【正文】 時的人為特性 n = UN CeΦ － Ra CeCTΦ 2 T If ? →Φ ? →n0 ? →? ? 、 ? ? →機械特性變軟。 O T n n0 n039。 If If39。 ＜ 特點： 1） 理想空載轉(zhuǎn)速 n0與 If 或 Φ成反比 2） 轉(zhuǎn)速降 △ n（或 ? ）與 Φ2成反比 3） If /Φ ?減弱，所以只能從額定轉(zhuǎn)速向上調(diào)速 機械特性的計算 已知額定功率 PN，額定電壓 UN，額定電流 IN，額定轉(zhuǎn)速 nN , 計算和繪制機械特性。 固有機械特性的計算 直線上任意兩點確定一條直線，選擇兩特殊點： 理想空載點（ T=0 , n=n0 ） 額定工作點 (T=TN , n=nN ) CeΦN = = EaN nN n0= UN CeΦN ？ UN – IN Ra nN ？ 方式 2（估算） ：根據(jù)普通直流電機額定運行時， 額定銅耗約占總損耗的 1/2—1/3！ 方式 1：已直接給出 Ra或者查技術手冊得到 求 Ra 1） 電機總損耗 ∑pN = UNIN PN 額定銅耗 pCuN= I 2N Ra UNIN PN (2~3)I2N Ra= I 2N Ra= （ UNIN PN） 1 1 2 3 ~ 2） TN = CTΦN IN = CeΦN IN 額定轉(zhuǎn)矩的計算： 根據(jù)銘牌數(shù)據(jù)計算固有特性步驟： （ 1）根據(jù) UN、 PN、 IN估算 Ra （ 2）計算 CeΦN （ 3）計算 n0 （ 4）計算 TN 總結固有機械特性的計算步驟 在坐標紙上標出（ 0， n0）、（ TN、 nN）兩點，連成一條直線，即是固有特性曲線！ ?220 = r/min = 1606 r/min UaN CeΦ n0 = 解： 計算固有機械特性 CeΦN = UN IN Ra nN 220 115 1500 = = UN IN PN 2I2N Ra= 220 115 22 103 2 1152 = = ?【 例 】 一臺他勵直流電動機 PN = 22kW， UaN = 220 V ， IaN = 115A， nN = 1500 r/min ，求其固有特性。若負載轉(zhuǎn)矩為額定值不變，計算其在下列情況下的電流和電機的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。 1）電樞回路串入 Rc= 的電阻； 2）電樞電壓降為 U = 100V； 3）弱磁 Φ = 。 連接 n0 和 N ( TN ， nN ) 兩點即可得到固有特性。 TN = CeΦN IN = 115 = 150 mN?1） 電樞回路串電阻不影響電機的主磁通，因此當負載轉(zhuǎn) 矩為額定不變時，即電磁轉(zhuǎn)矩 Te保持不變，又 Te = CTΦN Ia，則有 Ia= IN = 115A n = UN – (Ra+Rc) Ia CeΦ 220 – (+) 115 = 則電動機的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速為 : 2） 降低電樞電壓也不影響電機的主磁通，因此當負載轉(zhuǎn) 矩為額定不變時，即電磁轉(zhuǎn)矩 Te保持不變，又 Te = CTΦN Ia，則有 Ia = IN = 115A n = U – Ra Ia CeΦ 100 – 115 = = 625 r/min 3） 當弱磁 Φ = 時 , 負載轉(zhuǎn)矩為額定不變時，即電磁轉(zhuǎn)矩 Te保持不變 , Te = CTΦ Ia ， 得 = r/min 則電動機的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速為 : 則電動機的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速為 : Ia = CTΦN IN CTΦ = ΦN IN ΦN = = CTΦ Ia= CTΦN IN， 則 n = UN – Ra Ia CeΦ 220 – = 115 =1744 r/min 電機起動需滿足的條件： ① 足夠大的起動轉(zhuǎn)矩，一般 Tst ② 起動電流限制在安全范圍內(nèi)，一般 Ist ( ) IN 直接起動后果 起動瞬間： n = 0， Ea = 0，對于他勵電動機 他勵直流電動機的起動 起動 ：指電動機接通電源后，轉(zhuǎn)速從 n = 0 上升到穩(wěn)定負載轉(zhuǎn)速 nL的過程稱為起動過程或起動。 Ist = UN Ra = (10 ~ 20) IN —— 換向決不允許 ! T = Tst = CTΦN Ist = (10 ~ 20) TN 四個后果 ： 電磁力大，損壞繞組；換向困難；加速過快，損壞傳動機構；電網(wǎng)電壓波動 O T (Ia) n T1 (I1) TL (IL) T2 (I2) a b d c e f p 降低電樞電壓起動過程 需要可調(diào)直流電源 從低到高調(diào)節(jié)電樞回路電壓 降低電樞電壓起動 起動瞬間 Ist 通常限制在 ( ~2 ) IN 起動時最低電壓為 U = (~2) IN Ra Te (~2) TN 他勵直流電動機的三種起動方法：直接起動、降壓起動和電樞回路串電阻起動 。 