電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)第四章課件

電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)DIANJIYUTUODONGJISHU新世紀(jì)應(yīng)用型高等教育教材編審委員會(huì)組編新世紀(jì)應(yīng)用型高等教育教材編審委員會(huì)電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)DIANJIYUTUODONGJISHU1

4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性

4.2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)

4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)

4.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)

4.5直流電力拖動(dòng)系統(tǒng)的過渡過程

4.6直流電動(dòng)機(jī)的建模及仿真4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性4.2他直流電動(dòng)機(jī)的起、制動(dòng)的動(dòng)態(tài)性能好，可以在很多快速調(diào)速的場合應(yīng)用，盡管目前交流拖動(dòng)技術(shù)發(fā)展很快，但直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)仍然占有重要位置，同時(shí)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)技術(shù)也是其它電力拖動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。在直流電力拖動(dòng)系統(tǒng)中有他勵(lì)、串勵(lì)和復(fù)勵(lì)三種直流電動(dòng)機(jī)，其中應(yīng)用最多的是他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)。第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)的起、制動(dòng)的動(dòng)態(tài)性能好，可以在很多快速調(diào)速的場合應(yīng)4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是指電動(dòng)機(jī)在電樞電壓、勵(lì)磁電流、電樞回路總電阻為恒值時(shí)，電動(dòng)機(jī)在穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)下，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n與電磁轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系，即，或者說電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n與電樞電流的關(guān)系，后者也就是轉(zhuǎn)速調(diào)整特性。由于轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩都是機(jī)械量，所以把它稱為機(jī)械特性。4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.1.1機(jī)械特性的一般表達(dá)式

圖4-1是他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電路原理圖。電磁轉(zhuǎn)矩方程、感應(yīng)電動(dòng)勢方程、電樞回路電動(dòng)勢平衡方程和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速特性,由此可求得機(jī)械特性方程的一般表達(dá)式：式中，R為電樞回路總電阻。4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.1.1機(jī)械特性的一般表達(dá)式

圖4-1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電路原理圖圖4-2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.1.1機(jī)械特性的一般表達(dá)式

1.理想空載轉(zhuǎn)速當(dāng)電源電壓U=常數(shù)，電樞回路總電阻R＝常數(shù)，勵(lì)磁磁通＝常數(shù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線如圖4-2所示。特性曲線與縱軸的交點(diǎn)為時(shí)的轉(zhuǎn)速稱為理想空載轉(zhuǎn)速，其計(jì)算式為

4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.1.1機(jī)械特性的一般表達(dá)式

圖4-4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的固有特性曲線

4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.1.1機(jī)械特性的一般表達(dá)式

對他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)固有機(jī)械特性分析如下：1）越大，n越低，其特性是一條下斜直線。原因是：增大，與成正比關(guān)系，也增大；電樞電動(dòng)勢，則減小，轉(zhuǎn)速n亦降低。2）理想空載轉(zhuǎn)速點(diǎn)：當(dāng)時(shí)，

為理想空載轉(zhuǎn)速。此時(shí)，即電動(dòng)機(jī)不帶負(fù)載且自身也沒有空載轉(zhuǎn)矩情況下的轉(zhuǎn)速，是一種理想工作狀態(tài)。3）實(shí)際空載轉(zhuǎn)速點(diǎn)：為電動(dòng)機(jī)的實(shí)際空載轉(zhuǎn)速，比略低，如上圖所示。這是因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來后，必須克服機(jī)械摩擦及風(fēng)阻等空載轉(zhuǎn)矩，所以4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.1.1機(jī)械特性的一般表達(dá)式

4）額定工作點(diǎn)：當(dāng)時(shí)，為額定工作點(diǎn)。此時(shí)轉(zhuǎn)速降

為額定轉(zhuǎn)速降落。一般地說，約為，而約為，這是硬特性的數(shù)量體現(xiàn)。5）堵轉(zhuǎn)點(diǎn)：，，此時(shí)電樞電流稱為短路電流；電磁轉(zhuǎn)矩稱為電機(jī)的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。由于電樞電阻很小，和都比額定值大得多，若。則

即那么堵轉(zhuǎn)電流，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。

4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.1.3人為機(jī)械特性人為機(jī)械特性是指人為地改變電動(dòng)機(jī)電路中的某個(gè)參數(shù)或電動(dòng)機(jī)的電樞電壓值，而得到的機(jī)械特性，即改變機(jī)械特性方程中的某些參數(shù)如電壓、勵(lì)磁電流、電樞回路電阻所獲得的機(jī)械特性。主要人為機(jī)械特性有以下三種。1.電樞回路串電阻時(shí)的人為機(jī)械特性當(dāng)電動(dòng)機(jī)的,,時(shí)，其人為機(jī)械特性的方程式為電樞回路串電阻時(shí)的人為機(jī)械特性如圖4-5所示。與固有特性相比，它具有以下特點(diǎn)1）理想空載轉(zhuǎn)速不變；2）增大，轉(zhuǎn)速降增大，附加電阻越大，也越大，特性越“軟”。4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.1.3人為機(jī)械特性2.改變電樞電壓時(shí)的人為機(jī)械特性當(dāng)電動(dòng)機(jī)的，時(shí)，改變電樞電壓的人為機(jī)械特性的方程式為

與固有特性相比，它具有以下特點(diǎn)：1）機(jī)械特性曲線的斜率不變；2）理想空載轉(zhuǎn)速隨電壓減小成正比減小。圖4-5電樞回路串電阻時(shí)的人為機(jī)械特性

4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.1.3人為機(jī)械特性圖4-6改變電樞電壓的人為機(jī)械特性4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)3.改變磁通時(shí)的人為機(jī)械特性可以通過在勵(lì)磁回路中串接上電阻，或降低勵(lì)磁電壓來減弱磁通，保持，時(shí)，減弱磁通的人為機(jī)械特性和轉(zhuǎn)速特性分別為當(dāng)時(shí)，堵轉(zhuǎn)電流為常數(shù)，而隨的減小而增大，因此的人為特性是一組通過橫坐標(biāo)點(diǎn)的直線，如圖4-8所示。4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)圖4-7他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)弱磁時(shí)的機(jī)械特性圖4-8他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)弱磁時(shí)的轉(zhuǎn)速特性4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.1.4機(jī)械特性的求取1.固有機(jī)械特性的求取已知，求:理想空載點(diǎn)和額定運(yùn)行點(diǎn)。具體求取步驟如下：1）估算：2）計(jì)算：

，4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.1.4機(jī)械特性的求取3）計(jì)算理想空載點(diǎn)：4）計(jì)算額定工作點(diǎn)：2.人為機(jī)械特性的求取在固有機(jī)械特性方程

