直流电机的电力拖动m.ppt
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1、1,第 4 章 直流电机的电力拖动,4.2 他励直流电动机的启动和反转,4.3 他励直流电动机的调速,4.4 他励直流电动机的制动,4.5 串励直流电动机的电力拖动,4.1 他励直流电动机的机械特性,2,4.1 他励直流电动机的机械特性,当 Ua、Ra、If=常数时:n=f(T),机械特性,=n0 T=n0n,理想空载转速,机械特性的硬度,4.1.1 固有特性,3,4.1.1 固有特性,n0,N,nN,TN,M,nM,TM,1.增加电枢电路电阻时的人为特性,n0,RaRa,(RaRr),即机械特性变软。,4.1 他励直流电动机的机械特性,N 点:额定状态。M 点:临界状态。,4.1.2 人为特
2、性,4,2.降低电枢电压时的人为特性,n0,n0,Ua,n0,但、不变,机械特性的硬度不变。,UaUa,3.减小励磁电流时的人为特性(弱磁),n0,n0,IfIf,If,n0,、,机械特性变软。,4.1 他励直流电动机的机械特性,4.1.2 人为特性,5,4.1 他励直流电动机的机械特性,4.1.3 电力拖动系统稳定运行的条件,(1)电动机的机械特性与负载的机械特性必须有交点,该点处TTL,实现转矩平衡(必要条件)。,(2)在交点处,满足dT/dn dTL/dn(充分条件)。,6,4.1 他励直流电动机的机械特性,4.1.3 电力拖动系统稳定运行的条件,某他励直流电动机数据如下:PN60kW,
3、UN220V,IN350A,nN1000r/min。试求:,(1)固有的机械特性表达式。,(3)转速为1050r/min时的电枢电流值。,(2)50额定负载时的转速。,(4)电枢回路串R0.4时的人为机械特性表达式。,(5)端电压U110V时的人为机械特性表达式。,(6)磁通为0.8 N时的人为机械特性表达式。,7,4.1 他励直流电动机的机械特性,4.1.3 电力拖动系统稳定运行的条件,(1)求固有的机械特性表达式。,解:,8,4.1 他励直流电动机的机械特性,4.1.3 电力拖动系统稳定运行的条件,(2)求50额定负载时的转速。,解:,(3)求转速为1050r/min时的电枢电流值。,(4
4、)求电枢回路串R0.4时的人为机械特性表达式。,9,4.1 他励直流电动机的机械特性,4.1.3 电力拖动系统稳定运行的条件,(5)求端电压U110V时的人为机械特性表达式。,解:,(6)求磁通为0.8 N时的人为机械特性表达式。,10,4.2 他励直流电动机的启动和反转,起动性能 起动电流 IST 起动转矩 TST 直接起动 起动瞬间:n=0,E=0,,对于他励电动机,换向决不允许!,需要可调直流电源。,4.2.1 他励直流电动机的启动,1.降低电枢电压起动,11,4.2 他励直流电动机的启动和反转,4.2.1 他励直流电动机的启动,2.增加电枢电阻启动,1.降低电枢电压启动,(1)起动过程
5、,12,以此类推,若启动级数为m,则RmmRa,4.2 他励直流电动机的启动和反转,4.2.1 他励直流电动机的启动,2.增加电枢电阻启动,(2)启动电阻计算,各级启动电阻的计算,应该在启动过程中以最大启动电流I1及切换电流I2不变为原则。对普通型直流电动机通常取,I12IN2.5IN,I21.1IN1.2IN,令I1/I2,称为启动电流比。,利用转速不能突变的特性,得到电阻切换瞬间,电枢压降是相等的结论可得到,I2R3 I1R2,R3 R2,R3 3Ra,说明,13,4.2 他励直流电动机的启动和反转,4.2.1 他励直流电动机的启动,2.增加电枢电阻启动,(2)启动电阻计算,计算启动电阻时
6、可能有以下两种情况:,情况一:启动级数尚未确定。可以按照下面步骤计算启动电阻。,根据电动机的铭牌数据估算,即,根据生产机械对启动时间、启动的平稳性以及电动机的最大允许电流,确定I1及I2,并计算Rm及,及,14,4.2 他励直流电动机的启动和反转,4.2.1 他励直流电动机的启动,2.增加电枢电阻启动,(2)启动电阻计算,由Ra、Rm及,按下式计算启动级数,即,应该把求出的m凑成整数m。,由m求出新的启动电流比,即,15,4.2 他励直流电动机的启动和反转,4.2.1 他励直流电动机的启动,2.增加电枢电阻启动,(2)启动电阻计算,计算各段启动电阻,即,16,4.2 他励直流电动机的启动和反转
7、,4.2.1 他励直流电动机的启动,2.增加电枢电阻启动,(2)启动电阻计算,情况二:启动级数m已知。可以根据电动机最大允许电流确定I1并计算,即,由求得的可以计算出I2 I2/,然后校核I2,一般情况下I2应在1.1IN1.2IN的范围内,如果不在规定范围之内,应增加级数,重新计算和I2,直到满足要求为止,然后按情况一的第五步的公式计算各级启动电阻。,17,4.2 他励直流电动机的启动和反转,4.2.1 他励直流电动机的启动,他励直流电动机额定数据如下:PN29kW,UN440V,IN76.2A,nN1000r/min。采用三级启动,最大启动电流为2IN。试计算各段启动电阻值。,解:,估算电
8、枢电阻为,最大启动电流为I12IN276.2152.4A,18,4.2 他励直流电动机的启动和反转,4.2.1 他励直流电动机的启动,启动时各级电枢回路电阻为,各级启动电阻为,4.2.2 他励直流电动机的反转,19,Ua,Ra,4.3 他励直流电动机的调速,4.3.1 改变电枢电阻调速,20,4.3 他励直流电动机的调速,4.3.2 改变电枢电压调速,4.3.3 弱磁调速,4.3.4 调速的性能指标,1.调速范围,调速范围是指电动机在额定负载下调速,其最高转速nmax与最低转速nmin之比,用D表示,即D nmax/nmin.,21,4.3 他励直流电动机的调速,4.3.4 调速的性能指标,2
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