直流电动机的电力拖动修改.ppt
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1、第二章直流电动机的电力拖动,第一节 他励直流电动机的机械特性,第二节 电力拖动系统稳定运行的条件,第三节 他励直流电动机的起动,第四节 直流电动机电力拖动系统的过渡过程,第五节 他励直流电动机的制动,第六节 他励直流电动机的调速,第七节 串励直流电动机的电力拖动,第一节 他励直流电动机的机械特性,机械特性:n=f(T).,他励直流电动机的机械特性是指在电枢电压、励磁电流、电枢总电阻均为常数的条件下,电动机的转速 n 与电磁转矩T的关系曲线:n=f(T)。,一、机械特性方程式,忽略电枢反应时,根据图中给出的正方向,可列出电枢回路的电压平衡方程式,他励直流电动机拖动系统,由电机学知,电动机产生的电
2、磁转矩及电枢电动势分别为:,联解上述方程,整理后可得,式中:,电枢电阻;,电枢回路外串电阻;,电动势常数;,转矩常数;,当、及 都保持为常数时,上式表示的就是 n 与 T 之间的函数关系,即他励直流电动机的机械特性方程式。,可以把式(2-1)写成如下形式,式中:理想空载转速,;,机械特性的斜率,,他励直流电动机的机械特性,A点:理想空载点,B点:堵转点,实际空载转速 为:,二、固有机械特性,电动机本身固有的特性称为固有机械特性。它应具备的条件是:,电源电压,电枢所串电阻,励磁磁通,即得固有机械特性方程式:,固有机械特性也可表示为:,其中:,额定转速:,额定转速降:,他励直流电动机的固有机械特性
3、,n0,nN,nN,三、人为机械特性,1、电枢回路串电阻时的人为机械特性,电枢串电阻时的原理图和机械特性,Rc1Rc2,2、改变电源电压的人为机械特性,改变电源电压的原理图和机械特性 a)原理图 b)机械特性,UNU1U2U3,3、改变磁通的人为机械特性,N 123,四、根据电动机的铭牌数据计算和绘制机械特性,理想空载点:,已知:,额定工作点:,,平衡状态:当电动机电磁转矩与负载转矩 满足称该系统达到平衡状态。,第二节电力拖动系统稳定运行的条件,扰动:电网电压的波动;负载的变化。,平衡稳定:是指电力拖动系统原来处于一种平衡运行状态,在某扰动下离开了原来的平衡状态,在新的状态下达到了新的平衡,并
4、且在扰动消失后,还能回到原来的平衡状态。,当,暂时不变,根据,不变,不变,系统减速。,A点:,随着下降,增大,当时,系统达到新的平衡。,当负载扰动消失负载由,因此,系统加速。随着 升高,减小,直到,系统回到原来的平衡状态。因此这个平衡是稳定的,点称为稳定运行点。,平衡点:当,系统减速。随着 下降,相应下降,直到。点不是稳定运行点。,不稳定运行,对于一个电力拖动系统,稳定运行的充要条件是:,电机的机械特性与负载转距特性必须有交点,在交点处,在交点附近应有,稳定运行充分条件的判定,第三节 他励直流电动机的起动,一、起动过程分析,起动步骤:,1、建立磁场,2、加电枢电压。,直接起动的特点:起动电流大
5、、起动转矩大,因此起动方法有:降压起动和电枢串电阻起动,降低电源电压起动时的接线及机械特性,二、降压起动:,三、电枢回路串电阻分级起动,1.起动过程,起动过程电枢串电阻三级起动的接线图及机械特性(a)接线图 b)机械特性,a,g,f,e,d,c,b,起动开始,串入全部电阻,电枢加额定电压,段,起动转矩,加速。到点后,合上,电枢电流,运行点由,继续加速。到点后,合上,电枢电流由,运行点由,继续加速。,到点后,合上,电枢电流由,运行点由,继续加速,直到,电机稳定运行,起动过程结束。,2.起动电阻的计算,最大电流的选择:,切换电流的选择:,或:,起动级数的选择:,=24级,各级起动电阻的计算:,以及
6、不变为原则,两式相除得:,同理:,令:,则可得:,于是:,若m为分数,则取相应的较大整数,然后用此整数代入公式计算。,可得每级分段电阻值:,第四节 直流电动机电力拖动系统的过渡过程,过渡过程是指系统从一个稳定工作状态过渡到另一个稳定工作状态的过程,一、他励直流电动机过渡过程的数学分析,略去电磁惯性的影响,只考虑机械惯性对过渡过程的影响,假设在过渡过程中:,电源电压U恒定不变;,磁通恒定不变;,负载转矩TL保持常数不变,1、转速n的变化规律 n=f(t),机械特性上AB的过渡过程,已知电力拖动系统的运动方程式为:,他励电动机的机械方程式为:,即得:,式中:,为稳态点的转速,为机电时间常数,单位为
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