第2章直流電力拖動(dòng)原理

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1、§2直流電力拖動(dòng)原理總的思路：如何建立基本方程及用其解釋拖動(dòng)機(jī)電現(xiàn)象§2－1運(yùn)動(dòng)方程式（轉(zhuǎn)矩平衡方程）對(duì)平面運(yùn)動(dòng)，有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)則為：其中：轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,：慣量半徑電動(dòng)機(jī)電動(dòng)運(yùn)行時(shí)，為負(fù)載轉(zhuǎn)矩，，轉(zhuǎn)速較高時(shí)常忽略。重要結(jié)論：（假定正向按電動(dòng)機(jī)慣例）轉(zhuǎn)矩平衡方程：考慮,D為慣量直徑，G＝mg。轉(zhuǎn)矩平衡方程的另一形式：勻速運(yùn)動(dòng)條件：。即電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)矩由負(fù)載轉(zhuǎn)矩決定，與電樞電壓、電樞回路電阻等無(wú)關(guān)。二、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的折算（閱讀）三、工作機(jī)械的負(fù)載性質(zhì)問(wèn)題：，是否與有關(guān)？的性質(zhì)：負(fù)載特性n=f()1、恒轉(zhuǎn)矩型：

2、

3、=C1、恒功率型：(立車(chē)主軸)2、通風(fēng)機(jī)型：四、拖動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行

4、條件必要條件：對(duì)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載：穩(wěn)定運(yùn)行于A時(shí)因擾動(dòng)n下降到B擾動(dòng)消失后，因B點(diǎn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)加速，工作點(diǎn)可回到A即擾動(dòng)使dn<0時(shí)，若,可返回若因擾動(dòng)n上升到C擾動(dòng)消失后，因C點(diǎn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)減速，工作點(diǎn)也可回到A即擾動(dòng)使dn>0時(shí)，若,可返回A為穩(wěn)定工作點(diǎn)。因擾動(dòng)n下降到B擾動(dòng)消失后，因B點(diǎn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)加速，工作點(diǎn)背離A，越升越高；即擾動(dòng)使dn>0時(shí)，若,不可返回若因擾動(dòng)n上升到C擾動(dòng)消失后，因C點(diǎn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)減速，工作點(diǎn)也背離A。即擾動(dòng)使dn<0時(shí)，若,不可返回A為不穩(wěn)定工作點(diǎn)。穩(wěn)定充分條件：對(duì)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，

5、穩(wěn)定充分條件為：§2－2直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)·起動(dòng)前應(yīng)有勵(lì)磁·起動(dòng)開(kāi)始時(shí)應(yīng)限流∵t=0時(shí)n=0、Ea=0∴無(wú)限流時(shí)，起動(dòng)電流以某直流電動(dòng)機(jī)參數(shù)為例：不限流時(shí)將使電機(jī)繞組、電刷和換向器燒壞。切記：工業(yè)直流電動(dòng)機(jī)不能加全電壓直接起動(dòng)。限流措施：1、電樞回路串接附加起動(dòng)電阻；為直流電動(dòng)機(jī)電流短時(shí)允許過(guò)載倍數(shù)。2、降低電樞電壓；3、起動(dòng)過(guò)程中保持不變，產(chǎn)生允許的最大加速度，縮短起動(dòng)時(shí)間：·Rc隨n升高逐步切除，直到Rc＝0·或U隨n升高逐步增大，直到§2-3直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)調(diào)速：根據(jù)工作機(jī)械的要求人為改變電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行速度例：電動(dòng)汽車(chē)一、如何調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行速度考慮恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載：∵穩(wěn)

6、態(tài)時(shí)有：∴穩(wěn)態(tài)下n與Rc，U，φ有關(guān)1、電樞電路串附加電阻調(diào)速設(shè),串Rc時(shí)的機(jī)械特性特點(diǎn)·在不同的Rc下，不變；·斜率絕對(duì)值隨Rc增大而增大·：固有特性，：人為特性·所有人為特性均在固有特性之下∴調(diào)速只能在固有特性之下進(jìn)行。1、改變電樞電壓調(diào)速：設(shè),,機(jī)械特性特點(diǎn)：·與U成正比·斜率不變，與U無(wú)關(guān)·所有人為特性均在固有特性之下1、改變勵(lì)磁調(diào)速：，（弱磁調(diào)速）特點(diǎn)：·隨磁通下降而增大·斜率絕對(duì)值隨磁通下降而增大·轉(zhuǎn)速特性所有堵轉(zhuǎn)電流交與一點(diǎn)·機(jī)械特性：磁通下降，下降。·在有效負(fù)載范圍內(nèi)，人為機(jī)械特性在固有特性之上·對(duì)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，弱磁后，速度升高同時(shí)電流相應(yīng)也增大額定轉(zhuǎn)速以下：串