的基礎(chǔ)上，根據(jù)人為特性所對應(yīng)的參數(shù)或或變化，重新計(jì)算和，然后得到人為機(jī)械特性方程式。4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.1.5電樞反應(yīng)對機(jī)械特性影響他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)由于有電樞反應(yīng)，產(chǎn)生去磁作用，使↓，則↑，即↑而導(dǎo)致特性上翹，如圖4-9所示。特性上翹對電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行不利，解決的辦法是在主磁極上加裝匝數(shù)很少的串勵(lì)繞組，稱為穩(wěn)定繞組。穩(wěn)定繞組產(chǎn)生與主磁極相同的磁通，抵消電樞反應(yīng)的去磁作用。圖4-9上翹的機(jī)械特性曲線4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.1.6電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行條件在生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性與生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性是同時(shí)存在的。在分析電力拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行情況時(shí)，可以把兩者畫在同一坐標(biāo)圖上。如圖4-10中，曲線1是恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性，曲線2是他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。兩特性曲線交于A點(diǎn)。在交點(diǎn)處，電動(dòng)機(jī)與負(fù)載具有相同的轉(zhuǎn)速，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩大小相等，方向相反，互相平衡。根據(jù)運(yùn)動(dòng)方程式可知，時(shí)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。因此系統(tǒng)應(yīng)能在A點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行，A點(diǎn)就稱為工作點(diǎn)或運(yùn)行點(diǎn)。如系統(tǒng)能過渡到新的工作點(diǎn)上穩(wěn)定運(yùn)行，且干擾消失后，系統(tǒng)又能回到原來的工作點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行，則系統(tǒng)是穩(wěn)定的，否則是不穩(wěn)定的。4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)

圖4-10電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行分析圖4-11電力拖動(dòng)系統(tǒng)不穩(wěn)定運(yùn)行分析

電力拖動(dòng)系統(tǒng)在電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性與負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性交點(diǎn)上，不一定能穩(wěn)定運(yùn)行，也就是說，只是穩(wěn)定運(yùn)行的必要條件，尚不充分。對于電力拖動(dòng)系統(tǒng)，穩(wěn)定運(yùn)行的充分必要條件是：電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性與負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性必須相交，在交點(diǎn)處，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩平衡，在工作點(diǎn)要滿足

。4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電4.2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，為了產(chǎn)生較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩及不使起動(dòng)后的轉(zhuǎn)速過高，應(yīng)該滿磁通啟動(dòng)，即勵(lì)磁電流為額定值，每極磁通為額定值。因此起動(dòng)時(shí)勵(lì)磁回路不能串電阻，而且絕對不允許勵(lì)磁回路出現(xiàn)斷路。他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)若加額定電壓、電樞回路不串電阻即直接起動(dòng)，此時(shí)，、，起動(dòng)電流

，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。由于電流太大，使得電機(jī)不能換向，并且還會(huì)急劇發(fā)熱；另外，由于轉(zhuǎn)矩太大，還會(huì)造成機(jī)械撞擊，都是不允許的。電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)負(fù)載起動(dòng)的一般條件是：1）。因?yàn)閾Q向最大允許電流為；2），這樣系統(tǒng)才能順利起動(dòng)。他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方法有以下兩種：4.2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)1.逐級(jí)切除啟動(dòng)電阻時(shí)的啟動(dòng)過程以三級(jí)電阻啟動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)為例,三級(jí)電阻啟動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)的電路原理圖和機(jī)械特性分別如圖4-12所示。圖4-12三級(jí)電阻啟動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)電路原理圖圖4-13三級(jí)電阻啟動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)逐級(jí)(三級(jí))切除啟動(dòng)電阻

。啟動(dòng)開始時(shí)接觸器S閉合，此時(shí)對應(yīng)圖4-13的a點(diǎn)，與此相應(yīng)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為

。因此，電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)在加速轉(zhuǎn)矩的作用下，速度開始沿著直線ab上升。隨著速度的上升，反電勢上升，電樞電流下降，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩也隨著減少。4.2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)b點(diǎn)；c點(diǎn)；d點(diǎn)；e點(diǎn)；f點(diǎn)；g點(diǎn)比較以上各式得：

在已知啟動(dòng)電流比和電樞電阻Ra前提下，經(jīng)推導(dǎo)可得各級(jí)總電阻為4.2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)各級(jí)分段串聯(lián)電阻為

（1）起動(dòng)級(jí)數(shù)已知的啟動(dòng)電阻的計(jì)算，計(jì)算各級(jí)啟動(dòng)電阻的步驟：1）估算或查出電樞電阻；2）根據(jù)過載倍數(shù)選取最大轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的最大電流；3）選取啟動(dòng)級(jí)數(shù)m；4）計(jì)算啟動(dòng)電流比：，m取整數(shù)；5）計(jì)算轉(zhuǎn)矩：，校驗(yàn)：；如果不滿足，應(yīng)另選或m值并重新計(jì)算，直到滿足該條件為止；6）計(jì)算各級(jí)啟動(dòng)電阻。4.2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)2）啟動(dòng)級(jí)數(shù)未定時(shí)的啟動(dòng)電阻的計(jì)算1）確定啟動(dòng)電流和切換電流：，；2）啟動(dòng)電流（轉(zhuǎn)矩）比：；3）求出電樞電路電阻；4）求出啟動(dòng)時(shí)的電樞總電阻；5）確定啟動(dòng)級(jí)數(shù)m，并將其修正為相近的整數(shù)；6）根據(jù)m值和式計(jì)算出新的值；7）利用上式計(jì)算各級(jí)總電阻和各級(jí)分段串聯(lián)電阻。4.2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)降低電樞電壓啟動(dòng)，即啟動(dòng)前將施加在電動(dòng)機(jī)電樞兩端的電源電壓降低，以減小啟動(dòng)電流(一般限制在1.5～2IN)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩足夠大,電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，再逐漸提高電源電壓，使啟動(dòng)電磁轉(zhuǎn)矩維持在一定數(shù)值，保證電動(dòng)機(jī)按需要的加速度升速，其接線原理和啟動(dòng)機(jī)械特性如下圖所示。圖4-14降低電樞電壓起動(dòng)接線原理圖圖4-15降低電樞電壓起動(dòng)機(jī)械特性4.2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)許多生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)行速度，隨其具體工作情況不同而不一樣。系統(tǒng)運(yùn)行的速度需要根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械工藝要求而人為調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，簡稱為調(diào)速。改變傳動(dòng)機(jī)構(gòu)速比的調(diào)速方法稱為機(jī)械調(diào)速，通過改變電動(dòng)機(jī)參數(shù)而改變系統(tǒng)運(yùn)行轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法稱為電氣調(diào)速。由于他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)比交流異步電動(dòng)機(jī)能夠獲得更寬的調(diào)速范圍并能夠?qū)崿F(xiàn)平滑的無級(jí)調(diào)速，在調(diào)速性能要求較高的生產(chǎn)機(jī)械上，還應(yīng)用他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)。4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)拖動(dòng)負(fù)載運(yùn)行的他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，其轉(zhuǎn)速是由工作點(diǎn)決定的，工作點(diǎn)改變了，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也就改變了。對于具體負(fù)載而言，其轉(zhuǎn)矩特性是一定的，不能改變，但是他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性卻可以人為地改變。4.3.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)1.電樞串電阻調(diào)速他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)負(fù)載運(yùn)行時(shí)，保持電源電壓及磁通為額定值不變，在電樞回路中串入不同的電阻時(shí)，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于不同的轉(zhuǎn)速，如下圖所示。其中負(fù)載是恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。比如原來沒有串電阻時(shí)，工作點(diǎn)為A，轉(zhuǎn)速為n，電樞中串入電阻后，工作點(diǎn)就變成了，轉(zhuǎn)速降為。電動(dòng)機(jī)從運(yùn)行的物理過程。通常把電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于固有機(jī)械特性上的轉(zhuǎn)速稱為基速，那么，電樞回路串電阻調(diào)速的方法，其調(diào)速方向只能是從基速向下調(diào)。4.3.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.3.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法圖4-16電樞回路串電阻調(diào)速

