華中科技大學(xué)電機(jī)學(xué)直流電機(jī)PPT課件

1、2.1 2.1 概述概述 直流電機(jī)工作原理 直流電機(jī)額定值 直流電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)部件第1頁(yè)/共87頁(yè)2.1.1 2.1.1 直流電機(jī)工作原理直流電機(jī)工作原理 第2頁(yè)/共87頁(yè)2.1.2 2.1.2 直流電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)部件直流電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)部件直流電機(jī)整體結(jié)構(gòu)第3頁(yè)/共87頁(yè)2.1.2 2.1.2 直流電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)部件直流電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)部件直流電機(jī)主磁極與換向極第4頁(yè)/共87頁(yè)2.1.2 2.1.2 直流電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)部件直流電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)部件直流電機(jī)機(jī)座第5頁(yè)/共87頁(yè)2.1.2 2.1.2 直流電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)部件直流電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)部件直流電機(jī)電樞沖片和電樞繞組第6頁(yè)/共87頁(yè)2.1.2 2.

2、1.2 直流電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)部件直流電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)部件直流電機(jī)換向器第7頁(yè)/共87頁(yè)2.1.2 2.1.2 直流電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)部件直流電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)部件直流電機(jī)電刷裝置第8頁(yè)/共87頁(yè)2.1.3 2.1.3 直流電機(jī)的額定值直流電機(jī)的額定值額定功率：PN，單位 W或kW額定電壓：UN，單位 V額定電流：IN，單位 A額定勵(lì)磁電壓：UfN，單位 V額定勵(lì)磁電流：IfN，單位 A額定轉(zhuǎn)速：nN，單位 r/min額定效率：N額定轉(zhuǎn)矩：TN，單位 Nm額定溫升：，單位C第9頁(yè)/共87頁(yè)2.2 2.2 直流電機(jī)電樞繞組直流電機(jī)電樞繞組基本特點(diǎn) 單疊繞組 單波繞組 第10頁(yè)/共87頁(yè)2.2.1 2.2.1

3、電樞繞組基本特點(diǎn)電樞繞組基本特點(diǎn)電樞繞組設(shè)計(jì)的基本要求電動(dòng)勢(shì)大，波形好電流大，產(chǎn)生并承受的電磁力和電磁轉(zhuǎn)矩大結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，連接可靠便于維修換向性能好 電樞繞組類(lèi)型疊繞組：?jiǎn)委B繞組和復(fù)疊繞組波繞組：?jiǎn)尾ɡ@組和復(fù)波繞組蛙繞組：疊繞組與波繞組的組合第11頁(yè)/共87頁(yè)2.2.1 2.2.1 電樞繞組基本特點(diǎn)電樞繞組基本特點(diǎn)基本概念繞組元件：兩端分別與兩片換向片連接的單匝或多匝線(xiàn)圈。元件邊：放在槽中切割磁力線(xiàn)、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效邊。上（下）元件邊：放在某一槽上（下）層。端接：元件槽外的部分（前端接、后端接）。第12頁(yè)/共87頁(yè)2.2.1 2.2.1 電樞繞組基本特點(diǎn)電樞繞組基本特點(diǎn)基本概念槽內(nèi)每層元件邊數(shù)：u

4、槽數(shù)Z與虛槽數(shù)Zi： Zi =uZ元件數(shù)S、換向片數(shù)K與虛槽數(shù)Zi：S=K= Zi第13頁(yè)/共87頁(yè)2.2.1 2.2.1 電樞繞組基本特點(diǎn)電樞繞組基本特點(diǎn)基本概念第一節(jié)距y1：兩個(gè)元件邊在電樞表面的跨距，用虛槽數(shù)表示極距：每個(gè)主磁極在電樞表面占據(jù)的距離，或相鄰兩主極間的距離，用弧長(zhǎng)或虛槽數(shù)表示。y1應(yīng)接近一個(gè)極距 ，且為整數(shù)。整距： y1= 短距： y1 第14頁(yè)/共87頁(yè)2.2.1 2.2.1 電樞繞組基本特點(diǎn)電樞繞組基本特點(diǎn)基本概念第二節(jié)距y2：與同一換向器相連的兩個(gè)元件，第一個(gè)元件的下元件邊到第二個(gè)元件的上元件邊在電樞表面的跨距，也常用虛槽數(shù)表示。疊繞組， y2 0;合成節(jié)距y：串聯(lián)的

