第8章直流電機(jī)的電力拖動(dòng)總結(jié)課件

大連理工大學(xué)電氣工程系第8章直流電機(jī)的電力拖動(dòng)8.2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)8.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速8.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)8.5他勵(lì)電動(dòng)機(jī)在四象限中的運(yùn)行狀態(tài)8.6并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)*

8.7串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)*

8.8復(fù)勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)8.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第8章直流電機(jī)的電力拖動(dòng)8.2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)8.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速8.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)8.5他勵(lì)電動(dòng)機(jī)在四象限中的運(yùn)行狀態(tài)8.6并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)*

8.7串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)*

8.8復(fù)勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)8.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性電機(jī)與拖動(dòng)返回主頁(yè)大連理工大學(xué)電氣工程系第8章直流電機(jī)的電力拖動(dòng)8.大連理工大學(xué)電氣工程系8.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第8章直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)n=UaCEΦ－RaCECTΦ2T當(dāng)Ua、Ra、If

=常數(shù)時(shí)：

n=f(T)——機(jī)械特性=n0－γ

T=n0－△n理想空載轉(zhuǎn)速γ=

dndTRaCECTΦ2=α=1γ——機(jī)械特性的硬度大連理工大學(xué)電氣工程系8.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性第大連理工大學(xué)電氣工程系一、固有特性O(shè)Tnn0Nn=f(T)UaN,

IfN,Ra8.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性nNTNMnMTM

N

點(diǎn)：額定狀態(tài)。

M

點(diǎn)：臨界狀態(tài)。二、人為特性1增加電樞電路電阻時(shí)的人為特性n=－TUNCEΦNRa＋RrCECTΦN2OTnn0Ra'Ra"

＜(Ra＋Rr)→γ

→

即機(jī)械特性變軟。大連理工大學(xué)電氣工程系一、固有特性O(shè)Tnn0Nn=f大連理工大學(xué)電氣工程系2.降低電樞電壓時(shí)的人為特性n=UaCEΦN－RaCECTΦN2Tn0"n0'Ua↓→n0↓但γ、

不變→機(jī)械特性的硬度不變。8.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性O(shè)TnUa'Ua"

＜3.

減小勵(lì)磁電流時(shí)的人為特性n=UNCEΦ－RaCECTΦ2TOTnn0"n0'If"If'＜If

→Φ→n0

→γ

、→機(jī)械特性變軟。大連理工大學(xué)電氣工程系2.降低電樞電壓時(shí)的人為特性n=大連理工大學(xué)電氣工程系8.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性【例8.1.1】

一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，PN=10kW，UaN=220V，IaN=210A，nN=750r/min，求(1)固有特性；(2)固有特性的斜率和硬度

。解：(1)固有特性忽略T0

，則509.55210=

=2.426TNIaNCTΦ

=

2200.254=

r/min=866.25r/min602PNnNTN=606.2840×103750=×N·m=509.55N·m260CEΦ=CTΦ6.2860=

×2.426

=0.254UaNCEΦ

n0=大連理工大學(xué)電氣工程系8.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性大連理工大學(xué)電氣工程系連接n0和N(TN，nN)兩點(diǎn)即可得到固有特性。(2)固有特性的斜率和硬度

E=CEΦ

nN

8.1他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性UaN－EIaNRa

==0.254×750V=190.5V

=

1

γ

RaCECTΦ2γ

=220－190.5210=Ω=0.14Ω0.142.426×0.254==0.22810.228=

=4.39大連理工大學(xué)電氣工程系連接n0和N(TN，nN)大連理工大學(xué)電氣工程系8.2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)

起動(dòng)性能

①起動(dòng)電流IST

②起動(dòng)轉(zhuǎn)矩TST直接起動(dòng)起動(dòng)瞬間：n=0，E=0，

IST=UaRa對(duì)于他勵(lì)電機(jī)=(10~20)IN——換向決不允許!T

=

TST=CTΦIST=(10~20)TN一、降低電樞電壓起動(dòng)需要可調(diào)直流電源。第8章直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)大連理工大學(xué)電氣工程系8.2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)起大連理工大學(xué)電氣工程系第8章直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)二、增加電樞電阻起動(dòng)1.無(wú)級(jí)起動(dòng)起動(dòng)時(shí)起動(dòng)變阻器由最大電阻調(diào)至零。起動(dòng)變阻器的最大電阻RST=Ua

