課程設(shè)計--直流電機調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(編輯修改稿)
2025-07-13 07:53 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 度，其值為 ?? 1? 斜率 ? 越大，硬度 ? 越大，機械特性特硬。 他勵直流電動機的固有機械特性 當他勵直流電動機的額定電壓、氣隙每極磁通量為 額定值，電樞回路不電阻時的機械特性稱為固有機械特性，其表達式為 TnnnCCTRCUn 002Teaea ??????????NN 由于電樞繞組的電阻 aR 值很小，而 ? 值大，因此Δ n很小，固有機械特性為硬特性。 他勵直流電動機的人為機械特性 他勵直流電動機的參數(shù)如電壓、勵磁電流、電樞回路電阻大小等改變后，其機械特性稱為人為機械特性。主要人為機械特性有 3種。 8 (1)．電樞回路串聯(lián)電阻 R 時的人 為機械特性 1）人為機械特性方程為 TCCRRCUn2TeaeaNN ????? 2）人為機械特性的特點 理想空載轉(zhuǎn)速 0n 保持不變； 機械特性的斜率 ? 隨 R 的增大而增大，特性曲線變軟。 從圖 41 中可以看出改變電阻 R 大小，可以使電動機的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化。因此，電樞回路串電阻可用于調(diào)速， R 越大，轉(zhuǎn)速越低。 (2)改變電源電壓 U 時的人為機械特性 1）人為機械特性方程為 TCCRCUn2TeaeaNN ?? ?? 2）人為機械特性的特點 理想空載轉(zhuǎn)速 0n 正比于電壓 U， U下降時， 0n 成正比例減?。? 特性曲線斜率 ? 不變。 從圖 41 中可以看出改變電壓 U 大小，可以使電動機的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化。 因此，降低電源電壓也可用于調(diào)速， U 越低，轉(zhuǎn)速越低。 (3)改變勵磁電流 fI 時的人為機械特性 1）人為機械特性方程式為 TCCRCUn2teaea???? 2）人為機械特性的特點 理想空載轉(zhuǎn)速與勵磁電流 fI 成反比，減小勵磁電流 fI ， 0n 升高； 斜率 ? 與磁通二次方成反比，減小勵磁電流 fI 使斜率增大。 從圖 41 中可以看出改變 勵磁電流 fI 大小，可以使電動機的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化。 9 因此，降低勵磁電流 fI 也可用于調(diào)速， fI 越大，轉(zhuǎn)速越低。 圖 41 五、他勵直流電動機起動 直流電動機啟動條件 起動是指電動機從靜止狀態(tài)開始轉(zhuǎn)動起來，直至最后達到穩(wěn)定運行。對于任何一臺電動機，在啟動時，都有下列兩個基本的要求： 1）起動轉(zhuǎn)矩要足夠大。 2）啟動電流不要超過允許范圍。 此外，他勵直流電動機在起動瞬間，轉(zhuǎn)速 n=0，電動勢 E=0，起動電流aast RUI ?在額定電壓下直接起動時，由于 aR 很小， stI 很大，一般可達到電樞電流額定值 10 aNaaNst RUR EUI ???0??? nCE ea的 10~20 倍，這樣大的電流是換向所不允許的，起動轉(zhuǎn)矩也能達到額定轉(zhuǎn)矩的10~20 倍，過大的起動轉(zhuǎn)矩會使電動機和它所拖動的生產(chǎn)機械遭受突然的巨大沖擊，以致?lián)p壞傳動機構(gòu)和生產(chǎn)機械。 因此，除了額定功率在數(shù)百瓦以下的微型直流電動機，因電樞繞組導線細、電樞電 aI 阻大、轉(zhuǎn)動慣量有比較小、可以直接起動外，一般的直流電動機是不允許采用直接啟動的。 直流電動機啟動方法 直 接起動 直接起動是指接通勵磁電源后，將電動機的電樞直接投入額定電壓的電源上起動。直接起動又稱為全壓起動。由于起動瞬間，轉(zhuǎn)速等于零，電樞繞組的感應(yīng)電動勢 （ 51） 則起動電流為 （ 52） 由于電樞繞組的電阻 Ra 很小，所以起動電流很大，可達到額定電流的十幾倍。該電流對電網(wǎng)的沖擊很大。因而，除了小容 量電機可采用直接起動外，對大中、容量的電動機不能直接起動。 電樞串電阻起動 電樞回路串電阻 R,啟動電流為 RRUI A NS ?? 為了保持啟動過程中電磁轉(zhuǎn)矩持續(xù)較大及電樞電流持續(xù)較小，可以逐漸切除啟動電阻，啟動完成后，啟動電阻全部切除，這種情況下的特性如圖 51 所示。 11 UMr a r a 2n 0hecITOT LI LI 2T 2gmfd32b1R a lαr aR a 2r a 1K m 1K m 2R k 1R k 2+（ b ） 特 性 圖（ a ） 電 路 圖圖 51 直流他勵電動機串電路啟動的電路圖和特性圖 降電壓起動 降低電源電壓到 U ,啟動電流為aS RUI ? 降低電樞電壓起動，即起動前將施加在電動機電樞兩端的電源電壓降低，以減小起動電流 ，電動機起動后，再逐漸提高電源電壓，使起動電磁轉(zhuǎn)矩維持在一定數(shù)值，保證電動機按需要的加速度升速。這種起動方法需要專用電源，投資較大，但起動電流小，起動轉(zhuǎn)矩容易控制，起動平穩(wěn)，起動能耗小，是一種較好的起動方法。 這種情況下的特性如圖 52所示 圖 52 直流他勵電動機降電壓啟動的特性圖 12 六 、 他勵 直流電動機調(diào)速方法 前面曾介紹過他勵直流電動機具有三種人為的機械特性，因而他勵直流電動機有三種調(diào)速方法，下面分別介紹。 1. 串電阻調(diào)速 他勵直流電動機拖動
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