5、兩個(gè)元件對(duì)應(yīng)邊在電樞表面的跨距，用虛槽數(shù)表示。y= y1+ y2換向器節(jié)距yK：與每個(gè)元件相連的兩個(gè)換向器在換向器表面的跨距，用換向片數(shù)表示。 y= yK第15頁(yè)/共87頁(yè)16第一節(jié)距 y1第二節(jié)距 y2合成節(jié)距 y換向節(jié)距 yK整數(shù)2i1pZyK21yyyy單疊繞組元件 右行左行單波繞組元件 右行pKyy1K左行pKyy1K右行第16頁(yè)/共87頁(yè)2.2.2 2.2.2 單疊繞組單疊繞組 4極電機(jī)， Z=Zi=S=K=16 單疊右行整距繞組i1211642411 43Zypyyyy 第17頁(yè)/共87頁(yè)18單疊繞組是把一個(gè)主極下的元件串聯(lián)成一條支路第18頁(yè)/共87頁(yè)19并聯(lián)支路數(shù)等于極數(shù)，并聯(lián)支

6、路對(duì)數(shù)a=2 電刷放置第19頁(yè)/共87頁(yè)2.2.3 2.2.3 單波繞組單波繞組 4極電機(jī) Z=Zi=S=K=15 單波左行短整距繞組i1i211533244115 172734ZypZypyyy第20頁(yè)/共87頁(yè)21單波繞組：所有處于同極性下的元件串聯(lián)起來(lái)構(gòu)成一條支路 第21頁(yè)/共87頁(yè)22 并聯(lián)支路數(shù)等于2，并聯(lián)支路對(duì)數(shù)a=1 電刷放置位置第22頁(yè)/共87頁(yè)小結(jié)小結(jié) 直流電機(jī)電樞繞組是無(wú)頭無(wú)尾的閉合繞組。 直流電機(jī)電樞繞組至少有2條并聯(lián)支路。 在直流電機(jī)中，通常用 a 表示并聯(lián)支路對(duì)數(shù)； 單疊繞組，a = p，即并聯(lián)支路對(duì)數(shù)恒等于電機(jī)極對(duì)數(shù)； 單波繞組，a = 1，即并聯(lián)支路對(duì)數(shù)恒等于1。

7、 電刷放置的一般原則： 確?？蛰d時(shí)通過(guò)正、負(fù)電刷引出的電動(dòng)勢(shì)最大； 被電刷短路的元件中的電動(dòng)勢(shì)為零； 端接對(duì)稱(chēng)的元件，電刷放置在主極軸線(xiàn)下的換向片上。第23頁(yè)/共87頁(yè)2.3 2.3 直流電機(jī)的磁場(chǎng)直流電機(jī)的磁場(chǎng) 磁場(chǎng)是電機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的媒介。 主極磁場(chǎng)可由永久磁鐵產(chǎn)生 主極磁場(chǎng)也可由勵(lì)磁繞組通入直流電流或由產(chǎn)生。 第24頁(yè)/共87頁(yè)2.3.12.3.1 直流電機(jī)按勵(lì)磁方式分類(lèi)直流電機(jī)按勵(lì)磁方式分類(lèi) 他勵(lì)直流電機(jī) 并勵(lì)直流電機(jī) 串勵(lì)直流電機(jī) 復(fù)勵(lì)直流電機(jī)第25頁(yè)/共87頁(yè)2.3.22.3.2 直流電機(jī)的空載磁場(chǎng)直流電機(jī)的空載磁場(chǎng) 空載磁場(chǎng)（主磁場(chǎng)）：電樞電流Ia=0，僅由If 建立的勵(lì)磁磁