4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)電磁轉(zhuǎn)矩，穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，電樞電流，因此，

常數(shù)時(shí)，=常數(shù)，如果，則，即與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n無關(guān)。電樞回路串電阻調(diào)速時(shí)，所串的調(diào)速電阻、等上通過很大的電樞電流，會(huì)產(chǎn)生很大的損耗、等，轉(zhuǎn)速越低，損耗越大盡管電樞串電阻調(diào)速方法，所需設(shè)備簡單，但由于上述功率損耗大，低速時(shí)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，不能連續(xù)調(diào)速等缺點(diǎn)，只應(yīng)用于調(diào)速性能要求不高的中、小電機(jī)上，大容量電動(dòng)機(jī)不采用。4.3.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.3.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法圖4-17降低電源電壓調(diào)速4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)降低電源電壓調(diào)速時(shí)。如果拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于不同的轉(zhuǎn)速上時(shí)，電動(dòng)機(jī)電樞電流也是不變的，這是因?yàn)椋弘姶呸D(zhuǎn)矩，穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)；電樞電流。因此，常數(shù)時(shí)，常數(shù)，如果，則，與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速無關(guān)。3.弱磁調(diào)速保持他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電源電壓不變，電樞回路也不串電阻，在電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩不過大時(shí)，降低他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的磁通，可以使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高。圖4-18所示為他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)弱磁升速的機(jī)械特性。4.3.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.3.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法圖4-18弱磁調(diào)速4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)以減弱磁通升高轉(zhuǎn)速方式調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速最大值受換向能力與機(jī)械強(qiáng)度的限制，一般約為特殊設(shè)計(jì)的弱磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)，可以得到的最高轉(zhuǎn)速。改變磁通調(diào)速時(shí)，不論在什么轉(zhuǎn)速上運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩都為電動(dòng)機(jī)的電磁功率為4.3.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)調(diào)速的性能指標(biāo)是決定電動(dòng)機(jī)選擇哪一種調(diào)速方法的依據(jù)，主要性能指標(biāo)有以下三個(gè)方面：

1.調(diào)速范圍與靜差率調(diào)速范圍是指電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩調(diào)速時(shí)，其最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比。用D表示，時(shí)為

靜差率或稱轉(zhuǎn)速變化率。是指電動(dòng)機(jī)由理想空載到額定負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)速的變化率。用表示，時(shí)為

4.3.2調(diào)速的性能指標(biāo)4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.3.2調(diào)速的性能指標(biāo)靜差率越小，轉(zhuǎn)速的相對穩(wěn)定性越好，負(fù)載波動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速變化也越小。從上式可以看出，靜差率與以下兩個(gè)因素有關(guān)：1）當(dāng)一定時(shí)，機(jī)械特性越硬，額定轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)速降落越小，靜差率越小。2）機(jī)械特性硬度一定時(shí)，理想空載轉(zhuǎn)速越高，越小。4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)調(diào)速范圍是指電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩調(diào)速時(shí)，其最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比。用D表示，時(shí)為

靜差率或稱轉(zhuǎn)速變化率。是指電動(dòng)機(jī)由理想空載到額定負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)速的變化率。用

表示，

時(shí)為靜差率越小，轉(zhuǎn)速的相對穩(wěn)定性越好，負(fù)載波動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速變化也越小。從上式可以看出，靜差率與以下兩個(gè)因素有關(guān)：1）當(dāng)一定時(shí)，機(jī)械特性越硬，額定轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)速降落越小，靜差率越小。2）機(jī)械特性硬度一定時(shí)，理想空載轉(zhuǎn)速越高，越小。4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)圖4-19電樞串電阻調(diào)速時(shí)靜差率與調(diào)速范圍圖4-20降低電源電壓調(diào)速時(shí)靜差率與調(diào)速范圍調(diào)速范圍與靜差率有關(guān)系，而且互相制約著，因此需要調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械，必須同時(shí)提出靜差率與調(diào)速范圍這兩項(xiàng)指標(biāo)，以便選擇適當(dāng)?shù)恼{(diào)速方法。4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)

2.調(diào)速的平滑性無級(jí)調(diào)速的平滑性最好，有級(jí)調(diào)速的平滑性用平滑系數(shù)表示，其定義為：相鄰兩極轉(zhuǎn)速中，高一級(jí)轉(zhuǎn)速與低一級(jí)轉(zhuǎn)速之比，即越小，調(diào)速越平滑。無級(jí)調(diào)速是

，。

4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)3.調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性

調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性主要考慮調(diào)速設(shè)備的初投資、調(diào)速時(shí)電能的損耗、運(yùn)行時(shí)的維修費(fèi)用等。

調(diào)速設(shè)備初投資應(yīng)該考慮電動(dòng)機(jī)和電源兩方面：專門設(shè)計(jì)的改變磁通調(diào)速的電動(dòng)機(jī)成本較普通直流電機(jī)為高；降電樞電壓調(diào)速的大功率可調(diào)壓電源，成本也較高；調(diào)磁通調(diào)速一般也要專門配可調(diào)壓電源，但容量要小，成本也低些。這樣綜合起來考慮，電樞串電阻調(diào)速設(shè)備成本最低，而改變電源電壓調(diào)速設(shè)備成本最高。下表所示為他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)三種調(diào)速方法的一些調(diào)速性能比較。4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)三種調(diào)速方法的一些調(diào)速性能比較調(diào)速方法電樞串電阻降電源電壓減弱磁通調(diào)速方向向下調(diào)向下調(diào)向上調(diào)時(shí)調(diào)速范圍約2約10～12無關(guān))一定調(diào)速范圍內(nèi)轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性差好較好負(fù)載能力恒轉(zhuǎn)矩恒轉(zhuǎn)矩恒功率調(diào)速平滑性有級(jí)調(diào)速無級(jí)調(diào)速無級(jí)調(diào)速設(shè)備初投資少多較多電能損耗多較少少4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，電樞電流的實(shí)際大小取決于所拖動(dòng)的負(fù)載，電力拖動(dòng)系統(tǒng)中，負(fù)載有不同的類型，電動(dòng)機(jī)有不同的調(diào)速方法。具體分析電動(dòng)機(jī)采用不同調(diào)速方法拖動(dòng)不同類型負(fù)載時(shí)電樞電流的情況，對于充分利用電動(dòng)機(jī)來說，就是十分必要的了。為此目的，首先定義一下電動(dòng)機(jī)的恒轉(zhuǎn)矩與恒功率調(diào)速方式。所謂恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式指的是：在某種調(diào)速方法中，保持電樞電流

不變，若該電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩恒定不變，則稱這種調(diào)速方式為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式。所謂恒功率調(diào)速方式指的是：在某種調(diào)速方法中，保持電樞電流不變，若該電動(dòng)機(jī)電磁功率

