【正文】 要內(nèi)容 直流電動機的基本工作原理與結(jié)構(gòu) 直流電動機的電樞反應 直流電動機的電樞電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩 直流電動機 電力拖動系統(tǒng)的運動方程式 生產(chǎn)機械的負載轉(zhuǎn)矩特性 他勵直流電動機的機械特性 他勵直流電動機的啟動 他勵直流電動機的電氣制動 他勵直流電動機的調(diào)速 調(diào)速指標 調(diào)速方法 直流調(diào)速系統(tǒng)使用的可控直流電源 CSSSE 2022/1/4 第一章 直流電動機 80 ? 調(diào)速： 人為改變速度的方法 ? 可以用 機械 的方法或 電氣 的方法實現(xiàn)調(diào)速 ? 電氣調(diào)速： 人為地改變電氣參數(shù)，有意識地使電動機工作點由一條機械特性曲線轉(zhuǎn)換到另一條機械特性曲線上，為了生產(chǎn)需要而對電動機調(diào)速進行的一種控制 ? 調(diào)速與電動機在負載或電壓隨機波動時而引起的轉(zhuǎn)速擾動變化是兩個不同的概念 十、他勵直流電動機的調(diào)速 CSSSE 2022/1/4 第一章 直流電動機 81 為了評價各種調(diào)速方法的優(yōu)缺點，對調(diào)速方法提出了 一定的技術經(jīng)濟指標 m axm innDn??（ 1）調(diào)速范圍 電動機在額定負載下調(diào)速時，其最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比 不同生產(chǎn)機械對調(diào)速范圍的要求不同 1. 調(diào)速指標 CSSSE 2022/1/4 第一章 直流電動機 82 ? （ 2）靜差率（轉(zhuǎn)速變化率） 電動機在一條機械特性上的額定負載時的轉(zhuǎn)速降與該機械特性的理想空載轉(zhuǎn)速之比 000nnnnn?????00nn??相同時，機械特性越硬， 越小與 成反比1. 調(diào)速指標 CSSSE 2022/1/4 第一章 直流電動機 83 ? （ 2）靜差率（轉(zhuǎn)速變化率） 調(diào)速范圍與靜差率兩項性能指標互相制約 采用同一種方法調(diào)速時，靜差率要求較低時，可得到較寬 的調(diào)速范圍 若要求靜差率一定時，不同的調(diào)速方法其調(diào)速范圍不同 1. 調(diào)速指標 CSSSE 2022/1/4 第一章 直流電動機 84 1iinn ????（ 3）調(diào)速的平滑性 平滑性是指相鄰兩級轉(zhuǎn)速的接近程度 無級調(diào)速： 轉(zhuǎn)速連續(xù)可調(diào)，其級數(shù)趨于無窮大 有級調(diào)速： 調(diào)速不連續(xù)，級數(shù)有限 1. 調(diào)速指標 CSSSE 2022/1/4 第一章 直流電動機 85 ? （ 4）調(diào)速的經(jīng)濟性 包含兩方面內(nèi)容： 一是指調(diào)速所需的設備投資和調(diào)速過程中的能量損耗 二是指電動機調(diào)速時能夠得到充分利用 經(jīng)驗： 1. 電樞回路串電阻、降低電樞電壓調(diào)速適用于恒轉(zhuǎn)矩負載 的調(diào)速 2. 弱磁調(diào)速適用于恒功率負載的調(diào)速 1. 調(diào)速指標 CSSSE 2022/1/4 第一章 直流電動機 86 ? ?N d a p aeU I R RnC??? 當電樞電流不變（負載不變）時，只要在電樞電壓、電樞電路附加電阻、每極磁通三個參數(shù)中，任意改變一個，都能引起轉(zhuǎn)速的變化 電樞串電阻調(diào)速： 操作簡單方便，調(diào)速范圍小，特性變軟 變電樞電壓調(diào)速： 只能降壓調(diào)速，特性硬度好，無級調(diào)速，調(diào)速效率高，可調(diào)壓電源設備投資較高 弱磁調(diào)速： 操作方便，效率高，調(diào)速范圍小，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性差 2. 調(diào)速方法 CSSSE 2022/1/4 第一章 直流電動機 87 實際生產(chǎn)中往往將弱磁調(diào)速和調(diào)壓調(diào)速配合使用 調(diào)壓調(diào)速在不同轉(zhuǎn)速下容許的輸出轉(zhuǎn)矩恒定，可稱為 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方法 弱磁調(diào)速在不同轉(zhuǎn)速時容許的輸出功率基本相同，稱為 恒功率調(diào)速方法 為了擴大調(diào)速范圍，直流電動機可以采用調(diào)壓和弱磁配合控制的混合調(diào)速方法，在基速以下保持額定磁通不變，只調(diào)節(jié)電樞電壓；在基速之上保持電樞電壓為額定值，減弱磁通升速 2. 調(diào)速方法 CSSSE 2022/1/4 第一章 直流電動機 88 改變電樞電壓調(diào)速是直流調(diào)速系統(tǒng)采用的主要方法 調(diào)節(jié)電樞供電電壓或者改變勵磁磁通，都需要有專門的可控直流電源 常用的可控直流電源有以下兩種： 1. 