第1章(電力拖動控制系統(tǒng))__華科__馬志源

1、電力拖動控制系統(tǒng)電力拖動控制系統(tǒng) 講課教師：黃聲華，王雙紅講課教師：黃聲華，王雙紅 87542626轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)8103（O） 辦公地點(diǎn)：電機(jī)樓前樓辦公地點(diǎn)：電機(jī)樓前樓103 Email： Swshs.hust.edcn上課時(shí)間：周二上課時(shí)間：周二7-8，周四，周四5-6 上課地點(diǎn)：西十二上課地點(diǎn)：西十二S210華中科技大學(xué)電氣學(xué)院電機(jī)及控制系華中科技大學(xué)電氣學(xué)院電機(jī)及控制系 緒緒 論論 本課程在電氣學(xué)科中的位置本課程在電氣學(xué)科中的位置本本課程課程與先修課程的關(guān)系與先修課程的關(guān)系教材、參考教材教材、參考教材 本課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容本課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容教學(xué)安排教學(xué)安排電力拖動控制系統(tǒng)的發(fā)展動向電力拖動控制系統(tǒng)的發(fā)

2、展動向1. 本課程在電氣學(xué)科中的位置本課程在電氣學(xué)科中的位置電能的電能的“生產(chǎn)、變換、傳輸、分配和使用生產(chǎn)、變換、傳輸、分配和使用”的示意圖的示意圖電能主要用于電力拖動系統(tǒng)電能主要用于電力拖動系統(tǒng)電動機(jī)電動機(jī)希望對電力拖動系統(tǒng)有更多的干預(yù)和控制希望對電力拖動系統(tǒng)有更多的干預(yù)和控制電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 發(fā)電機(jī)升壓變壓器降壓變壓器用戶輸電線MMMMG生產(chǎn)傳輸分配使用 課程的目的與任務(wù)課程的目的與任務(wù) 本課程在電氣學(xué)科中的位置本課程在電氣學(xué)科中的位置2. 本課程與先修課程的關(guān)系本課程與先修課程的關(guān)系 l 先修課程先修課程:電機(jī)學(xué)電機(jī)學(xué)電力電子學(xué)電力電子學(xué)自動控制理論自動控制理論檢測技術(shù)檢測技術(shù)電

3、子技術(shù)基礎(chǔ)電子技術(shù)基礎(chǔ)微機(jī)及其接口技術(shù)微機(jī)及其接口技術(shù)綜合性強(qiáng)，涉及面廣綜合性強(qiáng)，涉及面廣ASR-i*PWM邏輯“與”放 大驅(qū) 動dtdPMACR正、負(fù)轉(zhuǎn)矩控制 i邏輯控制-+-三角波發(fā)生器極性鑒別能耗制動單元絕對值變換*+BQ計(jì)算機(jī)內(nèi)部控制VRVI 典型的電力拖動控制系統(tǒng)典型的電力拖動控制系統(tǒng)例例:p182,圖圖9-17,(圖圖0-2),無刷直流電動機(jī)系統(tǒng)無刷直流電動機(jī)系統(tǒng)3. 教材、參考教材教材、參考教材 l 參考教材參考教材 ：電力拖動自動控制系統(tǒng)電力拖動自動控制系統(tǒng)第第2版版 ，陳伯時(shí)，陳伯時(shí) 主編主編;電機(jī)及拖動基礎(chǔ)電機(jī)及拖動基礎(chǔ) ，顧繩谷主編，顧繩谷主編; 其它有關(guān)直流調(diào)速系統(tǒng)、交

