiǎn)?dòng)降壓電源電源電壓到U，啟動(dòng)電流 負(fù)載TL已知，根據(jù)啟動(dòng)條件的要求，可以確定電壓U的大小。有時(shí)為了保持啟動(dòng)過(guò)程中電磁轉(zhuǎn)矩一直較大及電樞電流一直較小，可以逐漸升高電壓U，直至最后升到UN。實(shí)際上，電源電壓由于可以連續(xù)升高，所以啟動(dòng)更快、更穩(wěn)。 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)空載啟動(dòng)或拖動(dòng)反抗性轉(zhuǎn)矩負(fù)載啟動(dòng)，改變電源電壓U的方向或改變勵(lì)磁電流的方向，電動(dòng)機(jī)都要反向啟動(dòng)。然后穩(wěn)定運(yùn)行。例3-420第三節(jié) 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)1）電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)速的方向相同，此時(shí)電網(wǎng)向電動(dòng)機(jī)輸入電能，并變?yōu)闄C(jī)械能以帶動(dòng)負(fù)載。 2） 制動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的方向相反，此時(shí)，用電動(dòng)機(jī)吸收機(jī)械能并轉(zhuǎn)化為電能。

8、 一、能耗制動(dòng) 21能耗制動(dòng)時(shí)，因而其機(jī)械特性方程式為能耗制動(dòng)的機(jī)械特性曲線是通過(guò)原點(diǎn)0的一條直線 22假定制動(dòng)前電動(dòng)機(jī)在固有機(jī)械特性的A點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。開(kāi)始切換到能耗制動(dòng)瞬間，轉(zhuǎn)速nA不能突變，電動(dòng)機(jī)從工作點(diǎn)A過(guò)渡到能耗制動(dòng)機(jī)械特性的B點(diǎn)上。因B點(diǎn)電磁轉(zhuǎn)矩TB0，拖動(dòng)系統(tǒng)在轉(zhuǎn)矩TB和TL相同方向的作用下迅速減速，運(yùn)行點(diǎn)沿能耗制動(dòng)機(jī)械特性下降，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的絕對(duì)值也隨之減小，直到原點(diǎn)0，電磁轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速都降到0，拖動(dòng)系統(tǒng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。電樞回路外串電阻的最小值為 用例3-5說(shuō)明 23圖（a)為電壓反接（又稱(chēng)電源反接）制動(dòng)時(shí)的接線圖，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合在電源側(cè)時(shí)，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載在固有機(jī)械特性的A點(diǎn)運(yùn)行，如

9、圖（b）直線1所示。制動(dòng)時(shí)，將電源電壓反極性，同時(shí)電樞回路中串入了電阻RC。這時(shí)，U=-UN,電樞回路總電阻為Ra+RC，=N。電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性方程式為(一)電壓反接制動(dòng)二、反接制動(dòng)24這種制動(dòng)是通過(guò)把電源電壓極性反接實(shí)現(xiàn)的，所以稱(chēng)為電壓反接制動(dòng)，或電樞反接制動(dòng)。25電壓反接制動(dòng)時(shí)，U=-UN0,Ea=0,電樞電流為: 在電壓反接制動(dòng)過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)從軸上輸入的機(jī)械功率，扣除空載損耗功率后即轉(zhuǎn)變電功率，這部分功率和從電源輸入的電功率，兩者都消耗在電樞回路的電阻上。 如果制動(dòng)前電動(dòng)機(jī)在固有機(jī)械特性上運(yùn)行， 為了把電樞點(diǎn)電流限制在最大允許值Iamax，電樞外串電阻的最小值為26 對(duì)同一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，由換