IST－Ra

Ra

的估算公式Rａ

=UaN－

IaNPNIaN大連理工大學(xué)電氣工程系第8章直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)二大連理工大學(xué)電氣工程系OT(Ia)nT1(I1)TL(IL)T2(I2)a1a2(1)起動(dòng)過(guò)程①串聯(lián)(RST1+RST2)起動(dòng)：

Ra2=Ra＋RST1＋RST2

起動(dòng)轉(zhuǎn)矩(電流)：T1(I1)=(1.5~2.0)TN(IaN)②切除RST2：Ra1=Ra＋RST1

切換轉(zhuǎn)矩(電流)：T2(I2)

=(1.1~1.2)TL(IL)b2b18.2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)If＋Ua－Ia＋Uf－RST1RST2TMba2.有級(jí)起動(dòng)Q1Q2M大連理工大學(xué)電氣工程系OT(Ia)nT1TLT2a1a2(大連理工大學(xué)電氣工程系OT(Ia)nT1(I1)TL(IL)T2(I2)a1a2b2b1TMba③切除RST1：Ra0=Ra8.2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)If＋Ua－Ia＋Uf－RST1RST2起動(dòng)

a1

點(diǎn)a2點(diǎn)加速瞬間n不變

b1點(diǎn)cc1c2p切除RST1b2點(diǎn)加速切除Rst2

c1點(diǎn)c2點(diǎn)加速p

點(diǎn)。加速瞬間n不變Q1Q2M大連理工大學(xué)電氣工程系OT(Ia)nT1TLT2a1a2b大連理工大學(xué)電氣工程系②求出起切電流（轉(zhuǎn)矩）比：③確定起動(dòng)級(jí)數(shù)m

(2)起動(dòng)電阻的計(jì)算①選擇起動(dòng)電流I1

和切換電流I2

I1(T1)=(1.5~2.0)IaN(TN)I2(T2)

=(1.1~1.2)IL(TL)=I1I2

8.2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)m

=RamRa

lgβ

lgUaNRaI1

lgβ

lg=大連理工大學(xué)電氣工程系②求出起切電流（轉(zhuǎn)矩）比：(2)起動(dòng)大連理工大學(xué)電氣工程系④重新計(jì)算，校驗(yàn)I2是否在規(guī)定的范圍內(nèi)8.2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)

=RamRamUaNRaI1m=公式推導(dǎo):nb2=nc1即：Eb2=Ec1UaN－Ra1I2=UaN－Ra0I1

Ra1I2=Ra0I1

Ra1=βRa0同理，由na2=nb1可得

Ra2=βRa1對(duì)于m級(jí)起動(dòng)，有

Ram=βmRa0=β2Ra0

OT(Ia)nT1(I1)TL(IL)T2(I2)a1a2b2b1bacc1c2p大連理工大學(xué)電氣工程系④重新計(jì)算，校驗(yàn)I2是否在規(guī)大連理工大學(xué)電氣工程系8.2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)⑤求出各級(jí)起動(dòng)電阻。RSTi=(βi

βi–1

)Rai=1,2,,m…大連理工大學(xué)電氣工程系8.2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)⑤求出大連理工大學(xué)電氣工程系【例8.2.1】

一臺(tái)Z4系列他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，PN=200kW，UaN=440V，IaN=497A，nN=1500r/min，Ra=0.076Ω，采用電樞串電阻起動(dòng)。求起動(dòng)級(jí)數(shù)和各級(jí)起動(dòng)電阻

