《第8章直流電機的電力拖動總結ppt課件.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《第8章直流電機的電力拖動總結ppt課件.ppt（65頁珍藏版）》請在匯文網(wǎng)上搜索。

1、大連理工大學電氣工程系,第 8 章 直流電機的電力拖動,8.2 他勵直流電動機的起動,8.3 他勵直流電動機的調(diào)速,8.4 他勵直流電動機的制動,8.5 他勵電動機在四象限中的運行狀態(tài),8.6 并勵直流電動機的電力拖動,* 8.7 串勵直流電動機的電力拖動,* 8.8 復勵直流電動機的電力拖動,8.1 他勵直流電動機的機械特性,第 8 章 直流電機的電力拖動,8.2 他勵直流電動機的起動,8.3 他勵直流電動機的調(diào)速,8.4 他勵直流電動機的制動,8.5 他勵電動機在四象限中的運行狀態(tài),8.6 并勵直流電動機的電力拖動,* 8.7 串勵直流電動機的電力拖動,* 8.8 復勵直流電動機的電力拖動

2、,8.1 他勵直流電動機的機械特性,電機與拖動,返回主頁,大連理工大學電氣工程系,8.1 他勵直流電動機的機械特性,第8 章 直流電動機的電力拖動,當 Ua、Ra、If = 常數(shù)時： n = f (T ), 機械特性,= n0 T= n0n,理想空載轉速, 機械特性的硬度,大連理工大學電氣工程系,一、固有特性,n0,N,8.1 他勵直流電動機的機械特性,nN,TN,M,nM,TM,N 點：額定狀態(tài)。 M 點：臨界狀態(tài)。 二、人為特性1 增加電樞電路電阻 時的人為特性,n0,RaRa,(RaRr) , , ,即機械特性變軟。,大連理工大學電氣工程系,2. 降低電樞電壓時的人為特性,n0,n0,U

3、a,n0,但、 不變,機械特性的硬度不變。,8.1 他勵直流電動機的機械特性,UaUa,3. 減小勵磁電流時的人為特性,n0,n0,IfIf,If ,n0 , 、 ,機械特性變軟。,大連理工大學電氣工程系,8.1 他勵直流電動機的機械特性,【例8.1.1】 一臺他勵直流電動機， PN = 10 kW，UaN = 220 V，IaN = 210 A，nN = 750 r/min ，求 (1) 固有特性；(2) 固有特性的斜率和硬度 。 解： (1) 固有特性忽略 T0 ，則,大連理工大學電氣工程系,連接 n0 和 N ( TN，nN ) 兩點即可得到固有特性。(2) 固有特性的斜率和硬度 E =

4、 CE nN,8.1 他勵直流電動機的機械特性,= 0.254750 V = 190.5 V,大連理工大學電氣工程系,8.2 他勵直流電動機的起動,起動性能 起動電流 IST 起動轉矩 TST 直接起動 起動瞬間： n = 0，E = 0，,對于他勵電機,= (10 20) IN, 換向決不允許!,T = TST = CT IST,= (10 20) TN,一、降低電樞電壓起動 需要可調(diào)直流電源。,第8 章 直流電動機的電力拖動,大連理工大學電氣工程系,第8 章 直流電動機的電力拖動,二、增加電樞電阻起動,1. 無級起動,起動時起動變阻器由最大電阻調(diào)至零。起動變阻器的最大電阻,Ra 的估算公式

5、,大連理工大學電氣工程系,T1(I1),a1,a2,(1) 起動過程 串聯(lián) (RST1+RST2) 起動： Ra2 = RaRST1RST2 起動轉矩 (電流)：T1 (I1) = (1.5 2.0) TN (IaN) 切除 RST2 ：Ra1 = RaRST1 切換轉矩 (電流)： T2 (I2) = (1.1 1.2) TL (IL),b2,b1,8.2 他勵直流電動機的起動,If,Ua,Ia,Uf,RST1 RST2,b,a,2. 有級起動,Q 1,Q 2,大連理工大學電氣工程系, 切除 RST1 ：Ra0 = Ra,8.2 他勵直流電動機的起動,If,Ua,Ia,Uf,RST1 RST