10、向條件決定的最大允許電樞電流Iamax只有一個(gè)，所以采用電壓反接制動(dòng)時(shí)，電樞回路外串電阻的最小值差不多比采用能耗制動(dòng)增大了1倍，機(jī)械特性的斜率也幾乎比能耗制動(dòng)時(shí)增大了1倍，如圖所示的機(jī)械特性（圖中直線2和3）。 由圖不難看出，如果制動(dòng)開(kāi)始時(shí)有2種制動(dòng)方法的電樞電流都等于最大允許值Iamax，那么在制動(dòng)停車(chē)過(guò)程中，電壓反接制動(dòng)的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩比能耗制動(dòng)大，因此制動(dòng)停車(chē)的時(shí)間短。但是采用電壓反接制動(dòng)，不如能耗制動(dòng)容易實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確停車(chē)。 27(二)電動(dòng)勢(shì)反接制動(dòng)（倒拉反接，位能負(fù)載） 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)位能性負(fù)載，電動(dòng)機(jī)工作在正向電動(dòng)狀態(tài)，工作點(diǎn)在固有機(jī)械特性（圖中直線1）的A點(diǎn)，以轉(zhuǎn)速nA提升重物，如圖中第

11、象限所示。為了降低下放重物，將電阻RC串入電樞回路中。（書(shū)P64第1行有誤） 因此，電動(dòng)機(jī)將從固有機(jī)械特性1的A點(diǎn)過(guò)渡到人為機(jī)械特性（圖中直線3）上的E點(diǎn)。 電動(dòng)機(jī)在第象限的F點(diǎn)運(yùn)行時(shí)，T0,nn02，所以EaU1,電樞電流將改變方向，Ia0，電磁轉(zhuǎn)矩T=TB0與n的方向相反，成為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入再生發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)。在T與TL的作用下，電動(dòng)機(jī)減速，運(yùn)行點(diǎn)沿機(jī)械特性曲線2位于第象限的BC段變化。至C點(diǎn)，n=n01，Ea=U1,Ia及T均降到0，再生發(fā)電制動(dòng)結(jié)束。 30電動(dòng)機(jī)回饋制動(dòng)電路圖(帶位能負(fù)載)（三）位能負(fù)載下放重物時(shí)的再生發(fā)電制動(dòng)（反向回饋制動(dòng)）當(dāng)起重機(jī)把重物提升到一定的高度時(shí)，如欲停

12、止提升，可切斷電動(dòng)機(jī)電源，同時(shí)施以機(jī)械閘，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=0,重物被吊在空中。31 為了高速下放重物，在松開(kāi)機(jī)械閘后轉(zhuǎn)速由正向變成反向旋轉(zhuǎn)，即反向啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)。此時(shí)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性位于第象限，電動(dòng)機(jī)工作在反向電動(dòng)狀態(tài)，如下圖所示。在反向啟動(dòng)的過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩T0,兩者反向一致，都是拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩。在它們的共同作用下，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速迅速升高。運(yùn)行點(diǎn)從電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的A點(diǎn)向B點(diǎn)變化。隨著反向轉(zhuǎn)速的升高， 增大，減小，也相應(yīng)減小，直到B點(diǎn)，n=n0,Te=0,但在位能負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL作用下系統(tǒng)仍將繼續(xù)反向升速。 當(dāng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入第象限。此時(shí), ,電樞電流改變了反向，Ia 0,電磁轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)改變方向，稱(chēng)為制動(dòng)

13、轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)變成再生發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)。 32 由于電磁轉(zhuǎn)矩的制動(dòng)作用，重物下降的加速度減少，并且隨著 增加，電磁轉(zhuǎn)矩不斷的加大，制動(dòng)作用不斷的加強(qiáng)，重物下降的加速度也越來(lái)越小，知道B點(diǎn)，Te=TL,電動(dòng)機(jī)以轉(zhuǎn)速nB穩(wěn)定運(yùn)行，重物以恒定的速度下降。這種再生發(fā)電制動(dòng)又稱(chēng)為反向回饋制動(dòng)。例題3-7；3-833他勵(lì)電動(dòng)機(jī)降壓、減速過(guò)程中回饋制動(dòng)特性例補(bǔ)一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)如下：（1）電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一個(gè)位能負(fù)載，在固有特性上作回饋制動(dòng)下放， ，求電動(dòng)機(jī)反向下放轉(zhuǎn)速。（2）電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)位能負(fù)載，作反接制動(dòng)下放， 時(shí)，轉(zhuǎn)速 ，求串接在電樞電路中的電阻值、電網(wǎng)輸入的功率、從軸上輸入的功率及電樞電路電阻上消耗

