拖動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)調(diào)速課件

1、直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)rQERMIfIaUfU他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性: 當(dāng)U、Ra、If 為常數(shù)時(shí)，n = f（Te）。直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)rQERMIfIaUfU他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)Tenn0TstTNnNn0T0 小，特性較硬； 堵轉(zhuǎn)狀態(tài)：n=0， 大，特性較軟。Tenn0TstTNnNn0T0 小，特性較硬； 堵轉(zhuǎn)狀一、固有機(jī)械特性:當(dāng)UN，N， Rc =0時(shí)， 小，特性較硬。Ten二、人為機(jī)械特性：1.電樞回路串電阻：R 0， 大，特性較軟。Ran0Ra +RcTst一、固有機(jī)械特性:當(dāng)UN，N， Rc =0時(shí)， 小，特性2.降低電壓的人為機(jī)械特性： 當(dāng)N， R =0時(shí)，降電源電壓。TenU

2、Nn0U1n01U2n02TL2.降低電壓的人為機(jī)械特性： 當(dāng)N， R =0時(shí)，降電源 3. 弱磁的人為機(jī)械特性：當(dāng) UN， R =0時(shí)，減弱勵(lì)磁磁通。Ten1n01Nn02n02TL但勵(lì)磁回路決不允許開(kāi)路。 3. 弱磁的人為機(jī)械特性：當(dāng) UN， R 例： 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)PN22kW，UN 220V，IN 115A，nN1500rmin，Ra0.125，若保持TL，求串Rc 0.75， 降壓U=100V， =0.85N時(shí)的Ia 和n。 解：例： 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)PN22kW，UN 220V，IN 拖動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)調(diào)速課件 8.2 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和反轉(zhuǎn) 起動(dòng)過(guò)程：電動(dòng)機(jī)從靜止到穩(wěn)定運(yùn)行的

3、過(guò)程。要求：Tst1.1 TL Ist （1.52.0）IN (Z2型直流電動(dòng)機(jī))一、 直接起動(dòng) Ist =（1020）IN ，對(duì)于一般的直流電動(dòng)機(jī)絕不允許直接起動(dòng)。但對(duì)微型直流電動(dòng)機(jī)，可直接起動(dòng)。 8.2 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 二、 電樞回路串電阻起動(dòng) Ist U(Rst+Ra ) ， I1 （1.52）IN I2 （1.11.2）IN Rst2Rst1UEMIfIaUfKM1KM2TenRaRa +Rst1 +Rst2n0Ts2TLRa +Rst1 Ts1ancnebcdef 二、 電樞回路串電阻起動(dòng) Ist 起動(dòng)電阻計(jì)算：TenRaRa +Rst1 +Rst2n0Ts2TLRa +Rst

4、1 Ts1ancnebcdef起動(dòng)電阻計(jì)算：TenRaRa +Rst1 +Rst2n0Ts拖動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)調(diào)速課件例8-2 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)PN20kW，UN 220V，IN 76A，nN1500rmin，Ra0. 2，若采用四級(jí)起動(dòng)，計(jì)算各級(jí)起動(dòng)電阻。 解：例8-2 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)PN20kW，UN 220V，I例8-3 對(duì)例8-2，要求I1 1.5IN ，計(jì)算起動(dòng)級(jí)數(shù)和各級(jí)起動(dòng)電阻。 解：例8-3 對(duì)例8-2，要求I1 1.5IN ，計(jì)算起動(dòng)級(jí)結(jié)論： 選擇的I1 ，I2或TS1 ，TS2范圍越窄，分級(jí)起動(dòng)的級(jí)數(shù)越多。結(jié)論： 選擇的I1 ，I2或TS1 ，TS2范圍越窄，分級(jí)起三、降低電樞

5、電壓起動(dòng)Ist URa （1.52）IN 1.1TL Te （1.52）TNTenn0TLU2Ts2Ts1U1UNa三、降低電樞電壓起動(dòng)Ist URa （1.52）四、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)TenRaRa+ Rcn0Ra+ RcRa- n0四、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)TenRaRa+ Rcn0Ra+ R 8.3 直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速一、 電樞回路串聯(lián)電阻調(diào)速 Ten1n02TLabc 8.3 直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速例8-4 一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)PN22kW，UN 220V，IN 115A，nN1500rmin，Ra0. 125，拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。若轉(zhuǎn)速調(diào)到1000rmin，求電樞回路需串入多大電阻? 解：Ten1

6、n02TLabc例8-4 一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)PN22kW，UN 220V二、 降低電樞電源電壓調(diào)速Tenn0TL12abc二、 降低電樞電源電壓調(diào)速Tenn0TL12abc例8-5，例題8-4中，拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。速度調(diào)到1000rmin，采用改變電樞電源電壓調(diào)速時(shí)，電樞電源電壓應(yīng)調(diào)到多少伏？ 解：Tenn0TL12abc例8-5，例題8-4中，拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。速度調(diào)到1000r三、弱磁調(diào)速Ten1n01Nn0TL12abc三、弱磁調(diào)速Ten1n01Nn0TL12abc 例8-6 拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。弱磁磁通減少到0.8額定磁通值，轉(zhuǎn)速為多少？電機(jī)是否能長(zhǎng)期運(yùn)行在弱磁狀態(tài)？解： 例8-6 拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩

7、負(fù)載。弱磁磁通減少到0 8.4 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)電氣制動(dòng):電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩 Te 與轉(zhuǎn)速 n 的方向相反， Te 起制動(dòng)作用。制動(dòng)的兩個(gè)情況： (1)使系統(tǒng)迅速減速停車(chē)。即電動(dòng)機(jī)從某一轉(zhuǎn)速迅速減速到零的過(guò)程； (2)限制位能性負(fù)載的下降速度，即電動(dòng)機(jī)處于某一穩(wěn)定的制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩 Te 起到與負(fù)載轉(zhuǎn)矩相平衡的作用。 8.4 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制一、 能耗制動(dòng)EMIaUTeTLnI 電動(dòng)狀態(tài)EMIaTeTLnII 能耗制動(dòng)（過(guò)渡）過(guò)程RbTeEMIaTLnIV 能耗制動(dòng)運(yùn)行RbTen一、 能耗制動(dòng)EMIaUTeTLnI 電動(dòng)狀態(tài)EMIaTOTenn0TL-TLabcncOTe

8、nn0TL-TLabcnc例8-7 一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)UN 220V，IN 115A，nN1500rmin，Ra0. 125，Iamax 2IN ， TL = 0.9TN ，拖反抗性負(fù)載停機(jī)，需串多大電阻？拖位能性負(fù)載以-300rmin放重物，需串多大電阻？ 解：OTenn0TL-TLabcnc例8-7 一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)UN 220V，IN 115拖動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)調(diào)速課件二、反接制動(dòng) 1電壓反向反接制動(dòng)EMIaUTeTLnI 電動(dòng)狀態(tài)TenRbEMIaTeTLnII 反接制動(dòng)狀態(tài)U二、反接制動(dòng) 1電壓反向反接制動(dòng)EMIOTenn0TLabcOTenn0TLabc 2倒拉反轉(zhuǎn)制動(dòng) 拖位能性

9、負(fù)載， 串接Rb很大， Tst TL EMIaUTeTLnI 電動(dòng)狀態(tài)TenTeEMIaTLnIV 倒拉反轉(zhuǎn)制動(dòng)RbU 2倒拉反轉(zhuǎn)制動(dòng) OTenn0TLabcdOTenn0TLabcd例8-7，例8-7 中，Iamax 2IN ， TL = 0.9TN ，拖反抗性負(fù)載停機(jī)，電壓反接制動(dòng)，需串多大電阻？拖位能性負(fù)載以-1000rmin放重物，電動(dòng)勢(shì)反接制動(dòng)，需串多大電阻？ 解：例8-7，例8-7 中，Iamax 2IN ， TL = 拖動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)調(diào)速課件四、 回饋制動(dòng)：EU，Ia0 1正向回饋制動(dòng)：U方向不變。EMIaUTeTLnI 電動(dòng)狀態(tài)TenEMIaTeTLnII正向回饋制動(dòng)U四、

10、 回饋制動(dòng)：EU，Ia0 1OTenn0TLan01bdcOTenn0TLan01bdcEMIaUTeTLnI 電動(dòng)狀態(tài)TenRbEMIaTeTLnII 反接制動(dòng)狀態(tài)UTeEMIaTLnIV 反向回饋制動(dòng)RbUTeEMIaTLnIII 反向電動(dòng)RbU2 反向回饋制動(dòng)：改變U方向EMIaUTeTLnI 電動(dòng)狀態(tài)TenRbEMIaTeTLOTenn0TL-TLabncced-n01OTenn0TL-TLabncced-n01例8-9，例8-7 中拖位能性負(fù)載，TL = TN ，反向回饋制動(dòng)放重物，需用多大轉(zhuǎn)速？電壓反向瞬時(shí)， Iamax 2IN ，需串多大制動(dòng)電阻和用多大轉(zhuǎn)速？ 解：例8-9，例8

11、-7 中拖位能性負(fù)載，TL = TN ，反向拖動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)調(diào)速課件8.5他勵(lì)直流電機(jī)的四象限運(yùn)行8.5他勵(lì)直流電機(jī)的四象限運(yùn)行實(shí)驗(yàn)一 直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)調(diào)速實(shí)驗(yàn) 1、調(diào)速特性（1）改變電樞電壓調(diào)速保持UUN、If=IfN=常數(shù)，T2常數(shù)，測(cè)取nf（Ua）。（2）改變勵(lì)磁電流調(diào)速保持UUN，T2常數(shù)，測(cè)取nf（If）。 （1）改變電樞端電壓的調(diào)速l）直流電動(dòng)機(jī)M運(yùn)行后，將電阻Rl調(diào)至零，I f2調(diào)至校正值，再調(diào)節(jié)負(fù)載電阻R2、電樞電壓及磁場(chǎng)電阻Rf1，使M的UUN，I0.5IN，IfIfN記下此時(shí)MG的IF值。2）保持此時(shí)的IF值（即T2值）和IfIfN不變，逐次增加Rl的阻值，降低電樞兩端的