4、流調(diào)速系統(tǒng)的書；其它有關(guān)直流調(diào)速系統(tǒng)、交流調(diào)速系統(tǒng)的書；l 教材：教材： 電力拖動控制系統(tǒng)電力拖動控制系統(tǒng)，馬志源編著，馬志源編著， 科學(xué)出版社，科學(xué)出版社，2004年第年第1版版4. 本課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容本課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容 l 交流調(diào)速系統(tǒng)交流調(diào)速系統(tǒng) 交流調(diào)壓調(diào)速交流調(diào)壓調(diào)速 第第5章章 串級調(diào)速串級調(diào)速 第第6章章 交流變頻調(diào)速交流變頻調(diào)速 他控式他控式 第第7、8章章 自控式自控式 第第9章章 矢量控制矢量控制 第第10、11章章l 電力拖動基礎(chǔ)電力拖動基礎(chǔ) 第第1章章l 直流調(diào)速系統(tǒng)直流調(diào)速系統(tǒng) 第第2、3、4章章5. 教學(xué)安排教學(xué)安排 講課講課: 40學(xué)時(shí)學(xué)時(shí) 共共11章，章， 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)

5、: 8學(xué)時(shí)學(xué)時(shí) 分分2次：次：1.直流調(diào)速系統(tǒng)直流調(diào)速系統(tǒng) 2.交流交流PWM變頻調(diào)速系統(tǒng)變頻調(diào)速系統(tǒng) 時(shí)間另行通知時(shí)間另行通知；地點(diǎn)：西二樓；地點(diǎn)：西二樓1樓電機(jī)實(shí)驗(yàn)室樓電機(jī)實(shí)驗(yàn)室 考試：閉卷考試：閉卷 成績：作業(yè)成績：作業(yè)5分分+實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)15分考試分考試80分分100分分6. 電力拖動控制系統(tǒng)的發(fā)展動向電力拖動控制系統(tǒng)的發(fā)展動向20世紀(jì)世紀(jì)60年代以前，調(diào)速系統(tǒng)是以直流機(jī)組為主，年代以前，調(diào)速系統(tǒng)是以直流機(jī)組為主，20世紀(jì)世紀(jì)60年代，年代， 開始有晶閘管構(gòu)成的直流開始有晶閘管構(gòu)成的直流V-M系統(tǒng)。系統(tǒng)。20世紀(jì)世紀(jì)70年代開始，研究交流調(diào)速系統(tǒng)。年代開始，研究交流調(diào)速系統(tǒng)。20世紀(jì)世紀(jì)8

6、0年代之后，交流調(diào)速系統(tǒng)已成為調(diào)速系統(tǒng)的主流。年代之后，交流調(diào)速系統(tǒng)已成為調(diào)速系統(tǒng)的主流。 l 交流調(diào)速系統(tǒng)仍在不斷的交流調(diào)速系統(tǒng)仍在不斷的發(fā)展和完善中發(fā)展和完善中， 目前主要的發(fā)展有如下一些動向：目前主要的發(fā)展有如下一些動向：(1)新型調(diào)速電機(jī)。新型調(diào)速電機(jī)。(2)新型變流裝置和變流技術(shù)。新型變流裝置和變流技術(shù)。(3)新的控制策略。新的控制策略。(4)無速度（位置）檢測器的速度（位置）檢測技術(shù)。無速度（位置）檢測器的速度（位置）檢測技術(shù)。(5)全數(shù)字化控制及集成化技術(shù)。全數(shù)字化控制及集成化技術(shù)。l 電力拖動控制系統(tǒng)的發(fā)展極為迅速：電力拖動控制系統(tǒng)的發(fā)展極為迅速：第第1章章 電力拖動基礎(chǔ)電力拖

7、動基礎(chǔ) 1.1 電力拖動系統(tǒng)的運(yùn)動方程電力拖動系統(tǒng)的運(yùn)動方程 1.2 電力拖動系統(tǒng)的機(jī)械特性電力拖動系統(tǒng)的機(jī)械特性 1.3 他勵直流電動機(jī)的起動、調(diào)速與制動他勵直流電動機(jī)的起動、調(diào)速與制動1.4 異步電動機(jī)的起動、調(diào)速與制動異步電動機(jī)的起動、調(diào)速與制動 用各種原動機(jī)帶動生產(chǎn)或工作機(jī)械（負(fù)載）用各種原動機(jī)帶動生產(chǎn)或工作機(jī)械（負(fù)載） 產(chǎn)生運(yùn)動，以完成一定的任務(wù)。產(chǎn)生運(yùn)動，以完成一定的任務(wù)。1.1.1 電力拖動系統(tǒng)的構(gòu)成電力拖動系統(tǒng)的構(gòu)成 1.1 電力拖動系統(tǒng)的運(yùn)動方程電力拖動系統(tǒng)的運(yùn)動方程 一、一、“電力拖動電力拖動 ”的概念的概念1. 拖動：拖動：功率變換器（主電路）控制器指令電動機(jī)負(fù)載反饋電源