6、2,起動 a1 點,瞬間 n 不變,b1 點,c,c1,c2,p,c1 點,瞬間 n 不變,Q 1,Q 2,大連理工大學電氣工程系,求出起切電流（轉矩）比： 確定起動級數(shù)m,(2) 起動電阻的計算, 選擇起動電流 I1 和切換電流 I2 I1 (T1) = (1.5 2.0) IaN (TN) I2 (T2) = (1.1 1.2) IL (TL),8.2 他勵直流電動機的起動,大連理工大學電氣工程系,重新計算 ，校驗 I2 是否在規(guī)定的范圍內(nèi),8.2 他勵直流電動機的起動,公式推導:,nb2 = nc1,即：Eb2 = Ec1,UaNRa1I2 = UaNRa0I1 Ra1I2 = Ra0I

7、1 Ra1 =Ra0同理，由 na2 = nb1 可得 Ra2 =Ra1對于 m 級起動，有 Ram=mRa0,=2Ra0,大連理工大學電氣工程系,8.2 他勵直流電動機的起動,求出各級起動電阻。,RSTi =( i i1 ) Ra,i=1, 2, , m,大連理工大學電氣工程系,【例8.2.1】 一臺 Z4 系列他勵直流電動機， PN = 200 kW，UaN = 440 V，IaN = 497 A，nN = 1 500 r/min ，Ra = 0.076 ，采用電樞串電阻起動。求起動級數(shù)和各級起動電阻 。 解： (1) 選擇 I1 和 I2 I1 = (1.5 2.0) IaN = (74

8、5.5 994) A I2 = (1.1 1.2) IaN = (546.7 596.4) A取 I1 = 840 A， I2 = 560 A。(2) 求出起切電流比 (3) 求出起動級數(shù),8.2 他勵直流電動機的起動,大連理工大學電氣工程系,取 m = 5。(4) 重新計算 ，校驗 I2,8.2 他勵直流電動機的起動,(在規(guī)定的范圍內(nèi)),大連理工大學電氣工程系,(5) 求出各段總電阻值和各段電阻值,RST1 = (1) Ra = (1.471 ) 0.076 = 0.0357 RST2 = (2) Ra = (1.4721.47 ) 0.076 = 0.0525 RST3 = (3 2) R

9、a = (1.4731.472) 0.076 = 0.0772 RST4 = (4 3) Ra = (1.4741.473) 0.076 = 0.1135 RST5 = (5 4) Ra = (1.4751.474) 0.076 = 0.1668 ,8.2 他勵直流電動機的起動,大連理工大學電氣工程系,8.3 他勵直流電動機的調(diào)速,Ua,Ra,第8 章 直流電動機的電力拖動,一、改變電樞電阻調(diào)速,RaRaRr,b,c,n0,a,大連理工大學電氣工程系,a,8.3 他勵直流電動機的調(diào)速,b,c,b,c,a,(1)調(diào)速方向：在 nN 以下 調(diào)節(jié)。 (Ra + Rr) n ，(Ra + Rr) n

10、。 (2)調(diào)速的穩(wěn)定性 (Ra + Rr) , 穩(wěn)定性變差。,(3)調(diào)速范圍：受穩(wěn)定性影響，D 較小。,大連理工大學電氣工程系,(4) 調(diào)速的平滑性,電樞電路總電阻,PCu = R Ia2 = Ua Ia E Ia = Ua Ia (1 E / Ua) = Ua Ia (1 n / n0), 低速效率低。,(6) 調(diào)速時的允許負載 T = CTN IaN, 恒轉矩調(diào)速。,取決于 Ra 的調(diào)節(jié)方式，一般為有級調(diào)速。 (5) 調(diào)速的經(jīng)濟性 P1 = Ua Ia = E IaR Ia2,8.3 他勵直流電動機的調(diào)速,大連理工大學電氣工程系,結論：,(1) 調(diào)速的經(jīng)濟性很差。(2) 調(diào)速方法簡單，控制

11、設備不復雜。(3) 一般用于串勵或復勵直流電動機拖動的電車、 煉鋼車間的澆鑄吊車等生產(chǎn)機械。,8.3 他勵直流電動機的調(diào)速,大連理工大學電氣工程系,【例8.3.1】 一臺他勵電動機， PN = 4 kW，UaN = 160 V，IaN = 34.4 A，nN = 1 450 r/min ，用它拖動通風機負載運行。現(xiàn)采用改變電樞電路電阻調(diào)速。試問要使轉速降低至 1 200 r/min，需在電樞電路串聯(lián)多大的電阻 Rr ？ 解： 電樞電阻,8.3 他勵直流電動機的調(diào)速,額定運行時 E = UaNRa IaN = (1601.2734.4) V = 116.31 V,大連理工大學電氣工程系,8.3

