[工學(xué)]劉錦波電機(jī)與拖動(dòng)第3章直流電機(jī)的電力拖動(dòng)第2部分(已修改)
2024-10-30 23:48 本頁面
【正文】 第 3章 直流電機(jī)的電力拖動(dòng) (第 2部分 ) 劉錦波 山東大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院 直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 A、與調(diào)速有關(guān)的性能指標(biāo) a、 調(diào)速范圍 D： 定義： 調(diào)速范圍定義為拖動(dòng)系統(tǒng)的最高轉(zhuǎn)速（或速度）與最低轉(zhuǎn)速（或速度）之比，即： m a x m a xm in m innvDnv??（ 346） b、 靜差率 ： ?定義： 對(duì)調(diào)速系統(tǒng)的靜差率即轉(zhuǎn)速變化率，它是指理想空載轉(zhuǎn)速與額定轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速變化量與空載轉(zhuǎn)速的百分比，即： 0001 0 0 % 1 0 0 %NNn n nnn? ??? ? ? ?（ 347） D與是相互關(guān)聯(lián)的，它們之間的關(guān)系可用圖 。 圖 2分別給出了他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性、電樞回路串電阻的人工機(jī)械特性以及恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性。 圖 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性與靜差率之間的關(guān)系 對(duì)于實(shí)際的電力拖動(dòng)系統(tǒng)，若按低速時(shí)選擇，則高速時(shí)的自然滿足要求。于是有： m a x m a xm i n 0 NnnDn nn?? ? ?? 又根據(jù)式（ 347）知： ，將其代入上式得靜差率 與調(diào)速范圍 之間的關(guān)系為： 0 Nnn??? ? ?m a x(1 )NnDn??? ??（ 348） 上式表明，若低速時(shí) 的滿足要求，低速時(shí)的 越大則調(diào)速范圍 越?。? n?? DDc、 調(diào)速的平滑性 ： 采用有級(jí)和無級(jí)調(diào)速來描述調(diào)速的平滑性，其性能指標(biāo)為平滑系數(shù)。平滑系數(shù)定義為相鄰兩級(jí)的轉(zhuǎn)速比，即： 1iinKn ??（ 349） 上式中， 越接近于 1，則平滑性越好。若采用無級(jí)調(diào)速，即速度連續(xù)可調(diào)，則 。 K 1K?d：原始投資與運(yùn)行成本 調(diào)速系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)包括設(shè)備的原始性一次投資和設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用。運(yùn)行費(fèi)用主要是指調(diào)速過程中的損耗，通常用效率來衡量，即： 22121 0 0 % 1 0 0 %PPP P p? ? ? ? ???（ 350） B、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)常用的調(diào)速方法 根據(jù) 可知，他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)可以采用下列兩種方法調(diào)速： 1 aaeeRUnICC????1. 降低電樞電壓降速 降 低 電 樞 電 壓 降 速弱 磁 升 速直 流 電 動(dòng) 機(jī) 的調(diào) 速 方 法a、電樞回路串電阻降壓降速 圖 特性。 圖 電樞回路串電阻情況下的人工機(jī)械特性和負(fù)載特性 結(jié)論： 隨著電樞回路電阻的增加，理想空載轉(zhuǎn)速不變，機(jī)械特性的硬度變軟，導(dǎo)致轉(zhuǎn)速下降。因此，電樞回路串電阻只能在額定轉(zhuǎn)速（又稱為基速）以下調(diào)速。 電樞回路串電阻調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)分析如下： 直流電動(dòng)機(jī)的輸入電功率為： 11 ()a a a aP U I E RI I? ? ? （ 351） 忽略機(jī)械耗和鐵耗，并根據(jù)上式得電動(dòng)機(jī)的總損耗為： 21 1 11010( 1 ) ( 1 )( 1 )aea a a a a aeE C np I R U I E I U I U IU C nnPn?? ? ? ? ? ? ? ????（ 352） 于是，電機(jī)的效率為： 11 0 01 ( 1 )Pp nnP n n? ??? ? ? ? ? （ 353） 可見，隨著轉(zhuǎn)速的下降，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率降低。
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