。解：(1)選擇I1和I2I1=(1.5~2.0)IaN=(745.5~994)AI2

=(1.1~1.2)IaN=(546.7~596.4)A取I1=840A，I2

=560A。(2)求出起切電流比(3)求出起動(dòng)級(jí)數(shù)840560=

=1.58.2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)=I1I2

大連理工大學(xué)電氣工程系【例8.2.1】大連理工大學(xué)電氣工程系取m=5。(4)重新計(jì)算，校驗(yàn)I2

440840=

Ω=0.524Ω8.2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)Ram=UaN

I1m

=RamRa

lgβ

lg==4.760.5240.076

lg1.5lg

=RamRam0.5240.076==1.4758401.47=

A=571AI2=I1(在規(guī)定的范圍內(nèi))大連理工大學(xué)電氣工程系440=Ω=大連理工大學(xué)電氣工程系(5)求出各段總電阻值和各段電阻值RST1=(β－1)Ra=(1.47－1)×0.076Ω=0.0357ΩRST2=(β2－β)Ra=(1.472－1.47)×0.076Ω=0.0525ΩRST3=

(β3－β2)Ra=(1.473－1.472)×0.076Ω=0.0772ΩRST4=(β4－β3)Ra=(1.474－1.473)×0.076Ω=0.1135ΩRST5=(β5－β4)Ra=(1.475－1.474)×0.076Ω=0.1668Ω8.2他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)大連理工大學(xué)電氣工程系(5)求出各段總電阻值和各段電阻值大連理工大學(xué)電氣工程系8.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速n=CEΦUa－RaCECTΦ2TUaRaΦΦ第8章直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)一、改變電樞電阻調(diào)速OTnRaRa＋RrTLbcn0aIf＋Ua－Ia＋Uf－RrM大連理工大學(xué)電氣工程系8.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速n=大連理工大學(xué)電氣工程系aOTnRaRa＋Rrn0TLTL8.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速bcOTnRaRa＋Rrn0bca(1)調(diào)速方向：在nN以下調(diào)節(jié)。

(Ra+Rr)→n，(Ra+Rr)→n

。(2)調(diào)速的穩(wěn)定性

(Ra+Rr)

→β

→α

→δ

→穩(wěn)定性變差。(3)調(diào)速范圍：受穩(wěn)定性影響，D較小。大連理工大學(xué)電氣工程系aOTnRan0TLTL8.3他大連理工大學(xué)電氣工程系(4)調(diào)速的平滑性電樞電路總電阻PCu=R

Ia2=Ua

Ia－E

Ia

=Ua

Ia

(1－E/

Ua)

=Ua

Ia

(1－n/

n0)=P1－△PP1=nn0——低速效率低。(6)調(diào)速時(shí)的允許負(fù)載

T=CTΦNIaN——恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。

取決于Ra

的調(diào)節(jié)方式，一般為有級(jí)調(diào)速。(5)調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性

P1=Ua

Ia

=E

Ia＋R

Ia28.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速大連理工大學(xué)電氣工程系(4)調(diào)速的平滑性電樞電路總電阻大連理工大學(xué)電氣工程系

結(jié)論：(1)調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性很差。(2)調(diào)速方法簡(jiǎn)單，控制設(shè)備不復(fù)雜。(3)一般用于串勵(lì)或復(fù)勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的電車(chē)、煉鋼車(chē)間的澆鑄吊車(chē)等生產(chǎn)機(jī)械。8.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速大連理工大學(xué)電氣工程系結(jié)論：(1)調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性很差。8大連理工大學(xué)電氣工程系【例8.3.1】

一臺(tái)他勵(lì)電動(dòng)機(jī)，PN=4kW，UaN=160V，IaN=34.4A，nN=1450r/min，用它拖動(dòng)通風(fēng)機(jī)負(fù)載運(yùn)行?，F(xiàn)采用改變電樞電路電阻調(diào)速。試問(wèn)要使轉(zhuǎn)速降低至1200r/min，需在電樞電路串聯(lián)多大的電阻Rr？解：電樞電阻116.311450=

=0.0802CEΦ=EnN

8.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速Ra=UaN－

IaNPNIaN=Ω=1.27Ω160－

34.4

4000

34.4額定運(yùn)行時(shí)

E=UaN－Ra

IaN

=(160－1.27×34.4)V=116.31V大連理工大學(xué)電氣工程系【例8.3.1】大連理工大學(xué)電氣工程系8.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速CTΦ=9.55CEΦ=9.55×0.0802=0.766602PNnNTN=606.2840001450=×N·m=26.36N·m對(duì)于通風(fēng)機(jī)負(fù)載T∝n2，