二、 電樞回路串聯(lián)電阻分級起動 電樞回路允許串入的最大電阻 值 Rst = UN Imax Ra 起動過程 可以達到限制起動電流的目的起動后，若仍串接Rst系統(tǒng)只能在較低轉(zhuǎn)速下運行，為了得到額定轉(zhuǎn)速，必須逐漸切除 Rst 以三級起動為例 O T (Ia) n T1 (I1) TL (IL) T2 (I2) a b d c e f g h w M If Ia ＋ Uf － Rst1 ＋ UN － Rst2 Rst3 Ra R1 R2 R3 KM1 KM2 KM3 R1 = Ra + Rst1 R2 = Ra + Rst1 + Rst2 R3 = Ra + Rst1 + Rst2 + Rst3 T1 = ( ~ 2 ) TN T2 = ( ~ ) TN O T (Ia) n 2. 電樞回路起動電阻的計算 T1 (I1) TL (IL) T2 (I2) a1 a2 (1) 起動過程 ① 串聯(lián) (Rst1+Rst2) 起動： R2 = Ra＋ Rst1＋ Rst2 起動轉(zhuǎn)矩 (電流 )： T1 (I1) = ( ~ 2) TN (IaN) ② 切除 Rst2 ： R1 = Ra＋ Rst1 切換轉(zhuǎn)矩 (電流 )： T2 (I2) = ( ~ ) TL (IL) b2 b1 M If ＋ Ua － Ia ＋ Uf － Rst1 Rst2 TM b a O T (Ia) n T1 (I1) TL (IL) T2 (I2) a1 a2 b2 b1 TM b a ③ 切除 Rst1 ： R0 = Ra M If ＋ Ua － Ia ＋ Uf － Rst1 Rst2 起動 a1 點 a2 點 加速 瞬間 n 不變 b1 點 c c1 c2 p 切除 Rst1 b2 點 加速 切除 Rst2 c1 點 c2 點 加速 p 點。 加速 一般級數(shù)取 m=2~4 ② 起切電流（轉(zhuǎn)矩）比： ③ 求出電樞電路電阻 Ra (1) 起動級數(shù)未定時的起動電阻的計算 ① 確定起動電流 I1 和切換電流 I2 I1 (T1) = ( ~ ) IaN (TN) I2 (T2) = ( ~ ) IaN (TL) = I1 I2 Ra= UaN IaN－ IaN PN 2 2 ?④ 求出起動時的電樞 總電阻 (即電樞回路最大總電阻 )Rm ⑤ 確定 起動級數(shù) m m = Rm Ra lg lg Rm = UaN I1 ?nb2 = nc1 即： Eb2 = Ec1 UaN－ R1I2 = UaN－ R0 I1 R1I2 = R0I1 R1 = R0 同理，由 na2 = nb1 可得 R2 = R1 對于 m 級起動，有 Rm= mRa ⑥ 重新計算 ，校驗 I2 是否在規(guī)定的范圍內(nèi) = 2R0 O T (Ia) n T1 (I1) TL (IL) T2 (I2) a1 a2 b2 b1 b a c c1 c2 p = Rm Ra m ?? ????⑦ 確定各段總電阻值和各段電阻值 各段總電阻值： R1 = R0 = Ra R2 = R1= 2Ra R3 = R2= 3Ra … Rm = Rm－ 1 = mRa 各段電阻值： Rst1 = R1－ Ra Rst2 = R2－ R1 Rst3 = R3－ R2 … Rstm = Rm－ Rm－ 1 ? ?? ?? ?? ?(2) 起動級數(shù)已定時的起動電阻的計算 ① 選擇起動電流 I1 。 ② 測出或由銘牌數(shù)據(jù)估算出 Ra 。 ③ 計算 Rm 。 ④ 計算 。 ⑤ 計算切換電流 I2 ，并校驗之 。 ⑥ 確定各段總電阻值和各段電阻值。 ? 【 例 】 一臺 Z4 系列他勵直流電動機， PN = 200 kW， UaN = 440 V， IaN = 497 A， nN = 1500 r/min ， Ra = Ω，采用電樞串電阻起動。求起動級數(shù)和各級起動電阻 。 解： (1) 選擇 I1 和 I2 I1 = ( ~ ) IaN = ( ~ 994) A I2 = ( ~ ) IaN = ( ~ ) A 選取 I1 = 840 A， I2 = 560 A。 (2) 求出起切電流比 (3) 求出起動時的電樞總電阻 Rm 840 560 = = = I1 I2 ??(4) 求出起動級數(shù) m 取 m = 5。 (5) 重新 ，校驗 I2 440 840 = Ω = Ω Rm = UaN I1 m = Rm Ra lg lg = = lg = Rm Ra m = = 5 840 = A = 571 A I2 = I1 (在規(guī)定的范圍內(nèi) ) ????(6) 求出各段總電阻值和各段電阻值 R1 = Ra R2 = 2Ra R3 = 3Ra R4 = 4Ra R5 = 5Ra Rst1 = R1－ Ra Rst2 = R2－ R1 Rst3 = R3－ R2 Rst4 = R4－ R3 Rst5 = R5－ R4 = Ω = Ω = Ω = Ω =