直流電機及其控制系統(tǒng)-文庫吧資料
2025-05-18 21:35本頁面
【正文】 時，電動機吸收機械能并轉(zhuǎn)換為電能。此時，直流電源向電動機輸入電能，并轉(zhuǎn)換為機械能拖動負載。 ? 恒轉(zhuǎn)矩和恒功率，是在保持電樞電流為額定值，對電動機的輸出功率和轉(zhuǎn)矩而言。 ? ③ 弱磁調(diào)速時，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩滿足： ? 電機的電磁功率為： ? 如果電機拖動恒功率負載，即： ? 2. 他勵直流電機的功率和轉(zhuǎn)矩問題 ? ⑴ 降低電樞電壓調(diào)速按允許輸出轉(zhuǎn)矩不變 —— 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速 ? 調(diào)速時， Φ=ΦN不變，因此電機允許輸出轉(zhuǎn)矩為： ? Tal=KT ΦN IN=常數(shù)，稱恒轉(zhuǎn)矩輸出，此時允許的輸出功率為： ? ⑵ 改變勵磁磁通的弱磁調(diào)速允許輸出功率不變 —— 恒功率調(diào)速方式 ? 在弱磁調(diào)速時， U=UN、 Ia=IN。一般按（ ~） nN設計。 ? ⑶ 改變勵磁磁通的弱磁調(diào)速 U=UN、 R=0 ? 弱磁調(diào)速有如下特點： ? ① 勵磁回路所串的調(diào)節(jié)電阻的損耗很小，可借助于連續(xù)調(diào)節(jié) Rf值，實現(xiàn)基速上調(diào)的無級調(diào)速。與串電阻調(diào)速相比較，降低電源電壓調(diào)速在低速范圍運行時，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性要好得多。 ? 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械特性平行的且低于固有機械特性的人為機械特性。 ? ④串電阻調(diào)速，電機工作于一組機械特性上，各條特性經(jīng)過相同的理想空載點n0，而斜率不同。 ? ② 串電阻調(diào)速時，如果負載為恒轉(zhuǎn)矩的，電動機運行于不同的轉(zhuǎn)速 n n n3時，電動機的電樞電流 Ia是不變的，這時，電磁轉(zhuǎn)矩為： ? T=TL時，電樞電流為： ? 當 TL為常數(shù)時， Ia為常數(shù)，與轉(zhuǎn)速無關。 ? ① R=0時，電動機運行于固有機械特性的“基速”上， ? “基速” —— 運行于固有機械特性上的轉(zhuǎn)速。 ? ⒊ 電樞回路串電阻起動 ? 電樞回路串電阻 R，起動電流為： ? 為了保持起動過程的平穩(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。 ? 隨著轉(zhuǎn)速的上升，電樞電勢 Ea逐漸加大，電樞電流 Ia相應減小。為了獲得足夠的起動轉(zhuǎn)矩 Tst，一般將起動電流限制在（ 2~） IN以內(nèi)。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。起動電流為： Ist=UN/Ra ? 由于電樞電阻 Ra很小， Ist很大，可達 IN的10~50倍。 ? ⒈ 直接起動 ? 起動前應先接通勵磁回路，以建立勵磁磁場，然后接通電樞回路。 二、他勵直流電動機的起動、調(diào)速和反轉(zhuǎn)運行特性 ? ㈠ 他勵直流電動機的起動特性 直流電動機從靜止狀態(tài)到穩(wěn)定運行狀態(tài)的過程 —— 直流電動機的起動過程（起動）。 ? ②機械特性斜率 β=（ Ra+R） /（ KE KTΦ2） 與 Φ 的平方成反比。有以下特點： ? ③ 當負載轉(zhuǎn)矩保持不變時，降低電樞電壓時，電動機的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速隨之降低。 ? ⑵ 改變電樞電壓時的人為機械特性：保持 If=IfN、即 φ= φ N，電樞回路不串電阻 R，改變電樞電壓 U時的人為機械特性為： ? 電動機運行時，通常以額定工作電壓為上限。不同的 R值，可得到不同的人為機械特性。 ? ⑴ 電樞回路串電阻 R的機械特性：保持U=UN、 φ= φ N，電樞回路串電阻 R，此時： ? 電樞回路串電阻 R的機械特性與固有機械特性相比有下面特點： ? ① 理想空載轉(zhuǎn)速 n0=UN/（ KEΦN）保持不變。一般的大、中型電機不允許在額定電壓和額定輸出功率下直接起動。 ? 起動時刻的電磁轉(zhuǎn)矩 T= KTφNIst —— 起動轉(zhuǎn)矩。表明他勵直流電機的固有機械特性較硬。 ? ② T=TN 時， n=nN= n0 ΔnN 為額定轉(zhuǎn)速，其中 ΔnN=RaTN/（ KE KTΦN2 ）為額定轉(zhuǎn)速降，一般 nN約為 n0， ΔnN = n0 。 ? 固有機械特性的特點： ? ① T=0時， n=n0=UN/（ KEΦN）為理想空載轉(zhuǎn)速。從該式可看出： ? 當磁通 Φ為常數(shù)時，機械特性是一條隨著T的增加 n 略有下降的直線。 ? ⒈機械特性方程式 ? 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 ）為機械特性的斜率； ? Δn=（ Ra+R） T/ （ KE KTΦ2 ）為轉(zhuǎn)速降。直流電動機的效率約在~。 ? ⒊ 效率特性：當 U=UN、 If=IfN時， η=f（ Ia）的關系曲線 —— 效率特性 ? 電動機總損耗 PΣ中，可以分為不變損耗和可變損耗兩部分。 ? 故：轉(zhuǎn)速特性是一條略有下傾的直線。 ? 隨著電樞電流的增加，由于電樞反應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。 ? IfN的條件是：當電動機加額定電壓 UN ，拖動額定負載，使 Ia=IaN，轉(zhuǎn)速也為 nN時的勵磁電流。 ? 式中： Pe=T*Ω為電磁功率； ? P2= T2*Ω為轉(zhuǎn)軸輸出的機械功率； ? P0= T0*Ω為包括機械摩擦損耗 Pm和鐵損耗 PFe在
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