當(dāng)n=

1200r/min時(shí)n=n0－n

=(1995－1200)r/min=795r/min由于nnNT

=TN212001450=×26.36N·m=18.05N·m2UaNCEΦn0=1600.0802

=r/min=1995r/minRa＋RrCECTΦ2n

=T大連理工大學(xué)電氣工程系8.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速CTΦ大連理工大學(xué)電氣工程系由此求得nTRr=CECTΦ2

－Ra

795

18.05=×0.0802×0.766－1.27Ω=1.436Ω8.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速大連理工大學(xué)電氣工程系由此求得nRr=(1)調(diào)速方向：在UN（或nN）以下調(diào)節(jié)。

Ua

→n

，Ua

→n

。(2)調(diào)速的平滑性：連續(xù)調(diào)節(jié)Ua

，可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。(3)調(diào)速的穩(wěn)定性：改變Ua(4)

調(diào)速范圍：D不大（D≤8）。(5)調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性：需要專(zhuān)用直流電源。(6)調(diào)速時(shí)的允許負(fù)載:T=CTΦNIaN

大連理工大學(xué)電氣工程系二、改變電樞電壓調(diào)速＞8.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速OTnUa'Ua"TLbcn0'n0"a→、不變，但

→穩(wěn)定性變差?！戕D(zhuǎn)矩調(diào)速。(1)調(diào)速方向：大連理工大學(xué)電氣工程系二、改變電樞電壓調(diào)速大連理工大學(xué)電氣工程系【例8.3.2】

例8.3.1中的他勵(lì)電動(dòng)機(jī)，拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行，TL=TN?，F(xiàn)采用改變電樞電壓調(diào)速。試問(wèn)要使轉(zhuǎn)速降低至1000r/min，電樞電壓應(yīng)降低到多少

？解：已知Ra=1.27Ω，CEΦ=0.0802，CTΦ=0.766，TN=26.36N·m。8.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速=544.94r/minn0

=n＋n

=(1000＋544.94)r/min=1544.94r/minUa

=CEΦn0

=0.0802×1544.94V=123.9VRaCECTΦ2n

=T1.27

0.0802×0.766

=×26.36r/min大連理工大學(xué)電氣工程系【例8.3.2】大連理工大學(xué)電氣工程系三、改變勵(lì)磁電流調(diào)速TLn不能躍變E=CEΦ

n8.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速＞OTnΦ2Φ1

bcan0'n0"If

→Φ

E

→Ia

→T→n→E

下降至某一最小值后回升→

Ia和T

上升至某一最大值后下降→T=TL，n=nc。(1)調(diào)速方向在nN以上（IfN以下）調(diào)節(jié)。(2)調(diào)速的平滑性連續(xù)調(diào)節(jié)Uf（或Rf）可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。大連理工大學(xué)電氣工程系三、改變勵(lì)磁電流調(diào)速TLn不能躍變8.大連理工大學(xué)電氣工程系(3)調(diào)速的穩(wěn)定性

Φ

(4)

調(diào)速范圍受機(jī)械強(qiáng)度（nmax）的限制，D不大。普通M：D=2，特殊設(shè)計(jì)的M：D=4。(5)調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性調(diào)節(jié)Rf

比較經(jīng)濟(jì)；調(diào)節(jié)Uf

則需要專(zhuān)用直流電源。(6)調(diào)速時(shí)的允許負(fù)載

Φ

→T，n

，→n

，n0

→

不變，穩(wěn)定性好。P基本不變，為恒功率調(diào)速。8.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速大連理工大學(xué)電氣工程系(3)調(diào)速的穩(wěn)定性→n，n0大連理工大學(xué)電氣工程系

應(yīng)用不經(jīng)常逆轉(zhuǎn)的重型機(jī)床。如：國(guó)產(chǎn)C660、C670等機(jī)床，重型龍門(mén)刨床的主傳動(dòng)在高速區(qū)的調(diào)速。調(diào)壓調(diào)速與調(diào)勵(lì)磁電流調(diào)速配合，可擴(kuò)大D

，實(shí)現(xiàn)雙向調(diào)速。8.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速大連理工大學(xué)電氣工程系應(yīng)用8.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速大連理工大學(xué)電氣工程系【例8.3.3】