8、用各種電動機(jī)作為原動機(jī)的拖動方式。用各種電動機(jī)作為原動機(jī)的拖動方式。電力拖動控制系統(tǒng)：電力拖動控制系統(tǒng)：1.1.電機(jī)及負(fù)載電機(jī)及負(fù)載2.2.電力電子變換器（主電路）電力電子變換器（主電路）3.3.控制器控制器4.4.檢測、反饋裝置檢測、反饋裝置 電力拖動系統(tǒng)電力拖動系統(tǒng),四個組成部分：四個組成部分：1. 電動機(jī)電動機(jī) 2. 電機(jī)控制裝置電機(jī)控制裝置3. 機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)4. 工作機(jī)械工作機(jī)械 二、電力拖動系統(tǒng)的構(gòu)成二、電力拖動系統(tǒng)的構(gòu)成（ 負(fù)載 ）（電氣傳動）電源控制裝置電動機(jī)機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)工作機(jī)械反饋三、電力拖動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖三、電力拖動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖2. 電力拖動：電力拖動：1.

9、1.2 機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)與工作機(jī)械的折算機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)與工作機(jī)械的折算 物理量：物理量： 轉(zhuǎn)矩（力）、轉(zhuǎn)速（速度）、轉(zhuǎn)動慣量（質(zhì)量）轉(zhuǎn)矩（力）、轉(zhuǎn)速（速度）、轉(zhuǎn)動慣量（質(zhì)量） 單位：單位： Nm Nm （N N ）、）、rad/srad/s（m/s)m/s)、 kg/mkg/m2 2 ( kg) ( kg)1折算的概念及折算原則折算的概念及折算原則1） 折算的概念：折算的概念：折算折算把一個多軸系統(tǒng)用一個單軸系統(tǒng)或單拖動（推動）系統(tǒng)把一個多軸系統(tǒng)用一個單軸系統(tǒng)或單拖動（推動）系統(tǒng) 來取代。來取代。 a）保持折算前后兩個系統(tǒng)）保持折算前后兩個系統(tǒng)傳送傳送的的功率功率相同相同 b）保持折算前后兩個系統(tǒng)）

10、保持折算前后兩個系統(tǒng)儲存儲存的的動能動能相同相同 2） 折算原則：折算原則：3） 折算的物理量：折算的物理量：折算折算多軸系統(tǒng)多軸系統(tǒng)單軸系統(tǒng)單軸系統(tǒng)能量守恒能量守恒例，負(fù)載軸的動能在折算前后相等，有：例，負(fù)載軸的動能在折算前后相等，有： 2.折算到電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸上折算到電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸上（1）負(fù)載轉(zhuǎn)矩）負(fù)載轉(zhuǎn)矩Tl 的折算的折算.電動機(jī)工作在電動機(jī)工作在電動狀態(tài)電動狀態(tài)時(shí)時(shí).電動機(jī)工作在電動機(jī)工作在發(fā)電制動狀態(tài)發(fā)電制動狀態(tài)時(shí)時(shí)根據(jù)根據(jù)功率相等原則功率相等原則： TMJ1T1J1llJlT1j2j工作機(jī)構(gòu)負(fù)載JT)a)bMMlTllTT傳動損耗由電動機(jī)承擔(dān)，傳動損耗由電動機(jī)承擔(dān)，傳動損耗功率由工作機(jī)構(gòu)承