8、場(chǎng)。第26頁(yè)/共87頁(yè)2.3.22.3.2 直流電機(jī)的空載磁場(chǎng)直流電機(jī)的空載磁場(chǎng) 磁通：空載是電機(jī)中的磁場(chǎng)是對(duì)稱(chēng)分布的，分為兩部分 主磁通：經(jīng)氣隙、電樞、相鄰主極下的氣隙、主極鐵芯、定子磁軛閉合。p 主磁通同時(shí)交鏈與勵(lì)磁繞組和電樞繞組；p 在電樞繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量交換；p 用0表示。 漏磁通：經(jīng)主極間的空氣或定子磁軛閉合。p 不穿過(guò)氣隙；p 不參與機(jī)電能量交換；p 用表示。 總磁通：為主磁通與漏磁通之和，用m表示。第27頁(yè)/共87頁(yè)2.3.22.3.2 直流電機(jī)的空載磁場(chǎng)直流電機(jī)的空載磁場(chǎng) 磁通間的關(guān)系 k主極漏磁系數(shù)，一般取值1.151.2500001mk 第28頁(yè)/共87頁(yè)

9、2.3.22.3.2 直流電機(jī)的空載磁場(chǎng)直流電機(jī)的空載磁場(chǎng) 磁動(dòng)勢(shì) F0 每對(duì)極勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì) Nf 每極主極上的勵(lì)磁繞組匝數(shù) 主磁路結(jié)構(gòu) 五段式 兩個(gè)氣隙 兩個(gè)齒 兩個(gè)主極 一個(gè)定子軛 一個(gè)轉(zhuǎn)子軛0ffd2FHlN I第29頁(yè)/共87頁(yè)2.3.22.3.2 直流電機(jī)的空載磁場(chǎng)直流電機(jī)的空載磁場(chǎng) 主磁場(chǎng)分布 氣隙磁密為平頂波 00( )( ) FB x x第30頁(yè)/共87頁(yè)31磁化曲線(xiàn)起始階段為直線(xiàn)其延長(zhǎng)線(xiàn)為氣隙線(xiàn)鐵磁飽和導(dǎo)致磁化曲線(xiàn)的彎曲01FeFFkFF 第31頁(yè)/共87頁(yè)2.3.32.3.3 直流電機(jī)的電樞磁場(chǎng)直流電機(jī)的電樞磁場(chǎng) 電樞繞組中的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)。主磁極的中心線(xiàn)稱(chēng)為直軸，相鄰N極和

10、S極的分界線(xiàn)稱(chēng)為交軸。一般情況下，直流電機(jī)電樞磁場(chǎng)方向總是對(duì)準(zhǔn)交軸，稱(chēng)為交軸電樞反應(yīng)。第32頁(yè)/共87頁(yè)33a aaN iAD2aaqAFFpD2a電刷位于幾何中性線(xiàn)上第33頁(yè)/共87頁(yè)34電刷偏離幾何中性線(xiàn)aq()2FAbadFAb直軸電樞磁動(dòng)勢(shì)交軸電樞磁動(dòng)勢(shì)第34頁(yè)/共87頁(yè)2.3.42.3.4 直流電機(jī)的電樞反應(yīng)直流電機(jī)的電樞反應(yīng) 交軸電樞反應(yīng)第35頁(yè)/共87頁(yè)交軸電樞反應(yīng)對(duì)氣隙磁場(chǎng)的影響使磁場(chǎng)的零點(diǎn)偏移；不飽和時(shí)，每極磁通量不變；飽和時(shí)，每極磁通量會(huì)減少。第36頁(yè)/共87頁(yè)37第37頁(yè)/共87頁(yè)直軸電樞反應(yīng)對(duì)氣隙磁場(chǎng)的影響直軸電樞磁場(chǎng)軸線(xiàn)與主機(jī)軸線(xiàn)重合；直軸電樞磁場(chǎng)對(duì)勵(lì)磁磁場(chǎng)起去磁或助

