【正文】 運行的 充分必要 條件 起動 ： 指電動機從靜止狀態(tài)轉(zhuǎn)動起來。 第二節(jié) 電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件 圖 29 穩(wěn)定運行和不穩(wěn)定運行時電動機的機械特性 一、穩(wěn)定運行的必要條件 在 T=TL處 圖 210 穩(wěn)定運行充分條件的判定 1—電動機的機械特性 2—鼓風(fēng)機的機械特性 二、穩(wěn)定運行的充要條件 LdTdTdn dn?第二節(jié) 電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件 1) 電動機的機械特性與負載轉(zhuǎn)矩特性必須有交點，在交點處 T=TL； 2) 在交點附近應(yīng)有 。 2. 人為機械特性的計算與繪制 CRNU TNC ? eNC?NT n? ?N ,TnCR第一節(jié) 他勵直流電動機的機械特性 第二節(jié) 電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件 ? 電力拖動系統(tǒng)受外界某種短時 擾動離開 原平衡狀態(tài)，當外界 擾動消失 ，系統(tǒng)恢復(fù)到原轉(zhuǎn)速， 或 在新條件下達到 新平衡狀態(tài) ，電力拖動就稱該系統(tǒng)能 穩(wěn)定運行 ，否則就稱為 不穩(wěn)定運行。根據(jù)串聯(lián)電阻 的數(shù)值，假定一個轉(zhuǎn)矩 T值 (一般用 )，用式求出 值，這樣得出人為機械特性上的一點 ，連接這點與理想空載點，即得電樞串聯(lián)電阻的人為機械特性。 N N NaN~ 21223 U I PR I ???? ????aR eNC? eNC?0n0nTe9 . 5 5NNCC? ? ?N T N NT C I? ?NNTn、第一節(jié) 他勵直流電動機的機械特性 各種人為機械特性的計算較為簡單，只要把相應(yīng)的參數(shù)值代入相應(yīng)的人為機械特性方程式即可。 對于額定工作點，由式 知 按上式求出額定轉(zhuǎn)矩，額定工作點 ( )即可確定。 求出電樞電阻 Ra，然后將 值代入 )求出 。 由固有機械特性方程，理想空載轉(zhuǎn)速 式中額定電壓可由電動機的銘牌數(shù)據(jù)取得。下面介紹固有機械特性與人為機械特性的計算機繪制方法。 eTCC及Φ Φ 在設(shè)計時，往往根據(jù)電動機銘牌數(shù)據(jù)、產(chǎn)品目錄或?qū)崪y數(shù)據(jù)來計算機械特性。為此需要知道電動機的參數(shù)，例如 等。 3) 特性曲線是一簇直線，既不平行，又非放射。 第一節(jié) 他勵直流電動機的機械特性 減小氣隙每極磁通量 的方法是通過減小勵磁電流 (3)改變磁通的人為機械特性 ?fITCC RCUnTeaeN2?? ??圖 26 減弱磁通時的原理圖和機械特性 第一節(jié) 他勵直流電動機的機械特性 1) 理想空載轉(zhuǎn)速 n0與 Φ成反比變化，因此減弱磁通會使 n0升高。 第一節(jié) 他勵直流電動機的機械特性 第一節(jié) 他勵直流電動機的機械特性 二、固有機械特性 當電樞上加額定電壓、氣隙每極磁通為額定磁通、電樞回路不串任何電阻， 固有機械特性方程式為： 2aNeN e T NRUnTC CC??? ?圖 23 他勵直流電動機的固有特性 三 .人為機械特性 (1)電樞回路串電阻的人為機械特性 TCCRRCUnNTeCaNeN2?????第一節(jié) 他勵直流電動機的機械特性 (2)改變電樞電壓的人為機械特性 TCCRCUnNTeaNe2?? ??1) 理想空載轉(zhuǎn)速 n0與 U成正比變化。 在 B點， n=0，因而 Ea=0。 第一節(jié) 他勵直流電動機的機械特性 理想空載轉(zhuǎn)速和實際空載轉(zhuǎn)速是不同的。 ()n f T?一、機械特征方程式 TCCRCUnTee2?? ??nCE ea ??aT ICT ??aa RIEU ?????eaCRIUn電樞感應(yīng)電動勢： 電磁轉(zhuǎn)矩： 電樞電路電壓平衡方程： 電機轉(zhuǎn)速特征方程： 電機機械特征方程： ?Ta CTI ?因為 第一節(jié) 他勵直流電動機的機械特性 nnnTnn??????00由 得 apNCe 60?eT CapNC 2 ?? ?第一節(jié) 他勵直流電動機的機械特性 2e eTURnTC CC??? ?圖 22 他勵電動機的機械特性 圖 22中的 A點即為理想空載點。本章重點介紹直流電動機的電力拖動。由于電力拖動具有控制簡單、調(diào)節(jié)性能好、損耗小、經(jīng)濟、能實現(xiàn)遠距離控制和自動控制等一系列優(yōu)點，因此大多數(shù)生產(chǎn)機械均采用電力拖動。電力拖動與控制 李嵐 梅麗鳳 第二章 直流電動機的電力拖動 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中，為了實現(xiàn)各種生產(chǎn)工藝過程，需要使用各種各樣的生產(chǎn)機械。