14、的功率。 （3）電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)反作用負(fù)載，從 進(jìn)行能耗制動(dòng)，若其最大制動(dòng)電流限制在100A，試計(jì)算串接在電樞電路中的電阻值。 34解 （1）電動(dòng)機(jī)反向下放轉(zhuǎn)速 （2）電樞電路總電阻 電樞串接電阻 電網(wǎng)輸入功率 電樞電路電阻上消耗的功率 35軸上功率（為負(fù)值，表示從軸上輸入功率） （3）能耗制動(dòng)時(shí)最大電流出現(xiàn)在制動(dòng)開(kāi)始時(shí)，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 電樞電路總電阻 電樞電路串接電阻 36四、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的各種運(yùn)行狀態(tài)分析他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械性方程式的一般形式為當(dāng)按規(guī)定的正方向用曲線表示機(jī)械特性時(shí)，電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性及人為機(jī)械特性將位于直角坐標(biāo)系的四個(gè)象限之中。在 ,象限內(nèi)為電動(dòng)狀態(tài)，, 象限內(nèi)為制動(dòng)狀態(tài)。電

15、動(dòng)機(jī)的負(fù)載有反抗性負(fù)載、位能性負(fù)載以及風(fēng)機(jī)泵類(lèi)負(fù)載等。它們的機(jī)械特性也位于直角坐標(biāo)系的四個(gè)象限之中。在電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性與負(fù)載機(jī)械特性的交點(diǎn)處 電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，該交點(diǎn)為電動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)。所謂運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)就是指電動(dòng)機(jī)在各種情況下穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的工作狀態(tài)。下圖表示了他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的各種狀態(tài)。3738例補(bǔ) 一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)為：電樞繞組的電阻電刷接觸壓降設(shè)電動(dòng)機(jī)原來(lái)在額定轉(zhuǎn)速和額定負(fù)載下運(yùn)行，在負(fù)載的總制動(dòng)轉(zhuǎn)矩（包括損耗轉(zhuǎn)矩）保持不變的情況下，試求（1）在電樞回路中突然串入電阻R=0.0743,求串入電阻最初瞬間和達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的電樞電流和轉(zhuǎn)速分別是多少？（2）減少電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流，使磁通 減少10%，當(dāng)達(dá)

16、到穩(wěn)定時(shí)的電樞電流和轉(zhuǎn)速分別是多少？39解（1）電樞回路中突然串入電阻R最初瞬間穩(wěn)態(tài)時(shí)（2）磁通 減少為原來(lái)的0.940第四節(jié) 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 采用一定的方法來(lái)改變生產(chǎn)機(jī)械的工作速度，以滿(mǎn)足生產(chǎn)的需要，這種方法通常稱(chēng)為調(diào)速。問(wèn)題：直流電動(dòng)機(jī)有幾種調(diào)速方法？U、R、 一、調(diào)速指標(biāo) 調(diào)速方法最主要的有兩大指標(biāo)：即技術(shù)指標(biāo)與經(jīng)濟(jì)指標(biāo) （一）調(diào)速的技術(shù)指標(biāo) 1. 調(diào)速范圍 不同生產(chǎn)機(jī)械要求的調(diào)速范圍是不同的，例如車(chē)床D20120，龍門(mén)刨床D1040，機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)D5200，軋鋼機(jī)D3120，造紙機(jī)D320等 41不同機(jī)械特性下的靜差率 2靜差率（或稱(chēng)相對(duì)穩(wěn)定性） 電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性愈硬，則靜差率