恒定不變，則稱這種調(diào)速方法為恒功率調(diào)速方式4.3.3調(diào)速方式與負(fù)載類型的配合4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)以上關(guān)于調(diào)速方式問題的討論，歸納起來主要是：1）恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式與恒功率調(diào)速方式都是用來表征電動(dòng)機(jī)采用某種調(diào)速方法時(shí)的負(fù)載能力，不是指電動(dòng)機(jī)的實(shí)際負(fù)載。2）應(yīng)使電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方式與其實(shí)際負(fù)載匹配，電動(dòng)機(jī)才可以得到充分利用。從理論上講，匹配時(shí)，可以讓電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩或額定功率與負(fù)載實(shí)際轉(zhuǎn)矩與功率相等，但實(shí)際上，即使電動(dòng)機(jī)電樞電流盡量接近額定值，由子電動(dòng)機(jī)容量分成若干等級(jí)，有時(shí)只能盡量接近而不能相等。4.3.3調(diào)速方式與負(fù)載類型的配合4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.4.1電動(dòng)運(yùn)行（1）.正向電動(dòng)運(yùn)行他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)在第I象限時(shí)，如圖4-21所示的A點(diǎn)和B點(diǎn)，電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)速，這種運(yùn)行狀態(tài)稱為正向電動(dòng)運(yùn)行。由于T和n同向，T稱為拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩。圖4-21他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電動(dòng)運(yùn)行1-固有機(jī)械特性；2-降壓人為機(jī)械特性；3-電源電壓為（-UN）人為機(jī)械特性4.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)2）反向電動(dòng)運(yùn)行拖動(dòng)反抗性負(fù)載，正轉(zhuǎn)時(shí)電動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)在第I象限，反轉(zhuǎn)時(shí)，電動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)則在第Ⅲ象限，如圖上圖所示的C點(diǎn)，這時(shí)電動(dòng)機(jī)電源電壓為負(fù)值。在第Ⅲ象限運(yùn)行時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速，T與n仍同向，T仍舊為拖動(dòng)性轉(zhuǎn)矩，其功率關(guān)系與正向電動(dòng)運(yùn)行完全相同，這種運(yùn)行狀態(tài)稱為反向電動(dòng)運(yùn)行。實(shí)際運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)除了運(yùn)行于T與n同方向的電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)之外，經(jīng)常還運(yùn)行在T與n反方向的運(yùn)行狀態(tài)。T與n反方向意味著電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩不是拖動(dòng)性轉(zhuǎn)矩，而是制動(dòng)性阻轉(zhuǎn)矩了，這種運(yùn)行狀態(tài)統(tǒng)稱為制動(dòng)狀態(tài)，工作點(diǎn)顯然是在第Ⅱ、Ⅲ象限里。4.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.4.2能耗制動(dòng)制動(dòng)的方式有：機(jī)械（抱閘）制動(dòng)，即利用電磁或電磁液壓驅(qū)動(dòng)裝置，使閘瓦抱緊或松開制動(dòng)盤（得電松閘、失電抱閘），如圖4-22所示；電磁制動(dòng)，即當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩與n的方向相同時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩為驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，電機(jī)運(yùn)行于電動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)與n方向相反時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，電機(jī)運(yùn)行于電磁制動(dòng)狀態(tài)（本質(zhì)）。械制動(dòng)具有快速、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，但是對于高速、慣性大的設(shè)備，機(jī)械沖擊比較大；電磁制動(dòng)則具有制動(dòng)相對平穩(wěn)、制動(dòng)轉(zhuǎn)矩容易控制的特點(diǎn)。很多情況下采用機(jī)械制動(dòng)結(jié)合電磁制動(dòng)來進(jìn)行制動(dòng)。圖4-22機(jī)械抱閘制動(dòng)示意圖4.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)根據(jù)制動(dòng)過程中電機(jī)發(fā)出的電功率的去向不同以及外部所提供的條件不同，制動(dòng)可分為能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)和回饋（再生）制動(dòng)。（1）能耗制動(dòng)過程他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行于正向電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，其接線如圖4-23所示刀閘接在電源上的情況。制動(dòng)時(shí)將開關(guān)S打到制動(dòng)電阻上，由于慣性，電樞保持原來方向繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，電動(dòng)勢方向不變。由產(chǎn)生的電樞電流的方向與電動(dòng)狀態(tài)時(shí)的方向相反，對應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩與方向相反，為制動(dòng)性質(zhì)，電機(jī)處于能耗制動(dòng)狀態(tài)。4.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)圖4-23能耗制動(dòng)接線圖圖4-24能耗制動(dòng)過程4.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)(2)能耗制動(dòng)運(yùn)行他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)如果拖動(dòng)位能性負(fù)載，本來運(yùn)行在正向電動(dòng)狀態(tài)，突然采用能耗制動(dòng)，如圖4-24所示，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)從，是能耗制動(dòng)過程，與拖動(dòng)反抗性負(fù)載時(shí)完全一樣。但是到了0點(diǎn)以后。如果不采用其他辦法停車如抱閘抱住電動(dòng)機(jī)軸，則由于電磁轉(zhuǎn)矩，小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，系統(tǒng)會(huì)繼續(xù)減速，也就是開始反轉(zhuǎn)了。電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)沿著能耗制動(dòng)機(jī)械特性曲線2從

，點(diǎn)處,系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行于工作點(diǎn)。該處電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩

，轉(zhuǎn)速，T與n方向相反，T為制動(dòng)性轉(zhuǎn)矩，這種穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀況稱為能耗制動(dòng)運(yùn)行。在這種運(yùn)行狀態(tài)下，方向與系統(tǒng)轉(zhuǎn)速同方向，為拖動(dòng)性轉(zhuǎn)矩。能耗制動(dòng)運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)電樞回路串入的制動(dòng)電阻不同時(shí)，運(yùn)行轉(zhuǎn)速也不同，制動(dòng)電阻越大,曲線2越陡，轉(zhuǎn)速絕對值越高。4.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)電氣制動(dòng)方法除了能耗制動(dòng)停車外，還可以采用反接制動(dòng)停車。反接制動(dòng)有電源反接制動(dòng)和倒拉反接制動(dòng)兩種。開關(guān)S投向“電動(dòng)”側(cè)時(shí)，電樞接正極電壓，電機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)。反接制動(dòng)時(shí)，將開關(guān)投向“制動(dòng)”側(cè)，電樞回路串入制動(dòng)電阻后，接上極性相反的電源電壓，如圖4-25所示，電樞回路內(nèi)產(chǎn)生反向電流如下式，機(jī)械特性方程為下式。拖動(dòng)反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，反接制動(dòng)停車時(shí)，其機(jī)械特性如圖4-26所示。本來電動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)在A，反接制動(dòng)后，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行點(diǎn)從，到C點(diǎn)后電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，制動(dòng)停車過程結(jié)束，將電動(dòng)機(jī)的電源切除。4.4.3反接制動(dòng)4.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)圖4-25電源反接制動(dòng)接線圖圖4-26反接制動(dòng)停車時(shí)機(jī)械特性4.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)圖4-27反接制動(dòng)接著反向起動(dòng)時(shí)機(jī)械特性圖4-28反接制動(dòng)過程和能耗制動(dòng)過程對比圖4.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)（2）倒拉反接制動(dòng)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)如果拖動(dòng)位能性負(fù)載運(yùn)行，電樞回路串入電阻時(shí)，轉(zhuǎn)速下降，但是如果電阻值大到一定程度后，見圖4-29所示，就會(huì)使轉(zhuǎn)速工作點(diǎn)在第Ⅳ象限，電磁轉(zhuǎn)矩，與n方向相反，是一種制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，稱為倒拉反轉(zhuǎn)運(yùn)行或限速反轉(zhuǎn)運(yùn)行。倒拉反轉(zhuǎn)反接制動(dòng)適用于低速下放重物，其機(jī)械特性曲線就是電動(dòng)狀態(tài)時(shí)電樞串電阻時(shí)的人為特性在第四象限的部分，機(jī)械特性方程就是電動(dòng)狀態(tài)時(shí)電樞串電阻時(shí)的人為特性方程。圖4-29倒拉反轉(zhuǎn)反接制動(dòng)機(jī)械特性4.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)（1）正向回饋制動(dòng)運(yùn)行下圖所示為他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電源電壓降低，轉(zhuǎn)速從高向低調(diào)節(jié)的過程。原來電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在固有機(jī)械特性曲線的A點(diǎn)上，電壓降為后，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行點(diǎn)從最后穩(wěn)定運(yùn)行在D點(diǎn)。在這一降速過渡過程中，從這一階段，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，而電磁轉(zhuǎn)矩，T與n的方同相反，T是制動(dòng)性轉(zhuǎn)矩，是一種正向回饋制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。4.4.4回饋制動(dòng)圖4-30降壓調(diào)速時(shí)的回饋制動(dòng)過程圖4-31上坡行駛時(shí)的正向回饋制動(dòng)過程4.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.4.4回饋制動(dòng)圖4-32增加勵(lì)磁電流調(diào)速過程中的正向回饋制動(dòng)過程4.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)(2)反向回饋制動(dòng)運(yùn)行如果他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)位能性負(fù)載，當(dāng)電源電壓反接時(shí)，工作點(diǎn)在第Ⅳ象限，這時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速，T與n方向相反，稱為反向回饋制動(dòng)運(yùn)行。4.4.4回饋制動(dòng)圖4-33位能性負(fù)載進(jìn)行電源電壓反接的反向回饋制動(dòng)過程圖4-34他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)各種運(yùn)行狀態(tài)4.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.5直流電力拖動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)過程第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)1.穩(wěn)態(tài)(靜態(tài))：指電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩T和負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL相等。系統(tǒng)靜止不動(dòng)或以恒速運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。2.動(dòng)態(tài)：指T與TL不相等，加速或減速狀態(tài)。即非平衡狀態(tài)dn/dt≠0，動(dòng)態(tài)也稱過渡過程。轉(zhuǎn)速由n=0升至某一轉(zhuǎn)速或從某一轉(zhuǎn)速升至另一轉(zhuǎn)速的變化過程均稱為過渡過程。3.產(chǎn)生過渡過程的原因外因：TL變化，或電機(jī)參數(shù)變化，引起T變化。內(nèi)因：系統(tǒng)存在GD2，以及勵(lì)磁回路存在L(電感)等機(jī)械和電磁原因。GD2的存在，使n不能突變。L的存在，使電流不能突變。若只考慮GD2影響，稱機(jī)械過渡過程；只考慮L的影響，稱電磁過渡過程；兩者都考慮稱機(jī)電過濾過程4.5直流電力拖動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)過程第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的4.5直流電力拖動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)過程第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.過渡過程：重點(diǎn)在于機(jī)械過渡過程。因?yàn)檩^多的情況下，機(jī)械慣量的影響遠(yuǎn)大于電磁慣量影響，為簡化分析，略去電磁慣量影響。研究過渡過程的實(shí)際意義在于：找出減小過渡過程持續(xù)時(shí)間，提高生產(chǎn)率；探討減少過渡過程損耗功率的途徑，提高電機(jī)利用率和力能指標(biāo)；改善系統(tǒng)動(dòng)態(tài)或穩(wěn)定運(yùn)行品質(zhì)，使設(shè)備能安全可靠運(yùn)行。4.5直流電力拖動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)過程第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的4.5直流電力拖動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)過程第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)只考慮機(jī)械過渡過程。而且還有以下條件：1.電源電壓在過渡過程中恒定不變；2.磁通恒定不變；3.負(fù)載轉(zhuǎn)矩為常數(shù)不變。過渡過程，在機(jī)械特性上表現(xiàn)為電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)從起始點(diǎn)開始沿著電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性曲線向著穩(wěn)態(tài)點(diǎn)變化的過程。起始點(diǎn)是機(jī)械恃性上的一個(gè)點(diǎn)，對應(yīng)著過程開始瞬間的轉(zhuǎn)速；穩(wěn)態(tài)點(diǎn)是過程結(jié)束后的工作點(diǎn)。（1）過渡過程中轉(zhuǎn)速變化規(guī)律（2）轉(zhuǎn)矩交化規(guī)律（3）電樞電流變化規(guī)律4.5.1過渡過程數(shù)學(xué)分析4.5直流電力拖動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)過程第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的4.5直流電力拖動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)過程第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)從起始值到穩(wěn)態(tài)值，理論上需要時(shí)間，但實(shí)際上時(shí)各量便達(dá)到95%～98%穩(wěn)態(tài)值。即可認(rèn)為過渡過程結(jié)束了。在工程實(shí)際中，往往需要知道過渡過程進(jìn)行到某一階段所需的時(shí)間。如圖（a）所示，通過計(jì)算可得：若已知及X點(diǎn)的轉(zhuǎn)矩，見圖(b)可得：當(dāng)然若已知及X點(diǎn)的電樞電流，見圖（c）可得：4.5.2過渡過程時(shí)間的計(jì)算4.5直流電力拖動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)過程第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的4.5直流電力拖動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)過程第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.5.2過渡過程時(shí)間的計(jì)算圖4-35過渡過程曲線4.5直流電力拖動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)過程第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的4.5直流電力拖動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)過程第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.5.3啟動(dòng)的過渡過程圖4-36起動(dòng)過渡過程4.5直流電力拖動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)過程第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的4.5直流電力拖動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)過程第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.5.4能耗制動(dòng)過渡過程圖4-37機(jī)械特性上的過渡過程4.5直流電力拖動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)過程第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的4.5直流電力拖動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)過程第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.5.5反接制動(dòng)的過度過程

(a)

(b)

(c)圖4-38拖動(dòng)反抗性負(fù)載時(shí)反接制動(dòng)過渡過程（1）拖動(dòng)反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載4.5直流電力拖動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)過程第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的4.5直流電力拖動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)過程第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.5.5反接制動(dòng)的過度過程

(a)

(b)