而拖動各種生產(chǎn)機械運轉(zhuǎn)，可以采用氣動、液壓傳動和電力拖動方式。按照電動機的種類不同，電力拖動系統(tǒng)分為 直流電力拖動 系統(tǒng)和 交流電力拖動系統(tǒng)兩大類。 第一節(jié) 他勵直流電動機的機械特性 第二節(jié) 電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件 第三節(jié) 他勵直流電動機的起動 第四節(jié) 他勵直流電動機的制動 第五節(jié) 直流電動機電力拖動系統(tǒng)的動態(tài)特性 第六節(jié) 他勵直流電動機的調(diào)速 第七節(jié) 串勵直流電動機的電力拖動 第八節(jié) 復(fù)勵直流電動機的機械特性 第二章 直流電動機的電力拖動 一、機械特性方程式 二、固有機械特性 三、人為機械特性 四、根據(jù)電動機的銘牌數(shù)據(jù)計算和繪制機械特性 第一節(jié) 他勵直流電動機的機械特性 第一節(jié) 他勵直流電動機的機械特性 定義： 在 U、 If、 Ra為常數(shù)的 條件下， 的關(guān)系曲線定義為機械特性。 在 A點： T=0， Ia=0，電樞壓降 Ia(Ra+RC)=0，電樞電動勢 Ea=U，電動機的轉(zhuǎn)速 n=n0=U/(CeΦ)。由電機學(xué)我們知道： T=T2+T0，電動機在實際的空載狀態(tài)下運行時，雖然軸輸出轉(zhuǎn)矩T2=0，但由于空載轉(zhuǎn)矩 T0不為零，使得電動機的電磁轉(zhuǎn)矩 T≠0，所以實際空載轉(zhuǎn)速 n0′為 n0′= n0βT0 圖 22 他勵電動機的機械特性 第一節(jié) 他勵直流電動機的機械特性 圖 22的 B點即為堵轉(zhuǎn)點。由于 U=Ea+Ia(Ra+RC)， 所以電樞電流 Ia=U/(Ra+RC)=Ik，稱為堵轉(zhuǎn)電流， 與 Ik相對應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩 Tk=CTΦIk稱為堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。 2) 轉(zhuǎn)速降 Δn不變，此時 Δn等于額定轉(zhuǎn)速降 ΔnN，或者說 β不變，各條特性均與固有特性相平行。 2) 特性的斜率 β(或 Δn)與Φ2成反比，因此減弱磁通會使斜率 β(或 Δn)加大，特性變軟。 圖 26 減弱磁通時的原理圖和機械特性 第一節(jié) 他勵直流電動機的機械特性 四、根據(jù)電動機的銘牌數(shù)據(jù)計算和繪制機械特性 為了繪制這一機械特性，不論是固有機械特性，還是人為機械特性，只要知道兩點就可以了。而這些參數(shù)又和電動機繞組結(jié)構(gòu)參數(shù) P、 ?、 N等有關(guān)，要把所有的參數(shù)都查清楚不太容易，特別是這些參數(shù)在電動機銘牌上更是不會標出的。對計算有用的數(shù)據(jù)一般是 。 N N N NP U I n、 、 和第一節(jié) 他勵直流電動機的機械特性 1. 固有機械特性的計算與繪制 直流他勵電動機的固有機械特性可以方便地由理想空載點 (0、 )和額定工作點 ( )決定。而 可由額定狀態(tài)下電樞回路的電壓平衡方程式求出，即 NNTn、0nNeN0UnC??eNC?第一節(jié) 他勵直流電動機的機械特性 N N N aeNNNE U I RCnn???? 上式是一個經(jīng)驗公式，認為在額定負載下，電樞銅損耗占電動機總損耗的 1/2～ 2/3。再將 帶入，求出理想空載轉(zhuǎn)速 ，這樣，理想空載點 (0、 )即可確定。有了額定工作點和理想空載點，就可以繪出固有機械特性。例如，電樞串聯(lián)電阻 的人為機械特性可用式求得，式中 為已知， 與 的計算方法相同。 用類似的方法，可繪出改變電壓 U及減弱磁通 Φ時的人為機械特性 。 ? 為使系統(tǒng)能穩(wěn)定運行，電動機的機械特性和負載的轉(zhuǎn)矩特性必須配合得當，這就是電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件。 LdTdTdn dn?第二節(jié) 電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件 即電磁轉(zhuǎn)矩的變化與轉(zhuǎn)速的變化要異號 ,圖示則為電動機的機械特性曲線應(yīng)是往下傾斜的。 起動過程 ： 電動機從靜止運轉(zhuǎn)到某一穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速的過程叫起動過程。例如，無軌電車要求起動慢些平穩(wěn)些，但一般生產(chǎn)機械都要求快速起動。 第三節(jié) 他勵直流電動機的起動 （ 1）起動轉(zhuǎn)矩足夠大，電動機才能順利起動）。 起動時 n=0 Tst=CTΦNIst 第三節(jié) 他勵直流電動機的起動 ? ?~Ns t NaUIIR?? 1 0 2 0 Ist為起動電流，也稱為堵轉(zhuǎn)電流 (在起動瞬間 n=0)。