17、愈小，相對(duì)穩(wěn)定性就愈高。 調(diào)速范圍D與低速靜差率%間的關(guān)系允許的轉(zhuǎn)速降 423平滑性 在一定的調(diào)速范圍內(nèi)，調(diào)速的級(jí)數(shù)愈多則認(rèn)為調(diào)速愈平滑。 值愈接近于1，則平滑性愈好。時(shí)稱(chēng)為無(wú)級(jí)調(diào)速，即轉(zhuǎn)速連續(xù)可調(diào)，級(jí)數(shù)接近無(wú)窮多，此時(shí)調(diào)速的平滑性最好。 4調(diào)速時(shí)的容許輸出（或調(diào)速時(shí)的功率與轉(zhuǎn)矩）容許輸出是指電動(dòng)機(jī)在得到充分利用的情況下，在調(diào)速過(guò)程中軸上所能輸出的功率和轉(zhuǎn)矩。 平滑系數(shù)：43（二）調(diào)速的經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 調(diào)速的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)決定于調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)備投資及運(yùn)行費(fèi)用，而運(yùn)行費(fèi)用又決定于調(diào)速過(guò)程的損耗，它可用設(shè)備的效率來(lái)說(shuō)明。 例補(bǔ) 一直流調(diào)速系統(tǒng)采用改變電源電壓調(diào)速，已知電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速 ，高速機(jī)械特性的理想空載轉(zhuǎn)

18、速 如果額定負(fù)載下低速機(jī)械特性的轉(zhuǎn)速 ，而相應(yīng)的理想空載轉(zhuǎn)速 。（1）試求出電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下運(yùn)行的調(diào)速范圍D和靜差率 ；（2）如果生產(chǎn)工藝要求靜差率 20%，則此時(shí)額定負(fù)載下能達(dá)到的調(diào)速范圍是多少？還能否滿(mǎn)足原有的要求？ 44解 （1）低速靜差率 （2）不能滿(mǎn)足原有調(diào)速范圍的要求45他勵(lì)、并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)負(fù)載運(yùn)行時(shí)，保持電源電壓及勵(lì)磁電流為額定值不變，在電樞回路中串入不同的電阻值，電動(dòng)機(jī)將運(yùn)行于不同的轉(zhuǎn)速，如圖所示，圖中的負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。二、電樞串電阻調(diào)速 從圖可以看到，當(dāng)電樞回路串入電阻R時(shí)，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線的斜率 將增大。 電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性曲線和負(fù)載的機(jī)械特性曲線的交點(diǎn)將下移，即電

19、機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行轉(zhuǎn)速降低。電樞回路串入的電阻值R越大，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線的斜率越大，和負(fù)載的機(jī)械特性曲線的交點(diǎn)越下移，電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行轉(zhuǎn)速越低。 46 如圖中串入的電阻值R2R1,交點(diǎn)C的轉(zhuǎn)速nC低于交點(diǎn)B的轉(zhuǎn)速nB，它們都比原來(lái)沒(méi)有外串電阻的交點(diǎn)A的轉(zhuǎn)速n低。 通常把電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于固有機(jī)械特性上的轉(zhuǎn)速稱(chēng)為基速,那么電樞回路串電阻調(diào)速方法的調(diào)速范圍只能在基速與零轉(zhuǎn)速之間調(diào)節(jié)。電樞回路串電阻調(diào)速時(shí)，如果拖動(dòng)的是恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載TL，根據(jù)電磁轉(zhuǎn)矩公式 不管電樞回路串多大電阻，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行與多大轉(zhuǎn)速下，電動(dòng)機(jī)電樞電流Ia的大小將不變?？梢?jiàn)電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁磁通保持恒定并忽略電樞反應(yīng)去磁效應(yīng)的情況下，電樞電流Ia的大小取決于負(fù)