11、磁的作用；第38頁(yè)/共87頁(yè)2.3.5 2.3.5 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E：支路中各串聯(lián)元件感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和。 電磁轉(zhuǎn)矩 Tem：所有導(dǎo)體產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩的代數(shù)和。為每極磁通量，空載時(shí)由勵(lì)磁電流產(chǎn)生，負(fù)載時(shí)由勵(lì)磁電流和電樞電流共同產(chǎn)生。 CE為電動(dòng)勢(shì)常數(shù)CT為轉(zhuǎn)矩常數(shù)，與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)。ema2TaTTCIpNCa60EaEECnpNCa30TECC第39頁(yè)/共87頁(yè)2.4 直流發(fā)電機(jī)的基本特性直流發(fā)電機(jī)的基本特性2.4.1 基本方程并勵(lì)發(fā)電機(jī)等效電路并勵(lì)發(fā)電機(jī)等效電路第40頁(yè)/共87頁(yè)2.4.1 基本方程基本方程1、電動(dòng)勢(shì)平衡方程電樞回路電樞回路ffjfff22

12、2aabaaa abaaabaaaaEUI RUI RI rUIrIURrIUIrrI RIIIUb 電刷接觸電阻電壓降，0.3 1V 勵(lì)磁回路勵(lì)磁回路電流方程電流方程第41頁(yè)/共87頁(yè)2.4.1 基本方程基本方程2、功率平衡方程電磁功率：電樞繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E與電樞電流Ia的乘積 2f2CufCua2Cu60230emaaaemaaememaaPEIpNpNPnIInT aaPUIUII RPppPp1mecFead012Cu02211100%1100%ememPPpppPpPPppPppPPP第42頁(yè)/共87頁(yè)2.4.1 基本方程基本方程3、轉(zhuǎn)矩平衡方程 轉(zhuǎn)矩平衡方程可由功率平衡方程得出01

13、10ememPpPTTT第43頁(yè)/共87頁(yè)2.4.2 他勵(lì)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性他勵(lì)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性1、空載特性 當(dāng) n=常值、I=0 時(shí)，U0=f (If)的關(guān)系曲線(xiàn)。他勵(lì)發(fā)電機(jī)特性實(shí)驗(yàn)接線(xiàn)圖他勵(lì)發(fā)電機(jī)特性實(shí)驗(yàn)接線(xiàn)圖第44頁(yè)/共87頁(yè)2.4.2 他勵(lì)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性他勵(lì)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性1、空載特性他勵(lì)發(fā)電機(jī)空載特性曲線(xiàn)他勵(lì)發(fā)電機(jī)空載特性曲線(xiàn) 空載特性本質(zhì)上就是通空載特性本質(zhì)上就是通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定發(fā)電機(jī)實(shí)過(guò)實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定發(fā)電機(jī)實(shí)際的磁化曲線(xiàn)際的磁化曲線(xiàn) 空載特性曲線(xiàn)測(cè)定均按空載特性曲線(xiàn)測(cè)定均按他勵(lì)發(fā)電機(jī)接線(xiàn)方式，與他勵(lì)發(fā)電機(jī)接線(xiàn)方式，與電機(jī)的勵(lì)磁方式無(wú)關(guān)電機(jī)的勵(lì)磁方式無(wú)關(guān)第45頁(yè)/共87頁(yè)2.4.2

14、他勵(lì)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性他勵(lì)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性2、負(fù)載特性 當(dāng)n=常值、I=常值時(shí)，U=f (If)的關(guān)系曲線(xiàn)。他勵(lì)發(fā)電機(jī)負(fù)載特性曲線(xiàn)他勵(lì)發(fā)電機(jī)負(fù)載特性曲線(xiàn) 空載特性與負(fù)載特性之空載特性與負(fù)載特性之間存在一個(gè)特性三角形間存在一個(gè)特性三角形 EAU。第46頁(yè)/共87頁(yè)2.4.2 他勵(lì)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性他勵(lì)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性3、外特性 當(dāng)n=常值、If=常值時(shí)，U= f (I) 的關(guān)系曲線(xiàn)。他勵(lì)發(fā)電機(jī)外特性曲線(xiàn)他勵(lì)發(fā)電機(jī)外特性曲線(xiàn) 外特性隨負(fù)載電流增大外特性隨負(fù)載電流增大呈下降趨勢(shì)，是由電樞回呈下降趨勢(shì)，是由電樞回路電阻壓降和電樞反應(yīng)去路電阻壓降和電樞反應(yīng)去磁效應(yīng)引起的；磁效應(yīng)引起的； 機(jī)端電壓隨負(fù)載變化的