11、擔(dān)傳動損耗功率由工作機(jī)構(gòu)承擔(dān)傳動效率傳動效率 得負(fù)載轉(zhuǎn)矩折算式為得負(fù)載轉(zhuǎn)矩折算式為 ：NmjllllTT 得負(fù)載轉(zhuǎn)矩折算式為得負(fù)載轉(zhuǎn)矩折算式為 ：mjllllnnj式中，速比式中，速比 （2）轉(zhuǎn)動慣量）轉(zhuǎn)動慣量J的折算的折算根據(jù)根據(jù)動能相等原則動能相等原則，系統(tǒng)儲存的動能相等。，系統(tǒng)儲存的動能相等。)kgm(jJjJjJJJJJl222222111 總轉(zhuǎn)動慣量是總轉(zhuǎn)動慣量是J為：為： 得：得：222llllJJJj222121lllJJ例，把電機(jī)軸的旋轉(zhuǎn)動能折算為直線運(yùn)動動能后，兩者相等：例，把電機(jī)軸的旋轉(zhuǎn)動能折算為直線運(yùn)動動能后，兩者相等：3. 折算到直線運(yùn)動的工作機(jī)構(gòu)上折算到直線運(yùn)動的工作

12、機(jī)構(gòu)上 以電動汽車為例，以電動汽車為例，把旋轉(zhuǎn)的量折算到工作把旋轉(zhuǎn)的量折算到工作機(jī)械方。機(jī)械方。（1）拖動力）拖動力F的折算的折算 TMJ1T1J1l2JlT1j2j)aM22T車輪車輪車輪車輪VFm)b整車質(zhì)量lmlF（2）運(yùn)動質(zhì)量）運(yùn)動質(zhì)量m的折算的折算 有：有： )(VTF221122MMJm V 根據(jù)功率相等原則：根據(jù)功率相等原則： 根據(jù)動能相等原則，系統(tǒng)儲存的動能相等。根據(jù)動能相等原則，系統(tǒng)儲存的動能相等。FVT得直線運(yùn)動質(zhì)量為：得直線運(yùn)動質(zhì)量為：2()MMmJV總拖動質(zhì)量為：總拖動質(zhì)量為： 2222112)V(J)V(J)V(JmmM總拖動質(zhì)量總拖動質(zhì)量m是電動汽車總質(zhì)量加上旋轉(zhuǎn)部

13、分的折算值是電動汽車總質(zhì)量加上旋轉(zhuǎn)部分的折算值1.1.3 電力拖動系統(tǒng)的運(yùn)動方程電力拖動系統(tǒng)的運(yùn)動方程 對對直線運(yùn)動直線運(yùn)動，運(yùn)動方程為，運(yùn)動方程為dVFFmdt 對對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，運(yùn)動方程為，運(yùn)動方程為dtdJ2(/ )60n rad s式中：式中：G重量（重量（N）；）；g重力加速度，重力加速度，g = 9.81m/s2 ； D慣性直徑（慣性直徑（m）；）； 慣性半徑（慣性半徑（m）的實(shí)用形式為的實(shí)用形式為dtdnGDTT3752gJGD42稱為稱為飛輪矩飛輪矩)(2mN 兩式中的兩式中的三項(xiàng)都是三項(xiàng)都是有方向的有方向的)kgm(gGD)D(gGmJ222242dtdJ工程上，習(xí)慣使用

14、工程單位：轉(zhuǎn)速為工程上，習(xí)慣使用工程單位：轉(zhuǎn)速為n(r/min)，轉(zhuǎn)動慣量用飛輪矩轉(zhuǎn)動慣量用飛輪矩GD2(Nm2)。375具有加速度量綱具有加速度量綱1.1.4 速度控制的本質(zhì)是對轉(zhuǎn)矩的控制速度控制的本質(zhì)是對轉(zhuǎn)矩的控制一、由運(yùn)動方程式一、由運(yùn)動方程式可知：可知：dtdJl 當(dāng)當(dāng) T=Tl 時(shí)，時(shí)， d/dt=0，電力拖動系統(tǒng)，電力拖動系統(tǒng)處在處在勻速勻速旋轉(zhuǎn)（含靜止不動）的旋轉(zhuǎn)（含靜止不動）的穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)中。中。 ，l 當(dāng)當(dāng) TTl 時(shí)，時(shí)，d/dt0，電力拖動系統(tǒng)處在電力拖動系統(tǒng)處在加速加速（或反向減速）狀態(tài)（或反向減速）狀態(tài) 。 l 當(dāng)當(dāng) TTl 時(shí)，時(shí)，d/dtTl ，電機(jī)加速。，電機(jī)加速。

