電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù)項(xiàng)目化教程 課件 5直流電機(jī)的機(jī)械特性

直流電機(jī)的機(jī)械特性MechanicalcharacteristicsofDCmotors電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩的關(guān)系，即n=

f(TL)。直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性：機(jī)械特性表明電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速因外部負(fù)載變化而變化的情況。由于電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩T近似等于負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL，所以

n=

f(TL)

常寫(xiě)成

n=

f(T)。是分析電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速、制動(dòng)的重要工具。一、他勵(lì)直流電機(jī)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電路圖電樞電動(dòng)勢(shì)Ea=CeΦn電磁轉(zhuǎn)矩T=CTΦIa電樞回路電壓平衡方程

U=Ea+Ia（Ra+RΩ）機(jī)械特性的一般表達(dá)式理想空載轉(zhuǎn)速機(jī)械特性的斜率nn0ΔnTNT他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性1、機(jī)械特性一般表達(dá)式當(dāng)電源電壓U=UN,每極磁通Φ=ΦN，電樞回路不串任何電阻RΩ=0時(shí)的機(jī)械特性稱(chēng)為固有機(jī)械特性。一、他勵(lì)直流電機(jī)2、固有機(jī)械特性理想空載轉(zhuǎn)速機(jī)械特性斜率nn0ΔnTNT一、他勵(lì)直流電機(jī)3、人為機(jī)械特性定義：改變固有機(jī)械特性的運(yùn)行條件

U=UN,Φ=ΦN，RΩ=0時(shí)，稱(chēng)為人為機(jī)械特性。分為三種：（1）

電樞回路串接電阻RΩ；（2）改變電源電壓U；（3）改變磁通Φ；（1）電樞回路串接電阻時(shí)的人為機(jī)械特性

Ra+Ri1Ra+Ri2Ri2>Ri1RaTn0TNΔn特點(diǎn)：（1）過(guò)一組理想空載轉(zhuǎn)速點(diǎn)的放射形直線（2）串接電阻越大，斜率增大，機(jī)械特性的硬度越軟。（3）對(duì)于相同的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，串接電阻越大，對(duì)應(yīng)的運(yùn)行轉(zhuǎn)速越低。一、他勵(lì)直流電機(jī)U=UN,Φ=ΦN（2）改變電樞端電壓U時(shí)的人為機(jī)械特性

一、他勵(lì)直流電機(jī)理想空載轉(zhuǎn)速斜率:固定不變

1、受絕緣強(qiáng)度限制，電源電壓只能從電動(dòng)機(jī)的額定電壓往下調(diào)。2、位于固有特性下方，并與固有特性平行的直線族;3、在負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變時(shí)，降低電樞電壓，轉(zhuǎn)速n下降，但轉(zhuǎn)速降△n不變。特點(diǎn)：UN>

U1>

U2U1n01UNnTn00U2n02RΩ=0，Φ=ΦNU=UN，RΩ=0,在勵(lì)磁回路中串入附加電阻RB，改變

；當(dāng)：RB↑→

↓→n0↑

↓→Δn↑→β↓特點(diǎn)：1、一般他勵(lì)直流電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)已接近磁飽和，故通常是減弱磁通2、得到一組空載轉(zhuǎn)速n0不同，硬度β也不同的傾斜直線。3、當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變時(shí)，一般情況弱磁后會(huì)使轉(zhuǎn)速n升高，只有在負(fù)載很重或者磁通很小時(shí)，若再減弱磁通，轉(zhuǎn)速n反而會(huì)下降。（3）改變磁通

時(shí)的人為機(jī)械特性

一、他勵(lì)直流電機(jī)φNφ1φ3nTφ2φN>

φ1>

φ2n0n01n020二、并勵(lì)式直流電機(jī)固有機(jī)械特性：在額定電源電壓UN和額定勵(lì)磁電流IN時(shí)，與他勵(lì)電動(dòng)機(jī)相同。人為機(jī)械特性：IaUM+_If+_IERfRa并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電路圖若只改變Ra（保持電源電壓U和Rf不變），則

不改變。那么人為機(jī)械特性與他勵(lì)電動(dòng)機(jī)串電阻機(jī)械特性相同，是一組射線。若通過(guò)改變

Rf改變磁通（保持U、Ra不變），則人為機(jī)械特性也與他勵(lì)電動(dòng)機(jī)弱磁機(jī)械特性一樣。當(dāng)改變電源電壓U時(shí)（保持

Rf、Ra不變），If

也改變。當(dāng)磁路未飽和時(shí)，

也與U

成正比，n0基本上保持不變，而特性曲線的斜率β在變化，故人為機(jī)械特性不是一組平行線。三、串勵(lì)直流電機(jī)特點(diǎn)：If=Ia、當(dāng)磁路為飽和時(shí)，Ф=CФ

Ia（1）固有特性是一條非線性的軟特性，轉(zhuǎn)速隨負(fù)載增加而顯著下降。（2）不允許輕載或空載運(yùn)行。空載或輕載時(shí)，Ia≈0,

很小，∴n0很高，一般（5～6）nN，可能造成電機(jī)損壞。串勵(lì)電機(jī)在固有特性上不允許空載或輕載運(yùn)行，防止飛車(chē)。（3）過(guò)載能力強(qiáng)，起動(dòng)性能好：在相同電流限制下，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩比他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)大很多。當(dāng)負(fù)載增大時(shí)，Ia和Ф都增大，Ia稍有增大，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩就可以與電