15、機(jī)端電壓隨負(fù)載變化的程度用電壓調(diào)整率衡量程度用電壓調(diào)整率衡量0NN100%UUUU第47頁(yè)/共87頁(yè)2.4.2 他勵(lì)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性他勵(lì)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性4、調(diào)節(jié)特性 當(dāng)n=常值、U=常值時(shí)， If =f (I)的關(guān)系曲線(xiàn)。 勵(lì)磁電流隨負(fù)載電流增勵(lì)磁電流隨負(fù)載電流增加而增加，以補(bǔ)償電樞反加而增加，以補(bǔ)償電樞反應(yīng)的去磁作用。應(yīng)的去磁作用。 鐵磁材料的飽和，使勵(lì)鐵磁材料的飽和，使勵(lì)磁電流增加的速率還要高磁電流增加的速率還要高于負(fù)載電流。于負(fù)載電流。他勵(lì)發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)特性曲線(xiàn)他勵(lì)發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)特性曲線(xiàn)第48頁(yè)/共87頁(yè)2.4.3 并勵(lì)發(fā)電機(jī)的自勵(lì)條件和外特性并勵(lì)發(fā)電機(jī)的自勵(lì)條件和外特性1、自勵(lì)過(guò)程與條件并勵(lì)發(fā)

16、電機(jī)運(yùn)行特性實(shí)驗(yàn)接線(xiàn)并勵(lì)發(fā)電機(jī)運(yùn)行特性實(shí)驗(yàn)接線(xiàn)第49頁(yè)/共87頁(yè)2.4.3 并勵(lì)發(fā)電機(jī)的自勵(lì)條件和外特性并勵(lì)發(fā)電機(jī)的自勵(lì)條件和外特性1、自勵(lì)過(guò)程與條件并勵(lì)發(fā)電機(jī)自勵(lì)條件并勵(lì)發(fā)電機(jī)自勵(lì)條件電機(jī)有剩磁電機(jī)有剩磁勵(lì)磁繞組連接正確勵(lì)磁繞組連接正確勵(lì)磁回路電阻小于臨界電阻勵(lì)磁回路電阻小于臨界電阻不同轉(zhuǎn)速的臨界電阻不同轉(zhuǎn)速的臨界電阻第50頁(yè)/共87頁(yè)2.4.3 并勵(lì)發(fā)電機(jī)的自勵(lì)條件和外特性并勵(lì)發(fā)電機(jī)的自勵(lì)條件和外特性2、外特性 當(dāng)n=常值、If=常值時(shí)，U= f (I) 的關(guān)系曲線(xiàn)。并勵(lì)發(fā)電機(jī)外特性并勵(lì)發(fā)電機(jī)外特性 外特性下降快，有外特性下降快，有“拐彎拐彎” 電壓調(diào)整率可達(dá)電壓調(diào)整率可達(dá)20% 穩(wěn)態(tài)短路

17、電流小穩(wěn)態(tài)短路電流小第51頁(yè)/共87頁(yè)2.4.3 復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)：勵(lì)磁繞中既含有并勵(lì)繞組，又含有串勵(lì)繞組的直流發(fā)電機(jī)，包括積復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)（并勵(lì)繞組其主要作用）和差復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)（串勵(lì)繞組其主要作用）復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)接線(xiàn)復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)接線(xiàn)第52頁(yè)/共87頁(yè)2.4.3 復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)外特性復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)外特性曲線(xiàn)復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)外特性曲線(xiàn)第53頁(yè)/共87頁(yè)2.5 直流電動(dòng)機(jī)的基本特性直流電動(dòng)機(jī)的基本特性2.5.1 基本方程并勵(lì)電動(dòng)機(jī)等效電路并勵(lì)電動(dòng)機(jī)等效電路第54頁(yè)/共87頁(yè)2.5.1 基本方程基本方程1、電動(dòng)勢(shì)平衡方程 電樞回路電壓方程 電樞繞組電勢(shì) Ra電