例8.3.1中的他勵(lì)電動(dòng)機(jī)，拖動(dòng)恒功率負(fù)載運(yùn)行，現(xiàn)采用改變勵(lì)磁電流調(diào)速。試問(wèn)要使轉(zhuǎn)速增加至1800r/min，

CEΦ應(yīng)等于多少

？解：已知Ra=1.27Ω，TN=26.36N·m。對(duì)于恒功率負(fù)載T∝1/n，若忽略T0

，則8.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速將已知數(shù)據(jù)代入機(jī)械特性方程，得

整理，得

1800(CEΦ)2－160

CEΦ

＋2.82=0nNnT

=TN1450

1800

=×26.36N·m=21.23N·m1800

=

－×21.23160CEΦ

1.27CECTΦ2大連理工大學(xué)電氣工程系【例8.3.3】大連理工大學(xué)電氣工程系CEΦ=160±1602－4×1800×2.822×1800=0.0647或0.0242

兩個(gè)答案是否都合理？為什么出現(xiàn)兩個(gè)答案？8.3他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速大連理工大學(xué)電氣工程系CEΦ=160±1602－大連理工大學(xué)電氣工程系8.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)目的：快速停車(chē)、勻速下放重物等。制動(dòng)方法：機(jī)械制動(dòng)、電氣制動(dòng)。一、能耗制動(dòng)電動(dòng)狀態(tài)第8章直流電動(dòng)機(jī)的電力拖動(dòng)Tn制動(dòng)狀態(tài)能耗制動(dòng)時(shí)：動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能，被電阻消耗掉。nTE＋Ua－Ia＋Uf－M＋Uf－MRbIaE大連理工大學(xué)電氣工程系8.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)目的：大連理工大學(xué)電氣工程系制動(dòng)前：特性1。制動(dòng)開(kāi)始后：

Ua

=0，n0=0

特性2n=－Ra＋Rb

CECTΦ2T制動(dòng)過(guò)程8.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)bOTn1n0TLaTL1.能耗制動(dòng)過(guò)程

——迅速停機(jī)a點(diǎn)→b點(diǎn)，→Ia

反向(Ia＜0)制動(dòng)開(kāi)始→n=0，E=0na=nb，Ea=Eb→T反向(T＜0)，→T和TL的共同作用→Ia=0，T=0，→n↓→O點(diǎn)自動(dòng)停車(chē)。

2大連理工大學(xué)電氣工程系制動(dòng)前：特性1。n=－Ra＋R大連理工大學(xué)電氣工程系Tb

Tb'

制動(dòng)效果Rb

2(Rb大)bOTn1TLa2'(Rb小)b'→Ia

→|Tb

|

↑→制動(dòng)快，停車(chē)迅速。Ia

=EbRa＋Rb≤

Iamax

切換點(diǎn)（b點(diǎn)）Rb

的選擇Ra＋Rb

≥EbIamax8.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)＋Uf－RbIaTnEM大連理工大學(xué)電氣工程系TbTb'制動(dòng)效果Rb大連理工大學(xué)電氣工程系2.能耗制動(dòng)運(yùn)行——下放重物8.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)bOTn1n0TLa2ca點(diǎn)→b點(diǎn)→O

點(diǎn)→T

=0，TL≠0→n

反向起動(dòng)(n＜0)→E反向(E＜0)→Ia再次反向(Ia＞0)→T再次反向(T＞0)，→n

→T

反向起動(dòng)制動(dòng)過(guò)程能耗制動(dòng)運(yùn)行→E

→Ia

→T=TL(c點(diǎn))。大連理工大學(xué)電氣工程系2.能耗制動(dòng)運(yùn)行——下放重物8.大連理工大學(xué)電氣工程系8.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)Tn制動(dòng)過(guò)程電動(dòng)狀態(tài)TL反向起動(dòng)Tn能耗制動(dòng)運(yùn)行nTME＋Ua－Ia＋Uf－TL＋Uf－RbMEIa＋Uf－RbTLMEIa大連理工大學(xué)電氣工程系8.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)Tn制大連理工大學(xué)電氣工程系nLnL'2bOTn1TLac