15、 當(dāng)?shù)竭_(dá)新轉(zhuǎn)速后，再使當(dāng)?shù)竭_(dá)新轉(zhuǎn)速后，再使 T=Tl ，則電機(jī)就在新的轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)行。，則電機(jī)就在新的轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)行。三、重要結(jié)論：電動機(jī)速度控制的三、重要結(jié)論：電動機(jī)速度控制的本質(zhì)本質(zhì)是對其輸出是對其輸出轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩的控制。的控制。 四、例：他勵直流電動機(jī)調(diào)壓調(diào)速的物理過程四、例：他勵直流電動機(jī)調(diào)壓調(diào)速的物理過程 aeEknaaaaRIEUaTIk原狀態(tài)：原狀態(tài)：111,aaaUn EI T222,aaaUn EI T新狀態(tài)：新狀態(tài)：負(fù)載轉(zhuǎn)矩負(fù)載轉(zhuǎn)矩 Tl 恒定恒定1.2 電力拖動系統(tǒng)的機(jī)械特性電力拖動系統(tǒng)的機(jī)械特性 1.2.1 機(jī)械特性機(jī)械特性 1. 機(jī)械特性是指轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系曲線，即機(jī)

16、械特性是指轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系曲線，即 機(jī)械特性機(jī)械特性 負(fù)載機(jī)械特性負(fù)載機(jī)械特性 電動機(jī)機(jī)械特性電動機(jī)機(jī)械特性 ()nfT()lnfT()nf T固有機(jī)械特性固有機(jī)械特性 人為機(jī)械特性人為機(jī)械特性 正向電動正向制動反向電動0T0n0n0n0T0TnT0反向制動0n0T2. 運(yùn)行狀態(tài)：運(yùn)行狀態(tài)：轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n 、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)矩T都有正、負(fù)值都有正、負(fù)值 ,要選定參考正方向。要選定參考正方向。電動電動：轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的方向一致：轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的方向一致 制動制動：轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的方向相反：轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的方向相反3. 四象限運(yùn)行：四象限運(yùn)行： 1.2.2 負(fù)載的機(jī)械特性負(fù)載的機(jī)械特性 lT0Tn0Tn0Tn0Tn0Tn

17、lTlTlTlT)a)b)c)d)ea)反抗性反抗性 b）位能性）位能性 c）粘滯摩擦力）粘滯摩擦力 d）流體阻力）流體阻力 e）恒功率阻力）恒功率阻力 例：實(shí)際風(fēng)機(jī)的負(fù)載機(jī)械特性：例：實(shí)際風(fēng)機(jī)的負(fù)載機(jī)械特性： 0TnlT220nKlll 實(shí)際的機(jī)械裝置則是多種性質(zhì)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩的組合實(shí)際的機(jī)械裝置則是多種性質(zhì)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩的組合 1.2.3 電動機(jī)的固有機(jī)械特性電動機(jī)的固有機(jī)械特性 0Tn0n0n正電壓負(fù)電壓0Tn0n0n正序電壓負(fù)序電壓0Tn0n0n正序電壓負(fù)序電壓)a)b)ca）他勵直流電動機(jī)）他勵直流電動機(jī) b）異步電動機(jī)）異步電動機(jī) e）同步電動機(jī)）同步電動機(jī) 1.2.4 電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)

18、行條件電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行條件 條件條件1. 電機(jī)機(jī)械特性曲線及負(fù)載機(jī)械特性曲線的交點(diǎn)電機(jī)機(jī)械特性曲線及負(fù)載機(jī)械特性曲線的交點(diǎn) 0dtd條件條件2. 且且在交點(diǎn)處滿足在交點(diǎn)處滿足 dnddnd0Tn0nlTAB穩(wěn)定點(diǎn)穩(wěn)定點(diǎn)不穩(wěn)定點(diǎn)不穩(wěn)定點(diǎn)交點(diǎn)處滿足交點(diǎn)處滿足 ，所以，所以 判別方法：判別方法：1.3 他勵直流電動機(jī)的起動、調(diào)速與制動他勵直流電動機(jī)的起動、調(diào)速與制動 1.3.1他勵直流電動機(jī)的人工機(jī)械特性他勵直流電動機(jī)的人工機(jī)械特性 02ajaTeeTaeTaaaaajRRUnTnTkk kEknTkIUEIRR他勵直流電動機(jī)方程他勵直流電動機(jī)方程 固有機(jī)械特性方程固有機(jī)械特性方程（額定參數(shù)時(shí)）