18、樞回路總等效電阻baaa abaaa22UI RI rUIrIaaUEI REEC n第55頁(yè)/共87頁(yè)2.5.1 基本方程基本方程 勵(lì)磁回路電壓方程 Rf=rf+rj勵(lì)磁回路總電阻 電流方程ffjffUIrrI RafIII第56頁(yè)/共87頁(yè)2.5.1 基本方程基本方程 動(dòng)態(tài)情況下的電動(dòng)勢(shì)平衡方程 電樞回路 勵(lì)磁回路aaa aaf faf fddTiLR ik i utk i EC fff fddiLR iut第57頁(yè)/共87頁(yè)2.5.1 基本方程基本方程2、功率平衡方程 電功率平衡方程 電磁功率 電樞銅耗 勵(lì)磁繞組銅耗1PUIafIIIaaUEI R21aaafPEII RUIaEI2aa

19、I RfUI1emCuaCufemCuPPppPpem2mecFead20+PPpppPp12CuaCufmecFead2Cu02+PPpppppPppPp第58頁(yè)/共87頁(yè)2.5.1 基本方程基本方程3、轉(zhuǎn)矩平衡方程 穩(wěn)態(tài) 動(dòng)態(tài)0220ememPpPTTT2020d=demTTTJTTTt第59頁(yè)/共87頁(yè)2.5.2 工作特性工作特性 工作特性電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)速n、電磁轉(zhuǎn)矩Tem和效率與負(fù)載P2的關(guān)系曲線(xiàn)。 直流電動(dòng)機(jī)的工作特性因勵(lì)磁方式而異。 工作特性通常用實(shí)驗(yàn)方法確定。第60頁(yè)/共87頁(yè)2.5.2 工作特性工作特性1、并勵(lì)電動(dòng)機(jī) 工作特性實(shí)驗(yàn)電路第61頁(yè)/共87頁(yè)2.5.2 工作特性工作特

20、性（1）并勵(lì)電動(dòng)機(jī)速率特性n = f ( P2 )（2）并勵(lì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩特性Tem = f ( P2 ) （3）并勵(lì)電動(dòng)機(jī)效率特性 = f ( P2 ) 工作特性實(shí)驗(yàn)電路第62頁(yè)/共87頁(yè)2.5.2 工作特性工作特性2、串勵(lì)電動(dòng)機(jī) 串勵(lì)電動(dòng)機(jī)工作特性接線(xiàn)第63頁(yè)/共87頁(yè)2.5.2 工作特性工作特性2、串勵(lì)電動(dòng)機(jī) 串勵(lì)電動(dòng)機(jī)工作特性第64頁(yè)/共87頁(yè)2.5.2 工作特性工作特性3、復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī) 復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)工作特性實(shí)驗(yàn)電路第65頁(yè)/共87頁(yè)2.5.3 機(jī)械特性機(jī)械特性直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性：在U=UN=常值時(shí)，轉(zhuǎn)速n與電磁轉(zhuǎn)矩Tem之間的關(guān)系曲線(xiàn)n=f (Tem)。并勵(lì)電動(dòng)機(jī)jj2emaaaTEaaae

21、mEEETTUI RInCCUIRRRRUnTCCC C第66頁(yè)/共87頁(yè)2.5.3 機(jī)械特性機(jī)械特性串勵(lì)電動(dòng)機(jī)12j12211,aemETECUnCRRTCCC CC C C第67頁(yè)/共87頁(yè)2.6 2.6 直流電力傳動(dòng)直流電力傳動(dòng) 電力傳動(dòng)系統(tǒng)基礎(chǔ) 直流電機(jī)的調(diào)速直流電機(jī)的起動(dòng)直流電機(jī)的制動(dòng)第68頁(yè)/共87頁(yè)2.6.1 電力傳動(dòng)系統(tǒng)基礎(chǔ)電力傳動(dòng)系統(tǒng)基礎(chǔ) 電力傳動(dòng)的定義：用各種電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械，產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，電力傳動(dòng)也稱(chēng)為電力拖動(dòng)。直流電力傳動(dòng)是由直流電動(dòng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 第69頁(yè)/共87頁(yè)2.6.1 電力傳動(dòng)系統(tǒng)基礎(chǔ)電力傳動(dòng)系統(tǒng)基礎(chǔ) 運(yùn)動(dòng)方程emLddJTTt2244GDmDJg12D