制動(dòng)效果8.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)2'(Rb小)b'TT'Rb

→特性2斜率→下放速度|

nL

|

。Rb

的選擇（各量取絕對(duì)值）

Ra＋Rb

=EcIac=CEΦ

nL

T

/

CTΦ

校驗(yàn)Ra＋Rb

≥EbIamax=CECTΦ2nL

Tc'(Rb大)=CECTΦ2

nL

TL－T0穩(wěn)定運(yùn)行c點(diǎn)的E和Ia（對(duì)切換點(diǎn)b點(diǎn)電流的限制）大連理工大學(xué)電氣工程系nLnL'2bOTn1TLac制動(dòng)大連理工大學(xué)電氣工程系【例8.4.1】

一臺(tái)他勵(lì)電動(dòng)機(jī)，PN=22kW，UaN=440V，IaN=65.3A，nN=600r/min，Iamax=2IaN，T0忽略不計(jì)。試求：(1)拖動(dòng)TL=0.8TN的反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，采用能耗制動(dòng)實(shí)現(xiàn)迅速停機(jī)，電樞電路至少應(yīng)串聯(lián)多大的制動(dòng)電阻？(2)拖動(dòng)TL=0.8TN的位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，采用能耗制動(dòng)以300r/min的速度下放重物，電樞電路應(yīng)串聯(lián)多大的制動(dòng)電阻？解：由額定數(shù)據(jù)求得PNIaNE

=22×10365.3

=V=336.91V8.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)Ra=UaN－

IaNPNIaN=Ω=1.58Ω440－

65.3

22×103

34.4大連理工大學(xué)電氣工程系【例8.4.1】大連理工大學(xué)電氣工程系(1)迅速停機(jī)時(shí)

TL=0.8TN=0.8×350.32N·m=280.256N·mCTΦ=9.55CEΦ=9.55×0.562=5.365602PNnNTN=606.2822×103

600=×N·m=350.32N·m336.91600=

=0.562CEΦ=EnN

280.2565.365=

A

=52.24AIa

=TLCTΦ

E

=UaN－RaIa=(440－1.58×52.24)V=357.46V8.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)（切換點(diǎn)b點(diǎn)的Eb

）

大連理工大學(xué)電氣工程系(1)迅速停機(jī)時(shí)CTΦ=9.5大連理工大學(xué)電氣工程系8.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)Rb≥－Ra

EbIamax(2)下放重物時(shí)357.46

2×65.3=－1.58Ω=1.16ΩRb=－Ra

CECTΦ2nL

TL=0.562×5.365×300

280.256－1.58Ω=1.65Ω該值大于1.16Ω，故滿(mǎn)足Iamax的要求。大連理工大學(xué)電氣工程系8.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)Rb≥大連理工大學(xué)電氣工程系二、反接制動(dòng)1.電壓反向反接制動(dòng)——迅速停機(jī)8.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)電動(dòng)狀態(tài)Tn制動(dòng)狀態(tài)－Ua＋電樞反接時(shí)：動(dòng)能、電源電能均被Rb

消耗掉。TL

作用？

限制IamaxIa的方向？T

的方向？nTE＋Ua－Ia＋Uf－TLM＋Uf－MEIaRb大連理工大學(xué)電氣工程系二、反接制動(dòng)1.電壓反向反接制動(dòng)大連理工大學(xué)電氣工程系2－n0OTn1n0TL制動(dòng)前：特性1

n=UaCEΦ－RaCECTΦ2

T制動(dòng)開(kāi)始后：特性2

制動(dòng)過(guò)程－TLn=－UaCEΦ－Ra＋RbCECTΦ2

T8.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)bacda點(diǎn)→b點(diǎn)，→Ia

反向(Ia＜0)→T和TL的共同作用→n=0，T≠

0，na=nb，Ea

=Eb，

→T反向(T＜0)，→n↓

立刻斷電，未斷電，反向起動(dòng)

制動(dòng)開(kāi)始；↓→c點(diǎn)停機(jī)?！鷇點(diǎn)，反向電動(dòng)運(yùn)行。

立刻斷電大連理工大學(xué)電氣工程系2－n0OTn1n0TL制動(dòng)前：大連理工大學(xué)電氣工程系制動(dòng)瞬間b點(diǎn)的ERa＋Rb≥Ua＋Eb

