【正文】 電動機 ①左手定則判定 T方向 ②右手定則判定感應(yīng)電動勢 方向 電動機和發(fā)電機都有電磁轉(zhuǎn)矩。 ○ T 2 換向極鐵心用 整塊鋼或 鋼板絕緣后疊裝 而成，換向繞組一般由粗的扁銅線繞成，且 與電樞繞組相串聯(lián) 。 并勵電動機 ：勵磁繞組與電樞繞組并聯(lián)連接， 由外部電源一起供電。 機械特性方程式 電樞電壓： U 勵磁電流： If 電樞總電阻 : Ra+ Rc 機械特性： 是指 = 常數(shù) n T M Ea ＋ U － Ia ＋ Uf － TL Rc 機械特性方程式的推導(dǎo)： 電樞回路電壓平衡方程式 U = Ea + Ia (Ra+ Rc) 電樞電動勢 ： Ea=CeΦ n 電磁轉(zhuǎn)矩： T = CTΦ Ia n = U CeΦ － Ra+Rc CeCTΦ2 T = n0－ β T 理想空 載轉(zhuǎn)速 機械特性斜率 Ra —電樞電阻 Rc —電樞回路外串電阻 Ce —電動勢常數(shù)， CT —電磁轉(zhuǎn)矩常數(shù)， Ce = pN 60a CT = pN 2 a ?= Ce O T n T A n Tk n0 B C 理想空載點、堵轉(zhuǎn)點 理想空載點 A ： 對應(yīng)轉(zhuǎn)速 堵轉(zhuǎn)點 B， 也稱起動點 額定運行點 C n0 = U / CeΦ α = 1 β —— 機械特性的硬度 α 越大機械特性越硬 α 越小機械特性越軟 二、 固有機械特性 當電磁轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩時，其對應(yīng)轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速， △ nN為額定轉(zhuǎn)速降。 n0 n039。 O T n n0 n039。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。 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(gòu)；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 。 ③ 計算 Rm 。 ? 【 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。 (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 = Ω = Ω = Ω = Ω = Ω = Ω = (－ )Ω = Ω = (－ )Ω = Ω = (－ )Ω = Ω = (－ )Ω = Ω = (－ )Ω = Ω ?????他勵直流電動機的調(diào)速 調(diào)速概念： 為滿足生產(chǎn)機械工藝的速度要求，通過 改變電機參數(shù) 使電機轉(zhuǎn)速發(fā)生改變，稱為 電氣調(diào)速 。 普通車床要求 δ%≤30% ，龍門刨床小于 10%，高精度的造紙機要求小于% δ% = Δn n0 ⅹ 100% = n0 n n0 ⅹ 100% O T n Ra TN b n0 a Δn 調(diào)速平滑性 指相鄰兩級轉(zhuǎn)速之比，用系數(shù) ψ 表示 調(diào)速經(jīng)濟性 容許輸出 比值越接近于 1，調(diào)速平滑性越好。穩(wěn)態(tài)時，電機的實際輸出由負載決定，應(yīng)使調(diào)速方法適應(yīng)負載的要求。 ③ 調(diào)速范圍：受穩(wěn)定性影響， D 較小。 ⑤ 調(diào)速的經(jīng)濟性 P1 = Ua Ia = E Ia＋ R Ia2 結(jié)論： 優(yōu)點：設(shè)備簡單，初期投資少。 n0 a ① 調(diào)速方向： 在 UN（或 nN）以下調(diào)節(jié)。 ⑤ 調(diào)速的經(jīng)濟性：需要專用直流電源?，F(xiàn)采用改變電樞電壓調(diào)速。 ② 調(diào)速的平滑性 連續(xù)調(diào)節(jié) Uf（或 Rf）可實現(xiàn)無級調(diào)速。 ⑥ 調(diào)速時的允許負載 Φ ? →T ?， n ? ， →?n ? ， n0 ? →? 不變， 穩(wěn)定性好。 通常把降壓調(diào)速和弱磁通調(diào)速配合起來用，以電 動機的額定轉(zhuǎn)速作為基速，在基速以下調(diào)壓，在基 速以上調(diào)磁，可擴大 D，實現(xiàn)雙向調(diào)速。 第四節(jié) 他勵直流電動機的制動 制動 ：使拖動系統(tǒng)從某一穩(wěn)定轉(zhuǎn)速很快減速停車 ，或是為了限制電動機轉(zhuǎn)速的升高（如起重機下放重物時、電車下坡時），使其在某一轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運行，以確保設(shè)備和人生安全。 