(c)圖4-39拖動(dòng)位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)反接制動(dòng)過渡過程2.拖動(dòng)位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載4.5直流電力拖動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)過程第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的4.6直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的建模與仿真第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.6.1直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)由電機(jī)學(xué)理論知識(shí)可知，直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式有兩種：直接起動(dòng)和串電阻起動(dòng)。所謂直接起動(dòng)就是將電樞電壓直接加載于電動(dòng)機(jī)的電樞側(cè)；而串電阻起動(dòng)是將電樞電壓經(jīng)過一個(gè)變阻器再加載于電動(dòng)機(jī)的電樞側(cè)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，再將變壓器從最大值逐漸減小為零。本節(jié)以串電阻起動(dòng)為例講解直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的建模及仿真。（1）選擇模塊首先建立一個(gè)新的Simulink模型窗口，然后根據(jù)系統(tǒng)的描述選擇合適的模塊添加至模型窗口中，建立模型所需的模塊。（2）搭建模塊1）搭建一個(gè)串電阻子系統(tǒng)。2）搭建串電阻起動(dòng)模型。4.6直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的建模與仿真第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的4.6直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的建模與仿真第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)圖4-40串電阻Subsystem子系統(tǒng)4.6直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的建模與仿真第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的4.6直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的建模與仿真第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)圖4-41串電阻起動(dòng)Simulink模型4.6直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的建模與仿真第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的4.6直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的建模與仿真第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.6.1直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)（3）SeriesRLCBranch模塊參數(shù)設(shè)置。分別雙擊模塊的對話框即可。（4）仿真參數(shù)設(shè)置及其運(yùn)行設(shè)置仿真參數(shù)的Starttime（起始時(shí)間）為0、Stoptime（終止時(shí)間）為10，Solveroptions的步長選擇變步長Variable-Step，解算方法Solve選擇ode23s解算器，然后保存該系統(tǒng)模型并進(jìn)行仿真運(yùn)行。4.6直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的建模與仿真第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的4.6直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的建模與仿真第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.6.2直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法可以分為兩種：電樞電壓調(diào)速和勵(lì)磁電流調(diào)速。所謂電樞電壓調(diào)速就是在保證直流電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁側(cè)接通電源的情況下，通過改變電動(dòng)機(jī)電樞側(cè)的電樞電壓或者改變串入電動(dòng)機(jī)電樞側(cè)的電阻以改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，其中，電樞電壓的大小與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比。所謂勵(lì)磁電流調(diào)速就是通過改變直流電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁側(cè)通過的電流大小改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。對于不同勵(lì)磁方式的直流電動(dòng)機(jī)，其調(diào)速過程與變化規(guī)律基本相似。電機(jī)的調(diào)節(jié)電壓調(diào)速和勵(lì)磁電流調(diào)速的仿真和建模如上節(jié)。4.6直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的建模與仿真第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的第3章直流電機(jī)原理謝謝觀賞第3章直流電機(jī)原理謝謝觀賞72電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)DIANJIYUTUODONGJISHU新世紀(jì)應(yīng)用型高等教育教材編審委員會(huì)組編新世紀(jì)應(yīng)用型高等教育教材編審委員會(huì)電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)DIANJIYUTUODONGJISHU73

4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性

4.2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)

4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)

4.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)

4.5直流電力拖動(dòng)系統(tǒng)的過渡過程

4.6直流電動(dòng)機(jī)的建模及仿真4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性4.2他直流電動(dòng)機(jī)的起、制動(dòng)的動(dòng)態(tài)性能好，可以在很多快速調(diào)速的場合應(yīng)用，盡管目前交流拖動(dòng)技術(shù)發(fā)展很快，但直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)仍然占有重要位置，同時(shí)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)技術(shù)也是其它電力拖動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。在直流電力拖動(dòng)系統(tǒng)中有他勵(lì)、串勵(lì)和復(fù)勵(lì)三種直流電動(dòng)機(jī)，其中應(yīng)用最多的是他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)。第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)的起、制動(dòng)的動(dòng)態(tài)性能好，可以在很多快速調(diào)速的場合應(yīng)4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是指電動(dòng)機(jī)在電樞電壓、勵(lì)磁電流、電樞回路總電阻為恒值時(shí)，電動(dòng)機(jī)在穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)下，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n與電磁轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系，即，或者說電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n與電樞電流的關(guān)系，后者也就是轉(zhuǎn)速調(diào)整特性。由于轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩都是機(jī)械量，所以把它稱為機(jī)械特性。4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.1.1機(jī)械特性的一般表達(dá)式

圖4-1是他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電路原理圖。電磁轉(zhuǎn)矩方程、感應(yīng)電動(dòng)勢方程、電樞回路電動(dòng)勢平衡方程和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速特性,由此可求得機(jī)械特性方程的一般表達(dá)式：式中，R為電樞回路總電阻。4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.1.1機(jī)械特性的一般表達(dá)式

圖4-1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電路原理圖圖4-2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.1.1機(jī)械特性的一般表達(dá)式

1.理想空載轉(zhuǎn)速當(dāng)電源電壓U=常數(shù)，電樞回路總電阻R＝常數(shù)，勵(lì)磁磁通＝常數(shù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線如圖4-2所示。特性曲線與縱軸的交點(diǎn)為時(shí)的轉(zhuǎn)速稱為理想空載轉(zhuǎn)速，其計(jì)算式為

4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.1.1機(jī)械特性的一般表達(dá)式

圖4-4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的固有特性曲線

4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.1.1機(jī)械特性的一般表達(dá)式

對他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)固有機(jī)械特性分析如下：1）越大，n越低，其特性是一條下斜直線。原因是：增大，與成正比關(guān)系，也增大；電樞電動(dòng)勢，則減小，轉(zhuǎn)速n亦降低。2）理想空載轉(zhuǎn)速點(diǎn)：當(dāng)時(shí)，

為理想空載轉(zhuǎn)速。此時(shí)，即電動(dòng)機(jī)不帶負(fù)載且自身也沒有空載轉(zhuǎn)矩情況下的轉(zhuǎn)速，是一種理想工作狀態(tài)。3）實(shí)際空載轉(zhuǎn)速點(diǎn)：為電動(dòng)機(jī)的實(shí)際空載轉(zhuǎn)速，比略低，如上圖所示。這是因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來后，必須克服機(jī)械摩擦及風(fēng)阻等空載轉(zhuǎn)矩，所以4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.1.1機(jī)械特性的一般表達(dá)式

4）額定工作點(diǎn)：當(dāng)時(shí)，為額定工作點(diǎn)。此時(shí)轉(zhuǎn)速降

為額定轉(zhuǎn)速降落。一般地說，約為，而約為，這是硬特性的數(shù)量體現(xiàn)。5）堵轉(zhuǎn)點(diǎn)：，，此時(shí)電樞電流稱為短路電流；電磁轉(zhuǎn)矩稱為電機(jī)的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。由于電樞電阻很小，和都比額定值大得多，若。則

即那么堵轉(zhuǎn)電流，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。

4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.1.3人為機(jī)械特性人為機(jī)械特性是指人為地改變電動(dòng)機(jī)電路中的某個(gè)參數(shù)或電動(dòng)機(jī)的電樞電壓值，而得到的機(jī)械特性，即改變機(jī)械特性方程中的某些參數(shù)如電壓、勵(lì)磁電流、電樞回路電阻所獲得的機(jī)械特性。主要人為機(jī)械特性有以下三種。1.電樞回路串電阻時(shí)的人為機(jī)械特性當(dāng)電動(dòng)機(jī)的,,時(shí)，其人為機(jī)械特性的方程式為電樞回路串電阻時(shí)的人為機(jī)械特性如圖4-5所示。與固有特性相比，它具有以下特點(diǎn)1）理想空載轉(zhuǎn)速不變；2）增大，轉(zhuǎn)速降增大，附加電阻越大，也越大，特性越“軟”。4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.1.3人為機(jī)械特性2.改變電樞電壓時(shí)的人為機(jī)械特性當(dāng)電動(dòng)機(jī)的，時(shí)，改變電樞電壓的人為機(jī)械特性的方程式為