Iamax8.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)

制動(dòng)效果2'(Rb小)b'TT'Rb

→特性2斜率→制動(dòng)轉(zhuǎn)矩

→制動(dòng)快。Rb

的選擇（各量取絕對(duì)值）2(Rb大)n0－n0bOTn1TLa＋Uf－RbIaE－Ua＋M大連理工大學(xué)電氣工程系制動(dòng)瞬間Ra＋Rb≥Ua＋Eb大連理工大學(xué)電氣工程系2.電動(dòng)勢(shì)反向反接制動(dòng)——下放重物8.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)電動(dòng)狀態(tài)T制動(dòng)狀態(tài)電樞接入Rb瞬間→Ia

→T→T＜TL→n

E→Ia

T

,T＜TLn

=0，T＜TL→反向起動(dòng)→

n＜0

→|

n|

→|

E

|

→Ia

→T

→T=TL。nIa的方向？T

的方向？nTE＋Ua－Ia＋Uf－TLM＋Uf－＋Ua－TLMRbIaE大連理工大學(xué)電氣工程系2.電動(dòng)勢(shì)反向反接制動(dòng)——下放重大連理工大學(xué)電氣工程系8.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)OTn1n0TLa2c

制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)制動(dòng)前：特性1

n=UaCEΦ－RaCECTΦ2

T制動(dòng)開(kāi)始后：特性2n=UaCEΦ－Ra＋RbCECTΦ2

Tbd※

Ia和T始終沒(méi)有改變方向。大連理工大學(xué)電氣工程系8.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)OTn大連理工大學(xué)電氣工程系2dn0bOTn1TLa8.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)

制動(dòng)效果Rb

→特性2斜率

→下放速度

。

2'(Rb大)d'nLnL'(Rb小)Ua＋Ed

IadRa＋Rb

=Rb

的選擇(各量取絕對(duì)值)

=Ua＋CEΦnL

T

/

CTΦ=(Ua＋CEΦ

nL)

CTΦ

TL－T0＋Uf－＋Ua－RbIaEM穩(wěn)定運(yùn)行d點(diǎn)的E和Ia大連理工大學(xué)電氣工程系2dn0bOTn1TLa8.4他大連理工大學(xué)電氣工程系【例8.4.2】

例8.4.1中的他勵(lì)電動(dòng)機(jī)，迅速停機(jī)和下放重物的要求不變，但改用反接制動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，試求電樞電路應(yīng)串聯(lián)的制動(dòng)電阻值。解：(1)

迅速停機(jī)在例8.4.1中已求得切換點(diǎn)的電動(dòng)勢(shì)，由公式可得8.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)Rb≥－RaUa＋EbIamax440＋357.46

2×65.3=－1.58Ω=4.526Ω大連理工大學(xué)電氣工程系【例8.4.2】大連理工大學(xué)電氣工程系8.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)(2)下放重物時(shí)（忽略T0

）Rb=(Ua＋CEΦn)

－RaCTΦ

TL5.365

280.256=(440＋0.562×300

)－1.58Ω=10.07Ω大連理工大學(xué)電氣工程系8.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)(2)大連理工大學(xué)電氣工程系

平地或上坡行駛時(shí)工作在a點(diǎn)。下坡行駛時(shí)

TL反向→TL2→n＞n0→E＞Ua→Ia＜0→T＜0→b點(diǎn)（TL2=T

）。

n

＞

n0

→電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，→動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能回饋電網(wǎng)。三、回饋制動(dòng)

特點(diǎn)：

→E＞UaOTn1n01.正向回饋制動(dòng)——電車(chē)下坡TL12TL238.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)→n

→n

ab大連理工大學(xué)電氣工程系平地或上坡行駛時(shí)工作在a點(diǎn)。大連理工大學(xué)電氣工程系電動(dòng)狀態(tài)下坡n→E→Ia(T)→n=n0,