靜止可控整流器（如：晶閘管整流裝置） 2. 直流斬波器 /脈寬調(diào)制變換器 3. 直流調(diào)速系統(tǒng)使用的可控直流電源 CSSSE 2022/1/4 第一章 直流電動機 89 本章小結(jié) 直流電動機由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成，定子部分主要作用是建立工作磁場，轉(zhuǎn)子部分主要作用是傳遞電磁功率。 電樞繞組是直流電動機中傳遞能量的關鍵元件，繞組中的電動勢和電流是交流的，通過換向器和電刷輸出的是直流電動勢和直流電流。 電動機工作的理論基礎是通電導體在周圍產(chǎn)生磁場和通電導體在磁場中要受力。 電樞磁場對勵磁磁場的影響叫電樞反應。電樞反應將使磁場產(chǎn)生畸變，其結(jié)果是使功率下降并造成換向困難。 CSSSE 2022/1/4 第一章 直流電動機 90 本章小結(jié) 直流電動機按勵磁方式的不同可分為他勵、并勵、串勵和復勵直流電動機，各種勵磁方式的運行性能不同。 直流電動機內(nèi)部物理量之間的關系主要由電動勢平衡方程式、轉(zhuǎn)矩平衡方程式、功率平衡方程式來反映，外部運行性能主要由轉(zhuǎn)速特性、轉(zhuǎn)矩特性、效率特性來反映。 aee m T dE C nT C I????電動機工作時在電樞繞組上將產(chǎn)生感應電動勢， ，是反電動勢。同時還將產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩， ，是拖動轉(zhuǎn)矩。CSSSE 2022/1/4 第一章 直流電動機 91 本章小結(jié) 生產(chǎn)機械的負載轉(zhuǎn)矩特性是根據(jù)轉(zhuǎn)矩方向和大小的變化特點進行分類的，分為：反抗性恒轉(zhuǎn)矩負載特性、位能性恒轉(zhuǎn)矩負載特性、恒功率負載、風機型負載等典型類型。 2375e m LG D dnTTdt? ? ?電力拖動系統(tǒng)是以電動機為原動機來拖動生產(chǎn)機械工作的運動系統(tǒng)。研究電動機與所拖動的生產(chǎn)機械之間的關系，該關系用運動方程式來反映電動機軸上的電磁轉(zhuǎn)矩、負載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速變化之間的關系：CSSSE 2022/1/4 第一章 直流電動機 92 電動機的機械特性是指穩(wěn)態(tài)運行時轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)矩的關系，它反映了穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)矩的變化規(guī)律。固有特性反映了在額定條件和接線時的運行性能，人為特性是為了改變電動機的運行特性而施加的人為控制。 直流電動機可以直接啟動，也可以通過串接電阻或降壓啟動；電氣制動方法則有能耗制動、反接制動和回饋制動。 電力拖動得到廣泛應用的主要原因是它具有良好的調(diào)速性能，對調(diào)速性能好壞評價指標是調(diào)速范圍、靜差率、平滑性和經(jīng)濟性。通過在電樞回路串接電阻、降低電源電壓或弱磁都可以調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速。 本章小結(jié) CSSSE 2022/1/4 第一章 直流電動機 93 直流電動機的基本工作原理 主磁通 amp。漏磁通 、 電樞反應的概念 四大基本方程式及其物理意義 本章重點內(nèi)容 2375e m T dede m Leme e TT C IU C n I RG D dnTTdtURnTC C C???? ? ?? ? ?電磁轉(zhuǎn)矩表達式 電動勢平衡方程式 運動方程式 機械特性方程式 CSSSE 2022/1/4 第一章 直流電動機 94 機械特性 、 固有和人為機械特性的曲線形式 啟動 、 電氣制動 、 調(diào)速的方法 調(diào)速范圍 amp。靜差率的表達式 本章重點內(nèi)容 CSSSE 2022/1/4 第一章 直流電動機 95 本章作業(yè) END 1. 一臺他勵直流電動機的數(shù)據(jù)為 10kW、 220V、 、1500r/min、 。試繪制以下幾條機械特性曲線： （ 1）固有機械特性曲線； （ 2）電樞串入 ； （ 3）電源電壓降至額定電壓一半時的機械特性； （ 4）磁通減少 30%的機械特性。 直流電機的主磁極 1. 固定主磁極的螺釘 2. 主磁極鐵心 3. 勵磁繞組 直流電機的換向極 1. 換向極鐵心 2. 換向極繞組 Back to 直流電動機定子結(jié)構(gòu) 直流電機的電刷裝置 1. 電刷 2. 刷握 3. 彈簧壓板 4. 座圈 5. 刷桿 Back to 直流電動機定子結(jié)構(gòu) Back to 直流電動機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu) 直流電機的轉(zhuǎn)子電樞鐵心 直流電機的換向器 Back to 空載磁場 Back to 合成磁場 直流電動機氣隙磁場分布示意圖 Back to 電樞磁場