與固有特性相比，它具有以下特點(diǎn)：1）機(jī)械特性曲線的斜率不變；2）理想空載轉(zhuǎn)速隨電壓減小成正比減小。圖4-5電樞回路串電阻時(shí)的人為機(jī)械特性

4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.1.3人為機(jī)械特性圖4-6改變電樞電壓的人為機(jī)械特性4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)3.改變磁通時(shí)的人為機(jī)械特性可以通過在勵(lì)磁回路中串接上電阻，或降低勵(lì)磁電壓來減弱磁通，保持，時(shí)，減弱磁通的人為機(jī)械特性和轉(zhuǎn)速特性分別為當(dāng)時(shí)，堵轉(zhuǎn)電流為常數(shù)，而隨的減小而增大，因此的人為特性是一組通過橫坐標(biāo)點(diǎn)的直線，如圖4-8所示。4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)圖4-7他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)弱磁時(shí)的機(jī)械特性圖4-8他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)弱磁時(shí)的轉(zhuǎn)速特性4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.1.4機(jī)械特性的求取1.固有機(jī)械特性的求取已知，求:理想空載點(diǎn)和額定運(yùn)行點(diǎn)。具體求取步驟如下：1）估算：2）計(jì)算：

，4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.1.4機(jī)械特性的求取3）計(jì)算理想空載點(diǎn)：4）計(jì)算額定工作點(diǎn)：2.人為機(jī)械特性的求取在固有機(jī)械特性方程

的基礎(chǔ)上，根據(jù)人為特性所對應(yīng)的參數(shù)或或變化，重新計(jì)算和，然后得到人為機(jī)械特性方程式。4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.1.5電樞反應(yīng)對機(jī)械特性影響他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)由于有電樞反應(yīng)，產(chǎn)生去磁作用，使↓，則↑，即↑而導(dǎo)致特性上翹，如圖4-9所示。特性上翹對電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行不利，解決的辦法是在主磁極上加裝匝數(shù)很少的串勵(lì)繞組，稱為穩(wěn)定繞組。穩(wěn)定繞組產(chǎn)生與主磁極相同的磁通，抵消電樞反應(yīng)的去磁作用。圖4-9上翹的機(jī)械特性曲線4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.1.6電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行條件在生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性與生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性是同時(shí)存在的。在分析電力拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行情況時(shí)，可以把兩者畫在同一坐標(biāo)圖上。如圖4-10中，曲線1是恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性，曲線2是他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。兩特性曲線交于A點(diǎn)。在交點(diǎn)處，電動(dòng)機(jī)與負(fù)載具有相同的轉(zhuǎn)速，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩大小相等，方向相反，互相平衡。根據(jù)運(yùn)動(dòng)方程式可知，時(shí)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。因此系統(tǒng)應(yīng)能在A點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行，A點(diǎn)就稱為工作點(diǎn)或運(yùn)行點(diǎn)。如系統(tǒng)能過渡到新的工作點(diǎn)上穩(wěn)定運(yùn)行，且干擾消失后，系統(tǒng)又能回到原來的工作點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行，則系統(tǒng)是穩(wěn)定的，否則是不穩(wěn)定的。4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)

圖4-10電力拖動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行分析圖4-11電力拖動(dòng)系統(tǒng)不穩(wěn)定運(yùn)行分析

電力拖動(dòng)系統(tǒng)在電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性與負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性交點(diǎn)上，不一定能穩(wěn)定運(yùn)行，也就是說，只是穩(wěn)定運(yùn)行的必要條件，尚不充分。對于電力拖動(dòng)系統(tǒng)，穩(wěn)定運(yùn)行的充分必要條件是：電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性與負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性必須相交，在交點(diǎn)處，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩平衡，在工作點(diǎn)要滿足

。4.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電4.2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，為了產(chǎn)生較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩及不使起動(dòng)后的轉(zhuǎn)速過高，應(yīng)該滿磁通啟動(dòng)，即勵(lì)磁電流為額定值，每極磁通為額定值。因此起動(dòng)時(shí)勵(lì)磁回路不能串電阻，而且絕對不允許勵(lì)磁回路出現(xiàn)斷路。他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)若加額定電壓、電樞回路不串電阻即直接起動(dòng)，此時(shí)，、，起動(dòng)電流

，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。由于電流太大，使得電機(jī)不能換向，并且還會(huì)急劇發(fā)熱；另外，由于轉(zhuǎn)矩太大，還會(huì)造成機(jī)械撞擊，都是不允許的。電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)負(fù)載起動(dòng)的一般條件是：1）。因?yàn)閾Q向最大允許電流為；2），這樣系統(tǒng)才能順利起動(dòng)。他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方法有以下兩種：4.2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)1.逐級(jí)切除啟動(dòng)電阻時(shí)的啟動(dòng)過程以三級(jí)電阻啟動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)為例,三級(jí)電阻啟動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)的電路原理圖和機(jī)械特性分別如圖4-12所示。圖4-12三級(jí)電阻啟動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)電路原理圖圖4-13三級(jí)電阻啟動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)逐級(jí)(三級(jí))切除啟動(dòng)電阻

。啟動(dòng)開始時(shí)接觸器S閉合，此時(shí)對應(yīng)圖4-13的a點(diǎn)，與此相應(yīng)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為

。因此，電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)在加速轉(zhuǎn)矩的作用下，速度開始沿著直線ab上升。隨著速度的上升，反電勢上升，電樞電流下降，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩也隨著減少。4.2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)b點(diǎn)；c點(diǎn)；d點(diǎn)；e點(diǎn)；f點(diǎn)；g點(diǎn)比較以上各式得：

在已知啟動(dòng)電流比和電樞電阻Ra前提下，經(jīng)推導(dǎo)可得各級(jí)總電阻為4.2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)各級(jí)分段串聯(lián)電阻為

