直流電機(jī)及其控制系統(tǒng)-wenkub
2023-05-21 21:35:21 本頁(yè)面
【正文】 勵(lì)發(fā)電機(jī)在磁極上有兩個(gè)勵(lì)磁繞組：一個(gè)繞組與電樞并聯(lián)，導(dǎo)線細(xì)匝數(shù)多 —— 并勵(lì)繞組；另一個(gè)繞組與電樞串聯(lián)，導(dǎo)線粗而匝數(shù)少 —— 串勵(lì)繞組。 ? 接入負(fù)載后，負(fù)載電流增加，勵(lì)磁電流亦增加，電動(dòng)勢(shì)升高。 ? ⒊ 調(diào)節(jié)特性 ? 并勵(lì)發(fā)電機(jī)的調(diào)節(jié)特性與他勵(lì)發(fā)電機(jī)的調(diào)節(jié)特性相似。 ? ㈡ 并勵(lì)發(fā)電機(jī) ? 并勵(lì)發(fā)電機(jī)的電壓、電流的關(guān)系為： ? 式中： U為發(fā)電機(jī)端電壓、 Rf為包括電位器在內(nèi)的勵(lì)磁回路的總電阻。 ? 勵(lì)磁電流如果由獨(dú)立的直流電源供給 —— 他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)。 ? 在等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩 T需與電機(jī)軸輸出的機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩 T2及空載損耗轉(zhuǎn)矩 T0相平衡。 ? N：切割磁通的電樞總導(dǎo)體數(shù)。 ? 兩個(gè)有效邊導(dǎo)體受到的電磁力方向一致，電樞因產(chǎn)生扭矩而轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)，圖 31就變成了直流電動(dòng)機(jī)。第三章 直流電機(jī)及其控制系統(tǒng) 第一節(jié) 直流電機(jī)的基本原理 ? 直流電機(jī)電刷間的感應(yīng)電勢(shì)為： ? 式中： φ：一個(gè)磁極的磁通； n：電樞轉(zhuǎn)速； KE： KE =pN/60a是與電機(jī)結(jié)構(gòu)有 關(guān)的常數(shù)。 ? 當(dāng)電樞在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈也要產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，該電動(dòng)勢(shì)的方向與電流的方向相反 —— 反電動(dòng)勢(shì) ? 發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì) —— 電源電動(dòng)勢(shì) ? 直流電機(jī)電樞繞組中的電流（電樞電流 Ia） ? Ia與磁通 φ相互作用產(chǎn)生電磁力和電磁轉(zhuǎn)矩，直流電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩可表示為： ? 式中： φ：一個(gè)磁極的磁通； ? Ia：為電樞電流。 ? 發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為阻轉(zhuǎn)矩，它與電樞轉(zhuǎn)動(dòng)的方向（原動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩方向）相反。 ? 在電機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化時(shí)，則電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、電動(dòng)勢(shì)、電樞電流及轉(zhuǎn)矩將自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)負(fù)載的變化。 ? 勵(lì)磁電流若由發(fā)電機(jī)本身供給 —— 自勵(lì)直流發(fā)電機(jī)。 ? ⒈ 空載特性（ n不變） ? ⒉ 外特性（ n不變、 Rf不變） ? 對(duì)并勵(lì)發(fā)電機(jī)，當(dāng)負(fù)載增加時(shí)（即外電路電阻減小），負(fù)載電流 IL增加，當(dāng)負(fù)載增加到一定程度，電流達(dá)到最大 ILm 。 ? 并勵(lì)發(fā)電機(jī)的電壓變動(dòng)百分?jǐn)?shù) ΔU%較他勵(lì)大。當(dāng)電壓上升到一定限度后，由于磁路趨于飽和，磁通及電勢(shì)增加不大。 ? 發(fā)電機(jī)空載時(shí)，串勵(lì)繞組中沒有電流，故空載特性與并勵(lì)發(fā)電機(jī)相同。