19、（額定參數(shù)時(shí)） 人為機(jī)械特性人為機(jī)械特性 固有機(jī)械特性固有機(jī)械特性 )b)cN2121NnT00nlT1n3n2n)aaR3R2R1R321RRRRanT00nlT1n4n3n2n3naNU3U2U1U321UUUUaNnT00nlT1n2n4n1.3.2 他勵直流電動機(jī)的調(diào)速他勵直流電動機(jī)的調(diào)速 1 1調(diào)速方法調(diào)速方法 電樞回路串電阻調(diào)速；電樞回路串電阻調(diào)速；改變電樞端電壓調(diào)速；改變電樞端電壓調(diào)速；弱磁調(diào)速。弱磁調(diào)速。 分別改變分別改變則得到三組不同的則得到三組不同的人為機(jī)械特性曲線族人為機(jī)械特性曲線族,jaR U 所允許的最大輸出轉(zhuǎn)矩所允許的最大輸出轉(zhuǎn)矩 1.3.2 他勵直流電動機(jī)的調(diào)速他

20、勵直流電動機(jī)的調(diào)速 2 2調(diào)速時(shí)的轉(zhuǎn)矩與功率調(diào)速時(shí)的轉(zhuǎn)矩與功率 0Nn2mPf (n)恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速恒功率調(diào)速nmaxTf(n)1234NPNT2mPmaxT圖圖1-11 調(diào)速時(shí)轉(zhuǎn)矩與功率曲線調(diào)速時(shí)轉(zhuǎn)矩與功率曲線 maxT所允許的最大輸出功率所允許的最大輸出功率 mP2l 電機(jī)允許流過的最大電流受制于電機(jī)電機(jī)允許流過的最大電流受制于電機(jī)的散熱條件，一般為額定電流的散熱條件，一般為額定電流I IaNaN。 自然冷卻，自扇冷式自然冷卻，自扇冷式 ，他扇冷式，他扇冷式 ，水外冷，水內(nèi)冷，蒸發(fā)冷卻，超導(dǎo)，等，水外冷，水內(nèi)冷，蒸發(fā)冷卻，超導(dǎo)，等不變不變 下降下降不變不變 與轉(zhuǎn)速成正比與轉(zhuǎn)速成正比l 在在 n

21、nnnnnN N 的區(qū)域，磁通的區(qū)域，磁通減小，減小， ， PmaxPmax不變不變，稱恒功率調(diào)速區(qū)域。，稱恒功率調(diào)速區(qū)域。 l 電機(jī)的冷卻電機(jī)的冷卻 方式：方式：1 1調(diào)速方法調(diào)速方法 1.3.3 他勵直流電動機(jī)的起動他勵直流電動機(jī)的起動 常用的起動方法有：常用的起動方法有： 2.2.降壓起動降壓起動 3.3.電樞回路串電阻起動電樞回路串電阻起動1C2C1 jR2jRaRaEaU3CaI1.1.直接全壓起動直接全壓起動 只能用于小容量電機(jī)只能用于小容量電機(jī)3naNU3U2U1U321UUUUaNnT00nlT1n2n4n圖圖1-13 分二級電阻分二級電阻起動的起動過程起動的起動過程a）機(jī)械特