12、他勵直流電動機的調(diào)速,CT = 9.55 CE = 9.550.080 2 = 0.766,對于通風機負載 T n2，,當 n = 1 200 r/min 時,n = n0n = (1 9951 200) r/min = 795 r/min由于,大連理工大學電氣工程系,由此求得,= 1.436 ,8.3 他勵直流電動機的調(diào)速,(1) 調(diào)速方向： 在 UN（或nN）以下調(diào)節(jié)。 Ua n ，Ua n 。(2) 調(diào)速的平滑性： 連續(xù)調(diào)節(jié) Ua ，可實現(xiàn)無級調(diào)速。(3) 調(diào)速的穩(wěn)定性： 改變 Ua(4) 調(diào)速范圍：D 不大（D8） 。 (5) 調(diào)速的經(jīng)濟性：需要專用直流電源。 (6) 調(diào)速時的允許負載

13、: T = CTN IaN,大連理工大學電氣工程系,二、改變電樞電壓調(diào)速,8.3 他勵直流電動機的調(diào)速,UaUa,b,c,n0n0,a,、 不變，,但 ,穩(wěn)定性變差。,恒轉矩調(diào)速。,大連理工大學電氣工程系,【例8.3.2】 例 8.3.1 中的他勵電動機，拖動恒轉矩負載運行，TL = TN。現(xiàn)采用改變電樞電壓調(diào)速。試問要使轉速降低至 1 000 r/min，電樞電壓應降低到多少 ？ 解： 已知 Ra = 1.27 ， CE = 0.080 2，CT = 0.766，TN = 26.36 Nm 。,8.3 他勵直流電動機的調(diào)速,= 544.94 r/minn0 = nn = (1 000544.

14、94) r/min = 1 544.94 r/min Ua = CE n0 = 0.080 21 544.94 V = 123.9 V,大連理工大學電氣工程系,三、改變勵磁電流調(diào)速,TL,8.3 他勵直流電動機的調(diào)速,21,b,c,a,n0n0,If ,E ,Ia ,T ,n ,E 下降至某一最小值后回升 Ia 和 T 上升至某一最大值后下降 T = TL ，n = nc 。(1) 調(diào)速方向 在 nN 以上（IfN 以下）調(diào)節(jié)。 (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。,大連理工大學電氣工程系,(3) 調(diào)速的穩(wěn)定性 (4) 調(diào)速范圍 受機械強度（nmax）的限制，D 不大。

15、 普通 M ：D = 2，特殊設計的 M ：D = 4。(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。(6) 調(diào)速時的允許負載 T ，n ，,n ，n0 , 不變，,穩(wěn)定性好。,P 基本不變，,為恒功率調(diào)速。,8.3 他勵直流電動機的調(diào)速,大連理工大學電氣工程系,應用 不經(jīng)常逆轉的重型機床。 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。 調(diào)壓調(diào)速與調(diào)勵磁電流調(diào)速配合，可擴大 D ， 實現(xiàn)雙向調(diào)速。,8.3 他勵直流電動機的調(diào)速,大連理工大學電氣工程系,【例8.3.3】 例 8.3.1 中的他勵電動機，拖動恒功率負載運行，現(xiàn)采用改變勵磁

16、電流調(diào)速。試問要使轉速增加至 1 800 r/min， CE 應等于多少 ？ 解： 已知 Ra = 1.27 ，TN = 26.36 Nm 。對于恒功率負載 T 1/ n ，若忽略 T0 ，則,8.3 他勵直流電動機的調(diào)速,將已知數(shù)據(jù)代入機械特性方程，得 整理，得 1 800 (CE) 2160 CE 2.82 = 0,大連理工大學電氣工程系,= 0.064 7 或 0.024 2,兩個答案是否都合理？ 為什么出現(xiàn)兩個答案？,8.3 他勵直流電動機的調(diào)速,大連理工大學電氣工程系,8.4 他勵直流電動機的制動,目的：快速停車、勻速下放重物等。制動方法：,機械制動、電氣制動。,一、能耗制動,電動狀態(tài),第8 章 直流電動機的電力拖動,制動狀態(tài),能耗制動時：,動能轉換成電能，,被電阻消耗掉。,E,大連理工大學電氣工程系,制動前：特性 1。 制動開始后： Ua = 0， n0 = 0 特性 2,制動過程,8.4 他勵直流電動機的制動,b,a,1. 能耗制動過程 迅速停機 a 點b 點，Ia 反向(Ia0)制動開始n = 0，E = 0,na = nb，Ea = Eb T 反向 (T0 ) ， T