2 (Rb大 ) b O T n 1 TL a 239。 b O T n 1 n0 TL a 2 c 反向起動 制動過程 能耗制 動運行 n TL 制動過程 電動狀態(tài) n T M Ea ＋ Ua － Ia ＋ Uf － TL M ＋ Uf － Rb Ia T n Ea TL 反向起動 T M ＋ Uf － Rb TL n Ea Ia 能耗制動運行 nL nL39。 Rb? →特性 2 斜率 ? →下放速度 | nL | ? 。 2 － n0 O T n 1 n0 TL 制動前： 特性 1 n = Ua CeΦ － Ra CeCTΦ 2 T 制動開始后： 特性 2 制動過程 － TL n = － Ua CeΦ － Ra＋ Rb CeCTΦ2 T b a c d a 點 →b 點 ， →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 制動開始； ↓→ c 點 停機。 c. 若負載是位能性負載時，無論 多大，都有 在位能負載和 Tc的共同作用下，電動機都將反向加速，并 加速到 e點穩(wěn)定運行。 (Rb小 ) b39。 M ＋ Uf － ＋ Ua － TL 電動狀態(tài) n T M E ＋ Ua － Ia ＋ Uf － TL Ia T 制動狀態(tài) n E Ia 的方向 ？ T 的方向 ？ 電樞接入 Rb 瞬間 → Ia?? →T? →T＜ TL → n ? → | E | ? →Ia? →T ? →T = TL 。(Rb大 ) d39。m CTΦ = CEΦ = = 60 2? PN nN TN = 60 22 103 600 = N 電動機既工作在制動狀態(tài)，又向電源回饋能量的工作 狀態(tài)稱為回饋制動 正向回饋制動 反向回饋制動 1 正向回饋制動 —— 電車下坡 平地或上坡行駛時工作在 a 點。 Ee－ Ua Iae Ra＋ Rb = Rb 的選擇 （各量取絕對值） = CeΦ nL－ Ua T / CTΦ = (CeΦ nL － Ua) CTΦ TL－ T0 穩(wěn)定運行 e 點 的 E 和 Ia 校驗 （各量取絕對值） Ra＋ Rb≥ Ua＋ Eb Iamax O T n 1 n0 TL 2 － n0 a c b d e 239。 制動瞬間 b 點的 E M ＋ Uf － － Ua ＋ Rb Ia E 電壓反接后瞬間 電壓反向反接制動與反向回饋制動的比較 電壓反向制動過程 回饋制動狀態(tài) 電動狀態(tài) n T M E ＋ Ua － Ia ＋ Uf － TL M ＋ Uf － Rb Ia T n E － Ua ＋ TL M ＋ Uf － Rb Ia T n E － Ua ＋ TL 第四節(jié) 他勵直流電動機的調(diào)速 調(diào)速概念： 為滿足生產(chǎn)機械工藝的速度要求，通過 改變電機參數(shù) 使電機轉(zhuǎn)速發(fā)生改變，稱為 電氣調(diào)速 。 普通車床要求 δ%≤30% ，龍門刨床小于 10%，高精度的造紙機要求小于% δ% = Δn n0 ⅹ 100% = n0 n n0 ⅹ 100% O T n Ra TN b n0 a Δn 調(diào)速平滑性 指相鄰兩級轉(zhuǎn)速之比，用系數(shù) ψ 表示 調(diào)速經(jīng)濟性 容許輸出 比值越接近于 1，調(diào)速平滑性越好。穩(wěn)態(tài)時，電機的實際輸出由負載決定，應(yīng)使調(diào)速方法適應(yīng)負載的要求。 ③ 調(diào)速范圍：受穩(wěn)定性影響， D 較小。 ⑤ 調(diào)速的經(jīng)濟性 P1 = Ua Ia = E Ia＋ R Ia2 結(jié)論： 優(yōu)點：設(shè)備簡單，初期投資少。m = N Ua ? →n ? ， Ua ? →n ? 。 ⑥ 調(diào)速時的允許負載 : T = CTΦN IaN →? 不變， 但 ? ? →穩(wěn)定性變差 。試問要使轉(zhuǎn)速降低至 1 000 r/min，電樞電壓應(yīng)降低到多少 ？ 解： 已知 Ra = Ω， CeΦ = 2， CTΦ = ， TN = N ① 調(diào)速方向 在 nN 以上（ IfN 以下）調(diào)節(jié)。 ⑤ 調(diào)速的經(jīng)濟性 調(diào)節(jié) Rf 比較經(jīng)濟； 調(diào)節(jié) Uf 則需要專用直流電源。 如：國產(chǎn) C660、 C670 等機床， 重型龍門刨床的主傳動在高速區(qū)的調(diào)速。m 對于恒功率負載 T ∝ 1/ n ，若忽略 T0 ，則 nN n T = TN 1450 1800 =