E=Ua,

T=0制動(dòng)狀態(tài)n

→E

(＞Ua)→Ia(T)＜0→|T|8.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)nTE＋Ua－Ia＋Uf－TLM＋Uf－＋Ua－TLIaTnEMn＋Uf－＋Ua－TLEM＋Uf－＋Ua－TLnIaTEM大連理工大學(xué)電氣工程系電動(dòng)狀態(tài)下n→E→Ia(T)制動(dòng)大連理工大學(xué)電氣工程系TL

在降低電樞電壓調(diào)速過(guò)程中＞TL8.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)OTnUa1n01Ua2n02acbd

回饋制動(dòng)過(guò)程

在增加勵(lì)磁電流調(diào)速過(guò)程中＞OTnIf1n01If2n02acbd工作點(diǎn)跳到何處？

回饋制動(dòng)過(guò)程大連理工大學(xué)電氣工程系TL在降低電樞電＞TL8.4他大連理工大學(xué)電氣工程系2.反向回饋制動(dòng)——下放重物電壓反向8.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)電動(dòng)狀態(tài)T制動(dòng)過(guò)程反向起動(dòng)nn

→n0n

→

E＞Ua→Ia(T)反向制動(dòng)狀態(tài)Ia的方向？T

的方向？

作用？

限制IamaxnTE＋Ua－Ia＋Uf－TLM＋Uf－nE－Ua＋TLMIaRb＋Uf－Rb－Ua＋TLIaTME＋Uf－Rb－Ua＋TLnEIaTM大連理工大學(xué)電氣工程系2.反向回饋制動(dòng)——下放重物電壓大連理工大學(xué)電氣工程系2.反向回饋制動(dòng)——下放重物OTn1n0TL8.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)2－n0acbdea點(diǎn)改變Ua極性n不能躍變c點(diǎn)b點(diǎn)反接制動(dòng)d點(diǎn)反向起動(dòng)e點(diǎn)，T=TL。

電壓反向反接制動(dòng)過(guò)程反向起動(dòng)過(guò)程

回饋制動(dòng)過(guò)程

回饋制動(dòng)運(yùn)行T＜TL回饋制動(dòng)大連理工大學(xué)電氣工程系2.反向回饋制動(dòng)——下放重物OT大連理工大學(xué)電氣工程系8.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)OTn1n0TL2－n0acbde

制動(dòng)效果Rb

→特性2斜率

→下放速度

。

2'(Rb小)e'nLnL'(Rb大)Ee－UaIaeRa＋Rb

=Rb

的選擇

（各量取絕對(duì)值）

=CEΦ

nL－Ua

T

/

CTΦ=(CEΦ

nL

－Ua)CTΦ

TL－T0穩(wěn)定運(yùn)行e點(diǎn)的E和Ia＋Uf－－Ua＋RbIaEM大連理工大學(xué)電氣工程系8.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)OTn大連理工大學(xué)電氣工程系

校驗(yàn)（各量取絕對(duì)值）

Ra＋Rb≥Ua＋Eb

IamaxOTn1n0TL2－n0acbde2'(Rb小)e'nLnL'(Rb大)b'制動(dòng)瞬間b點(diǎn)的E8.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)電壓反接后瞬間＋Uf－－Ua＋RbIaEM大連理工大學(xué)電氣工程系校驗(yàn)Ra＋Rb≥Ua＋Eb大連理工大學(xué)電氣工程系

電壓反向反接制動(dòng)與反向回饋制動(dòng)的比較

電壓反向制動(dòng)過(guò)程

回饋制動(dòng)狀態(tài)8.4他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)電動(dòng)狀態(tài)nTE＋Ua－Ia＋Uf－TLM＋Uf－RbIaTnE－Ua＋TLM＋Uf－RbIaTnE－Ua＋TLM大連理工大學(xué)電氣工程系電壓反向反接制動(dòng)與反向回饋制動(dòng)的比較大連理工大學(xué)電氣工程系【例8.4.3】

例8.4.1中的他勵(lì)電動(dòng)機(jī)，改用回饋制動(dòng)下放重物。在電壓反接瞬間，電樞電路串聯(lián)較大的制動(dòng)電阻，以保證Ia≤Iamax；當(dāng)轉(zhuǎn)速反向增加到n0時(shí)，將