（1）起動(dòng)級(jí)數(shù)已知的啟動(dòng)電阻的計(jì)算，計(jì)算各級(jí)啟動(dòng)電阻的步驟：1）估算或查出電樞電阻；2）根據(jù)過載倍數(shù)選取最大轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的最大電流；3）選取啟動(dòng)級(jí)數(shù)m；4）計(jì)算啟動(dòng)電流比：，m取整數(shù)；5）計(jì)算轉(zhuǎn)矩：，校驗(yàn)：；如果不滿足，應(yīng)另選或m值并重新計(jì)算，直到滿足該條件為止；6）計(jì)算各級(jí)啟動(dòng)電阻。4.2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)2）啟動(dòng)級(jí)數(shù)未定時(shí)的啟動(dòng)電阻的計(jì)算1）確定啟動(dòng)電流和切換電流：，；2）啟動(dòng)電流（轉(zhuǎn)矩）比：；3）求出電樞電路電阻；4）求出啟動(dòng)時(shí)的電樞總電阻；5）確定啟動(dòng)級(jí)數(shù)m，并將其修正為相近的整數(shù)；6）根據(jù)m值和式計(jì)算出新的值；7）利用上式計(jì)算各級(jí)總電阻和各級(jí)分段串聯(lián)電阻。4.2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)降低電樞電壓啟動(dòng)，即啟動(dòng)前將施加在電動(dòng)機(jī)電樞兩端的電源電壓降低，以減小啟動(dòng)電流(一般限制在1.5～2IN)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩足夠大,電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，再逐漸提高電源電壓，使啟動(dòng)電磁轉(zhuǎn)矩維持在一定數(shù)值，保證電動(dòng)機(jī)按需要的加速度升速，其接線原理和啟動(dòng)機(jī)械特性如下圖所示。圖4-14降低電樞電壓起動(dòng)接線原理圖圖4-15降低電樞電壓起動(dòng)機(jī)械特性4.2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)許多生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)行速度，隨其具體工作情況不同而不一樣。系統(tǒng)運(yùn)行的速度需要根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械工藝要求而人為調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，簡稱為調(diào)速。改變傳動(dòng)機(jī)構(gòu)速比的調(diào)速方法稱為機(jī)械調(diào)速，通過改變電動(dòng)機(jī)參數(shù)而改變系統(tǒng)運(yùn)行轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法稱為電氣調(diào)速。由于他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)比交流異步電動(dòng)機(jī)能夠獲得更寬的調(diào)速范圍并能夠?qū)崿F(xiàn)平滑的無級(jí)調(diào)速，在調(diào)速性能要求較高的生產(chǎn)機(jī)械上，還應(yīng)用他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)。4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)拖動(dòng)負(fù)載運(yùn)行的他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，其轉(zhuǎn)速是由工作點(diǎn)決定的，工作點(diǎn)改變了，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也就改變了。對于具體負(fù)載而言，其轉(zhuǎn)矩特性是一定的，不能改變，但是他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性卻可以人為地改變。4.3.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)1.電樞串電阻調(diào)速他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)負(fù)載運(yùn)行時(shí)，保持電源電壓及磁通為額定值不變，在電樞回路中串入不同的電阻時(shí)，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于不同的轉(zhuǎn)速，如下圖所示。其中負(fù)載是恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。比如原來沒有串電阻時(shí)，工作點(diǎn)為A，轉(zhuǎn)速為n，電樞中串入電阻后，工作點(diǎn)就變成了，轉(zhuǎn)速降為。電動(dòng)機(jī)從運(yùn)行的物理過程。通常把電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于固有機(jī)械特性上的轉(zhuǎn)速稱為基速，那么，電樞回路串電阻調(diào)速的方法，其調(diào)速方向只能是從基速向下調(diào)。4.3.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.3.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法圖4-16電樞回路串電阻調(diào)速

4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)電磁轉(zhuǎn)矩，穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，電樞電流，因此，

常數(shù)時(shí)，=常數(shù)，如果，則，即與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n無關(guān)。電樞回路串電阻調(diào)速時(shí)，所串的調(diào)速電阻、等上通過很大的電樞電流，會(huì)產(chǎn)生很大的損耗、等，轉(zhuǎn)速越低，損耗越大盡管電樞串電阻調(diào)速方法，所需設(shè)備簡單，但由于上述功率損耗大，低速時(shí)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，不能連續(xù)調(diào)速等缺點(diǎn)，只應(yīng)用于調(diào)速性能要求不高的中、小電機(jī)上，大容量電動(dòng)機(jī)不采用。4.3.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.3.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法圖4-17降低電源電壓調(diào)速4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)降低電源電壓調(diào)速時(shí)。如果拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于不同的轉(zhuǎn)速上時(shí)，電動(dòng)機(jī)電樞電流也是不變的，這是因?yàn)椋弘姶呸D(zhuǎn)矩，穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)；電樞電流。因此，常數(shù)時(shí)，常數(shù)，如果，則，與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速無關(guān)。3.弱磁調(diào)速保持他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電源電壓不變，電樞回路也不串電阻，在電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩不過大時(shí)，降低他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的磁通，可以使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高。圖4-18所示為他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)弱磁升速的機(jī)械特性。4.3.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.3.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法圖4-18弱磁調(diào)速4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)以減弱磁通升高轉(zhuǎn)速方式調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速最大值受換向能力與機(jī)械強(qiáng)度的限制，一般約為特殊設(shè)計(jì)的弱磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)，可以得到的最高轉(zhuǎn)速。改變磁通調(diào)速時(shí)，不論在什么轉(zhuǎn)速上運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩都為電動(dòng)機(jī)的電磁功率為4.3.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)調(diào)速的性能指標(biāo)是決定電動(dòng)機(jī)選擇哪一種調(diào)速方法的依據(jù)，主要性能指標(biāo)有以下三個(gè)方面：

1.調(diào)速范圍與靜差率調(diào)速范圍是指電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩調(diào)速時(shí)，其最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比。用D表示，時(shí)為

靜差率或稱轉(zhuǎn)速變化率。是指電動(dòng)機(jī)由理想空載到額定負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)速的變化率。用表示，時(shí)為

4.3.2調(diào)速的性能指標(biāo)4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)4.3.2調(diào)速的性能指標(biāo)靜差率越小，轉(zhuǎn)速的相對穩(wěn)定性越好，負(fù)載波動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速變化也越小。從上式可以看出，靜差率與以下兩個(gè)因素有關(guān)：1）當(dāng)一定時(shí)，機(jī)械特性越硬，額定轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)速降落越小，靜差率越小。2）機(jī)械特性硬度一定時(shí)，理想空載轉(zhuǎn)速越高，越小。4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)調(diào)速范圍是指電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩調(diào)速時(shí)，其最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比。用D表示，時(shí)為

靜差率或稱轉(zhuǎn)速變化率。是指電動(dòng)機(jī)由理想空載到額定負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)速的變化率。用

表示，

時(shí)為靜差率越小，轉(zhuǎn)速的相對穩(wěn)定性越好，負(fù)載波動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速變化也越小。從上式可以看出，靜差率與以下兩個(gè)因素有關(guān)：1）當(dāng)一定時(shí)，機(jī)械特性越硬，額定轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)速降落越小，靜差率越小。2）機(jī)械特性硬度一定時(shí)，理想空載轉(zhuǎn)速越高，越小。4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)圖4-19電樞串電阻調(diào)速時(shí)靜差率與調(diào)速范圍圖4-20降低電源電壓調(diào)速時(shí)靜差率與調(diào)速范圍調(diào)速范圍與靜差率有關(guān)系，而且互相制約著，因此需要調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械，必須同時(shí)提出靜差率與調(diào)速范圍這兩項(xiàng)指標(biāo)，以便選擇適當(dāng)?shù)恼{(diào)速方法。4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖4.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速第4章他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)

2.調(diào)速的平滑性無級(jí)調(diào)速的平滑性最好，有級(jí)調(diào)速的平滑性用平滑系數(shù)表示，其定義為：相鄰兩極轉(zhuǎn)速中，高一級(jí)轉(zhuǎn)速與低一級(jí)轉(zhuǎn)速之比，即越小，調(diào)速越平滑。無級(jí)調(diào)速是

，。