22、性曲線）機(jī)械特性曲線 b）轉(zhuǎn)速變化曲線）轉(zhuǎn)速變化曲線c）電流變化曲線）電流變化曲線 1.3.4 他勵直流電動機(jī)的制動他勵直流電動機(jī)的制動 1能耗制動能耗制動 a a）原理電路圖）原理電路圖 b b）機(jī)械特性圖）機(jī)械特性圖 制停過程制停過程 （是一個動態(tài)過程）（是一個動態(tài)過程）c c）能量傳遞簡圖）能量傳遞簡圖 最終的穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)：最終的穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)：（1）反抗性負(fù)載，反抗性負(fù)載，C C點(diǎn)點(diǎn)（2 2）位能性負(fù)載）位能性負(fù)載 ，D點(diǎn)點(diǎn)l 制動最常用的地方有二：制動最常用的地方有二： 1. 快速停車或快速降速快速停車或快速降速 2. 限制（或控制）工作機(jī)械產(chǎn)生過高的速度限制（或控制）工作機(jī)械產(chǎn)生過高的速

23、度 l 直流電機(jī)制動方法有四：直流電機(jī)制動方法有四： 2 2回饋制動（再生發(fā)電制動回饋制動（再生發(fā)電制動 ）c c）能量傳遞簡圖）能量傳遞簡圖 a a）原理電路圖）原理電路圖 b b）機(jī)械特性圖）機(jī)械特性圖 l 回饋制動實(shí)際中常常出現(xiàn)于：回饋制動實(shí)際中常常出現(xiàn)于：l 回饋制動發(fā)生條件：電機(jī)轉(zhuǎn)速回饋制動發(fā)生條件：電機(jī)轉(zhuǎn)速nn0 ，即電機(jī)反電勢，即電機(jī)反電勢 。aaUE 位能性負(fù)載拖動電動機(jī)轉(zhuǎn)動時(shí)，位能性負(fù)載拖動電動機(jī)轉(zhuǎn)動時(shí)， 在調(diào)壓調(diào)速中突然降低端電壓以及弱磁調(diào)速中突然增加磁通時(shí)。在調(diào)壓調(diào)速中突然降低端電壓以及弱磁調(diào)速中突然增加磁通時(shí)。l 突然降壓產(chǎn)生回饋制動分析：突然降壓產(chǎn)生回饋制動分析： 動

24、態(tài)制動動態(tài)制動電動電動3 3反接制動反接制動 4 4倒拉反轉(zhuǎn)制動倒拉反轉(zhuǎn)制動 b b）能量傳遞簡圖）能量傳遞簡圖 a a）機(jī)械特性圖）機(jī)械特性圖 l 條件：電樞電壓反向條件：電樞電壓反向l 串入串入Rj的目的的目的 l 電機(jī)最終的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行點(diǎn)電機(jī)最終的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行點(diǎn) l 制動停車用時(shí)制動停車用時(shí)切斷電源方切斷電源方法法l 條件：條件：1） 電樞正電壓；電樞正電壓； 2） 位能性負(fù)載；位能性負(fù)載； 3） 電機(jī)反轉(zhuǎn)；電機(jī)反轉(zhuǎn)； 4） 串電阻；串電阻；l 制動停車過程為動態(tài)過程制動停車過程為動態(tài)過程l 倒拉反轉(zhuǎn)制動倒拉反轉(zhuǎn)制動是是穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行運(yùn)行1.4 異步電動機(jī)的起動、調(diào)速與制動異步電動機(jī)的起動、調(diào)速與制動 1.4.1 異步電動機(jī)的機(jī)械特性異步電動機(jī)的機(jī)械特性 1 1固有機(jī)械特性固有機(jī)械特性 22cosICTTi221221122111222112xxs/rrfs/rpUms/rImPTem22121112114xxrrfpUmTm221212)xx(rrsm轉(zhuǎn)矩的物理表達(dá)式轉(zhuǎn)矩的物理表達(dá)式轉(zhuǎn)矩的參數(shù)表達(dá)式轉(zhuǎn)矩的參數(shù)表達(dá)式 （額定參數(shù)時(shí)即為（額定參數(shù)時(shí)即為固有機(jī)械特性表達(dá)式）固有機(jī)械特性表達(dá)式） 2 2人工機(jī)械特性人工機(jī)械特性 a)改變輸入電壓改變輸入電壓 b)繞線式轉(zhuǎn)子回路串電阻繞線式轉(zhuǎn)子回路串電阻 c)改變電源頻率改變電源