22、D 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對(duì)于均勻圓柱體對(duì)于同心圓柱體22122DDD第70頁(yè)/共87頁(yè)2.6.1 電力傳動(dòng)系統(tǒng)基礎(chǔ)電力傳動(dòng)系統(tǒng)基礎(chǔ) 1、多軸旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)222220001111111122222KkkkkkJJJJJ200KkkkJJ轉(zhuǎn)動(dòng)慣量2、直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量21kkvJm2211122kkJmv第71頁(yè)/共87頁(yè)2.6.1 電力傳動(dòng)系統(tǒng)基礎(chǔ)電力傳動(dòng)系統(tǒng)基礎(chǔ) 穩(wěn)定運(yùn)行條件 穩(wěn)定運(yùn)行：電機(jī)與生產(chǎn)機(jī)械組成的拖動(dòng)機(jī)組已運(yùn)行于某一轉(zhuǎn)速，若外界短時(shí)擾動(dòng)（負(fù)載突變）使轉(zhuǎn)速產(chǎn)生的變化在擾動(dòng)消失后能隨之消失，即機(jī)組能自行恢復(fù)到原來(lái)的速度，則稱(chēng)機(jī)組的運(yùn)行是穩(wěn)定的，否則為 不穩(wěn)定運(yùn)行。第72頁(yè)/共87頁(yè)2.6.1 電力傳動(dòng)

23、系統(tǒng)基礎(chǔ)電力傳動(dòng)系統(tǒng)基礎(chǔ) 穩(wěn)定運(yùn)行條件 穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)機(jī)組的機(jī)械特性第73頁(yè)/共87頁(yè)2.6.1 電力傳動(dòng)系統(tǒng)基礎(chǔ)電力傳動(dòng)系統(tǒng)基礎(chǔ) 穩(wěn)定運(yùn)行條件 不穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)機(jī)組的機(jī)械特性第74頁(yè)/共87頁(yè)2.6.1 電力傳動(dòng)系統(tǒng)基礎(chǔ)電力傳動(dòng)系統(tǒng)基礎(chǔ) 穩(wěn)定運(yùn)行條件 當(dāng)機(jī)組n0時(shí)，有T=Tem-TL0，使機(jī)組速度自行下降；當(dāng)機(jī)組n0，使機(jī)組速度自行上升；即可使機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行。 即負(fù)載機(jī)械特性曲線(xiàn)的切線(xiàn)斜率要大于電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性曲線(xiàn)的切線(xiàn)斜率。emLddddTTnn第75頁(yè)/共87頁(yè)2.6.2 直流電機(jī)的起動(dòng)直流電機(jī)的起動(dòng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)問(wèn)題的引出 機(jī)械系統(tǒng)：電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生足夠大的電磁轉(zhuǎn)矩克服機(jī)組的靜止摩擦轉(zhuǎn)矩、慣性轉(zhuǎn)矩以及負(fù)載轉(zhuǎn)矩。 電氣系統(tǒng)：起動(dòng)瞬間n=0，E=0，Ra很小，因此起動(dòng)電流很大。 起動(dòng)電流大將導(dǎo)致：電網(wǎng)電壓突然降低；電機(jī)本身遭受巨大電磁力的沖擊。因此，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)限制起動(dòng)電流非常必要。staaaUEUIIRR第76頁(yè)/共87頁(yè)2.6.2 直流電機(jī)的起動(dòng)直流電機(jī)的起動(dòng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方法 直接起動(dòng)：只限于小容量電動(dòng)機(jī)。 電樞回路串電阻起動(dòng)：通過(guò)增大電樞回路電阻達(dá)到降低起動(dòng)電流的目的，完成起動(dòng)后將起動(dòng)電阻切除。 降壓起動(dòng)：抑制起動(dòng)電流最為有