7、電阻或調(diào)壓調(diào)速；額定轉(zhuǎn)速以上：弱磁調(diào)速。一、他勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)的基本調(diào)速方式轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的機(jī)電過(guò)程直流電機(jī)調(diào)速的4個(gè)基本方程不考慮電樞電感的影響時(shí)調(diào)速動(dòng)態(tài)過(guò)程中在機(jī)械特性圖上相點(diǎn)(T,n)沿n=f(T)曲線的運(yùn)動(dòng)：1、改變電樞電路電阻增大；因機(jī)械能量不能突變，不變，不變·舊的平衡打破之后，系統(tǒng)有能力通過(guò)自身的調(diào)節(jié)穩(wěn)定在新的平衡點(diǎn)起調(diào)節(jié)作用的關(guān)鍵：Ea－發(fā)電機(jī)原理的重要性1、調(diào)壓調(diào)速：例2－1已知直流電動(dòng)機(jī)，0.5額定負(fù)載下將電樞電壓調(diào)至160V，求電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行速度。解：·電樞電阻的估算：·Ce的計(jì)算：(用電機(jī)固有參數(shù)計(jì)算)·3、調(diào)磁調(diào)速：弱磁時(shí)，因勵(lì)磁電路電磁時(shí)間常數(shù)影響，勵(lì)磁

8、電流不能突變，I、T的最大值均不可能達(dá)到；相點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡為曲線。因dT小，弱磁升速過(guò)渡過(guò)程較長(zhǎng)。一、選擇調(diào)速方式的基本依據(jù)1、調(diào)速范圍定義：額定負(fù)載下電機(jī)允許達(dá)到的最高轉(zhuǎn)速與保證不超過(guò)工作機(jī)械的最大允許靜差率條件下的最低轉(zhuǎn)速之比：調(diào)速范圍：靜差率：允許最大靜差率：調(diào)速范圍和最大允許靜差率的關(guān)系：結(jié)論：對(duì)同一調(diào)速系統(tǒng)靜差率要求不同，則所能達(dá)到的調(diào)速范圍也不同；當(dāng)靜差率一定時(shí)，若要求擴(kuò)大調(diào)速范圍，則·（受限）·必須設(shè)法減小。1、電動(dòng)機(jī)負(fù)載能力的充分應(yīng)用負(fù)載能力：調(diào)速運(yùn)行中在額定電流狀態(tài)下，電動(dòng)機(jī)軸上輸出轉(zhuǎn)矩與輸出功率大小和變化規(guī)律。調(diào)壓調(diào)速：，與轉(zhuǎn)速成正比稱(chēng)為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。改變磁通調(diào)

9、速：稱(chēng)為恒功率調(diào)速。關(guān)于轉(zhuǎn)矩計(jì)算：二者相差空載轉(zhuǎn)矩。充分利用電動(dòng)機(jī)的負(fù)載能力：按負(fù)載性質(zhì)選擇調(diào)速方式。1、調(diào)速的平滑性〖略〗相鄰兩級(jí)轉(zhuǎn)速之比:；K＝1稱(chēng)為無(wú)級(jí)調(diào)速：調(diào)壓、調(diào)磁2、原始投資與運(yùn)行費(fèi)用的合理利用〖略〗§2－4直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)一、制動(dòng)運(yùn)行的基本特征1、產(chǎn)生與n相反的電磁轉(zhuǎn)矩2、電機(jī)的作用為：將運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)貯存的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，實(shí)現(xiàn)能量的迅速轉(zhuǎn)移結(jié)論：制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)本質(zhì)上為發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。與發(fā)電機(jī)運(yùn)行的差異：1、輸入能量有限2、機(jī)電能量轉(zhuǎn)換不是目的，而是一種能量轉(zhuǎn)移的手段一、分類(lèi)一、他勵(lì)直流