20、載轉(zhuǎn)矩TL。TL大，Ia也大；TL小，Ia也??；TL不變，Ia也不變。電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載采用電樞回路串電阻調(diào)速時(shí)，雖然電樞電流大小不變，但轉(zhuǎn)速越低，串入電阻上的損耗 將越大，電動(dòng)機(jī)的效率越低。 47降低電源電壓的調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性方程式為晶閘管整流器供電的直流調(diào)速系統(tǒng)三、 改變電樞電源電壓調(diào)速48例題3-9 一條他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的額定功率PN=125kw，額定電壓UN=220v，額定電流IN=630A，額定轉(zhuǎn)速nN=1000r/min，電樞回路總電阻Ra=0.01484，電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載運(yùn)行。若要求轉(zhuǎn)速調(diào)到420r/min，求：（1)采用電樞串電阻調(diào)速時(shí)，電樞回路需串入多大電阻？該轉(zhuǎn)速下電動(dòng)機(jī)

21、的效率？（2）采用改變電樞電源電壓調(diào)速時(shí)，電樞電源電壓應(yīng)調(diào)到多少伏？電機(jī)的效率？解：（1） 電樞回路串入電阻值及效率的計(jì)算49電樞電源電壓即效率的計(jì)算50四、弱磁調(diào)速 弱磁調(diào)速電路示意圖較大容量系統(tǒng)小容量系統(tǒng)弱磁調(diào)速時(shí)，機(jī)械特性方程式是 ：例3-10見(jiàn)73頁(yè)51 弱磁調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)是，在功率較小的勵(lì)磁電路中進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制方便，能量損耗小，調(diào)速的平滑性較高。由于調(diào)速范圍不大，常和額定轉(zhuǎn)速以下的降壓調(diào)速配合應(yīng)用，以擴(kuò)大調(diào)整范圍。 減弱磁通時(shí)的電樞電流、轉(zhuǎn)速、磁通變化曲線52五、恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式與恒功率調(diào)速方式 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式是指在某種調(diào)速方法中，保持電樞電流Ia=IN不變，若該電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩恒定不變，則

22、稱(chēng)這種調(diào)速方式為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式。他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電樞回路串電阻調(diào)速和改變電樞電源電壓調(diào)速就屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式；恒功率調(diào)速方式是指在某種調(diào)速方法中，若該電動(dòng)機(jī)電磁功率恒定不變，則稱(chēng)這種調(diào)速方式為恒功率調(diào)速方式。他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)弱磁調(diào)速就屬恒功率調(diào)速方式。 電動(dòng)機(jī)采用恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式時(shí)，如果拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行，并且使電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩相等，那么不論運(yùn)行在什么轉(zhuǎn)速下，電動(dòng)機(jī)的電樞電流Ia=IN不變，此時(shí)電動(dòng)機(jī)得到了充分利用，則這種恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式與恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的配合是合適的，也稱(chēng)相匹配。53 電動(dòng)機(jī)采用恒功率（書(shū)有誤）調(diào)速方式時(shí)，如果拖動(dòng)恒功率負(fù)載運(yùn)行，并且使電磁功率PM為額定值不變，那么不論運(yùn)行在什么轉(zhuǎn)速下，電動(dòng)機(jī)的電樞電流Ia=IN不變，電動(dòng)機(jī)被充分利用，則恒功率調(diào)速方式與恒功率負(fù)載相匹配。 電動(dòng)機(jī)采用恒功率調(diào)速方式時(shí)，如果拖動(dòng)恒功率負(fù)載運(yùn)行時(shí)，假如讓電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)行時(shí)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩等于電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)的電樞電流等于額定電流，此時(shí)電動(dòng)機(jī)利用是充分的。但當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行在高速時(shí)，由于負(fù)載是恒功率的，高速時(shí)轉(zhuǎn)矩TL 小。因此電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩T就小于額定轉(zhuǎn)矩TN。而恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速時(shí)磁通不變，電磁轉(zhuǎn)矩T減小，電樞電流Ia也必然減小，結(jié)果IaIN ，電動(dòng)機(jī)的利用就不充分了。這種情況就叫電動(dòng)機(jī)調(diào)速方式與所拖動(dòng)的負(fù)載不匹配。從以上分析可看出，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)恒功率負(fù)載采用恒