當(dāng)有負(fù)載時(shí)，使它的磁通大為削弱，端電壓急劇下降。 ? 在控制系統(tǒng)中，常用他勵(lì)電動(dòng)機(jī)和復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)。 ? 式中： Pe=T*Ω為電磁功率； ? P2= T2*Ω為轉(zhuǎn)軸輸出的機(jī)械功率； ? P0= T0*Ω為包括機(jī)械摩擦損耗 Pm和鐵損耗 PFe在內(nèi)的空載損耗。 ? 隨著電樞電流的增加，由于電樞反應(yīng)的去磁作用又使每極下的氣隙磁通減小，反而使轉(zhuǎn)速增加。 ? ⒊ 效率特性：當(dāng) U=UN、 If=IfN時(shí)， η=f（ Ia）的關(guān)系曲線 —— 效率特性 ? 電動(dòng)機(jī)總損耗 PΣ中，可以分為不變損耗和可變損耗兩部分。 ? ⒈機(jī)械特性方程式 ? 將 Ia=T/（ KTΦ）帶入轉(zhuǎn)速公式： ? 式中， n0=U/（ KEΦ）為理想空載轉(zhuǎn)速； ? β=（ Ra+R） /（ KE KTΦ2 ）為機(jī)械特性的斜率； ? Δn=（ Ra+R） T/ （ KE KTΦ2 ）為轉(zhuǎn)速降。 ? 固有機(jī)械特性的特點(diǎn)： ? ① T=0時(shí)， n=n0=UN/（ KEΦN）為理想空載轉(zhuǎn)速。表明他勵(lì)直流電機(jī)的固有機(jī)械特性較硬。一般的大、中型電機(jī)不允許在額定電壓和額定輸出功率下直接起動(dòng)。不同的 R值，可得到不同的人為機(jī)械特性。有以下特點(diǎn)： ? ③ 當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩保持不變時(shí)，降低電樞電壓時(shí)，電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速隨之降低。 二、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速和反轉(zhuǎn)運(yùn)行特性 ? ㈠ 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)特性 直流電動(dòng)機(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的過程 —— 直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)過程（起動(dòng)）。起動(dòng)電流為： Ist=UN/Ra ? 由于電樞電阻 Ra很小， Ist很大，可達(dá) IN的10~50倍。為了獲得足夠的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 Tst，一般將起動(dòng)電流限制在（ 2~） IN以內(nèi)。 ? ⒊ 電樞回路串電阻起動(dòng) ? 電樞回路串電阻 R，起動(dòng)電流為： ? 為了保持起動(dòng)過程的平穩(wěn)性，希望串入電阻平滑調(diào)節(jié)，一般采用分段切除的方法。 ? ② 串電阻調(diào)速時(shí)，如果負(fù)載為恒轉(zhuǎn)矩的，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于不同的轉(zhuǎn)速 n n n3時(shí)，電動(dòng)機(jī)的電樞電流 Ia是不變的，這時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩為： ? T=TL時(shí)，電樞電流為： ? 當(dāng) TL為常數(shù)時(shí)， Ia為常數(shù)，與轉(zhuǎn)速無關(guān)。 ? ⑵ 降低電樞電壓調(diào)速 —— Φ不變、 R=0 ? 改變電樞電壓，可得到一簇與固有機(jī)械特性平行的且低于固有機(jī)械特性的人為機(jī)械特性。 ? ⑶ 改變勵(lì)磁磁通的弱磁調(diào)速 U=UN、 R=0 ? 弱磁調(diào)速有如下特點(diǎn)： ? ① 勵(lì)磁回路所串的調(diào)節(jié)電阻的損耗很小，可借助于連續(xù)調(diào)節(jié) Rf值，實(shí)現(xiàn)基速上調(diào)的無級(jí)調(diào)速。 ? ③ 弱磁調(diào)速時(shí)，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩滿足： ? 電機(jī)的電磁功率為： ? 如果電機(jī)拖動(dòng)恒功率負(fù)載，即： ?
環(huán)評(píng)公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1