12、電壓Ua，使Rl從零調(diào)至最大值，每次測(cè)取電動(dòng)機(jī)的端電壓Ua，轉(zhuǎn)速n和電樞電流Ia。實(shí)驗(yàn)一 直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)調(diào)速實(shí)驗(yàn) 1、調(diào)速特性（1）改變電拖動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)調(diào)速課件表1-2 IfIfN= mA T2= NmUa（V）n（r/min）Ia（A）（2）改變勵(lì)磁電流的調(diào)速l）直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行后，將M的電樞串聯(lián)電阻R1和磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻Rf1調(diào)至零，將MG的磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻If2調(diào)至校正值，再調(diào)節(jié)M的電樞電源調(diào)壓旋鈕和MG的負(fù)載，使電動(dòng)機(jī)M的UUN，I0.5IN 記下此時(shí)的IF值。2）保持此時(shí)MG的IF值（T2值）和M的U=UN不變，逐次增加磁場(chǎng)電阻阻值：直至n1.3nN，每次測(cè)取電動(dòng)機(jī)的n、If和Ia共取7

13、8組記錄。表1-2 IfIfN= m直流電動(dòng)機(jī)型號(hào)和功用 Z2系列直流電動(dòng)機(jī)有全國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)改型兩個(gè)系列，可供恒轉(zhuǎn)矩或轉(zhuǎn)速范圍不大于2：1（調(diào)磁場(chǎng)變速）的直流電力拖動(dòng)之用。電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式為并勵(lì)或他勵(lì)（帶有少量串勵(lì)繞組）,他勵(lì)電壓為110V或220V。故此廣泛應(yīng)用在對(duì)起動(dòng)和調(diào)遣要求較高的生產(chǎn)機(jī)械，如：冶金工業(yè)軋鋼機(jī)，卷?yè)P(yáng)機(jī)，電力機(jī)車(chē)，金屬切削機(jī)床，造紙，印刷、紡織、印染、水泥，塑料擠出機(jī)械的傳動(dòng)源。直流電動(dòng)機(jī)型號(hào)和功用 Z2系列直流電動(dòng)機(jī)有全Z2型直流電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)表額定轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)/分的電動(dòng)機(jī)型 號(hào)額定功率額定電壓額定電流額定轉(zhuǎn)速削弱磁場(chǎng)時(shí)最大轉(zhuǎn)速最大勵(lì)磁功率效率飛輪力矩重量kWV

14、Ar/minr/minW%kgm2kgZ2-110.81109.833000300052740.012300.82204.85300030005275Z2-121.111012.9300030006277.50.01535Z2型直流電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)表額定轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)/分的電動(dòng)機(jī)型 Z3系列為型系列，用以代替Z2老系列，為一般工業(yè)用小型直流電動(dòng)機(jī)。與Z2系列相比，具有調(diào)速范圍廣，體積小，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)。安裝尺寸與國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）推薦標(biāo)準(zhǔn)相同為臥式結(jié)構(gòu)，機(jī)座帶底腳。 Z3系列為型系列，用以代替Z2老系列，為一般 Z4系列直流電動(dòng)機(jī)是統(tǒng)一設(shè)計(jì)的新系列，可取代Z2、Z3系列，使用于轉(zhuǎn)

15、速范圍大、過(guò)載能力1.6倍的電力拖動(dòng)。恒功率弱磁向上調(diào)速可達(dá)到1.03.8 nN，恒轉(zhuǎn)矩降低電樞電壓向下調(diào)速最低可至20r/min。 Z4與Z2、Z3系列相比，具有更多的優(yōu)點(diǎn)。它不僅可用直流電源供電，更適用與靜止整流電源供電，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，有較好的動(dòng)態(tài)性能，并能承受較高的負(fù)載變化率。適用于需要平滑調(diào)速、效率高、自動(dòng)穩(wěn)速、反應(yīng)靈敏的控制系統(tǒng)。 Z4系列直流電動(dòng)機(jī)是統(tǒng)一設(shè)計(jì)的新系列，可取 額定電壓為160V的電動(dòng)機(jī)，在單相橋式整流器供電情況下，在電樞回路需要接入電抗器以抑制脈動(dòng)電流。額定電壓為440V的電動(dòng)機(jī)不需要外接電抗器。Z4系列電動(dòng)機(jī)一般不帶有串勵(lì)繞組，Z4-315355型兩個(gè)機(jī)組帶有補(bǔ)償機(jī)組。Z4-100280型不帶補(bǔ)償機(jī)。 2、直流電機(jī)主要系列 Z4系列：一般用途的小型直流電動(dòng)機(jī)； ZT系列：廣調(diào)速直流電動(dòng)機(jī)； ZJ系列：精密機(jī)床用直流電動(dòng)機(jī)； 額定電壓為160V的電動(dòng)機(jī)，在單相Z4直流電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)表型號(hào)額定功率額定轉(zhuǎn)速磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速電樞電流勵(lì)磁功率電樞回路電阻電樞回路電感磁場(chǎng)電感外接電感效率慣量矩重量160v400V440Vkwr/minr/minA W(20）mHH