第二章 直流电机的电机拖动.ppt

1. 电力拖动的动力学基础;
2. 他励电动机的机械特性;
3. 他励直流电动机的起动;
4. 他励直流电动机的制动;
5. 他励直流电动机的调速;
直流电机的电机拖动
电力拖动系统的动力学基础
以电动机作为原动机,按人们所给定的规律来带动生产机械, 称为电力拖动。
电源
控制设备
电动机
传动机构
工作机构
电力拖动系统的构成
基础
运动方程:
g: 重力加速度, ;GD2:系统的飞轮矩(牛·米2);
n: 转速(转/分);M、MZ:转矩(牛·米)
注意:GD2是一个完整的符号;M、MZ具有方向性, 与转速方向一致为正。
多轴系统的运动方程
系统中具有两根或两根以上不同转速的转轴, 称为多轴系统。
对多轴系统的分析,通过把多轴系统折算为等效的单轴系统,进行简化。按单轴系统的运动方程进行简化。
折算原则:保持系统的功率传递关系及系统储存的动能不变。
负载转矩、飞轮矩、阻力、质量等
负载转矩的大小与速度无关,但其方向始终与转向相反
MZ
n
0
负载转矩特性
反抗性恒转矩负载
位能性恒转矩负载
恒功率负载
通风机型负载
转矩具有固定的方向,不随转速方向的改变而改变
n
MZ
0
负载的功率为常数,不随转速的变化而改变
负载的转矩与转速的平方成正比
MZ
n
0
MZ
n
0
M
n
稳定运行条件
电机的机械特性需要与负载特性同时存在。分析拖动系统运行时,在同一坐标图上,两特性的交点是系统的平衡点。
平衡点=稳定点?
稳定点:在受到外界扰动后, 仍能还原的点。
稳定点的条件:
他励直流电动机的机械特性
直流电动机的基本方程式:
电磁转矩:
感应电动势:
电枢回路电势平衡式:
电动机转速特性:
机械特性一般表达式:
n
0
Mem
他励直流电动机的固有机械特性
当U=UN,= N,电枢回路无外接电阻时,转速与转矩之间的关系,称为固有机械特性。
n0
Mem0
n’0
MemN
nN
分析:
1. 电磁转矩越大, 转速越低, 机械特性是一条下斜直线;
固有机械特性分析
2. 当转矩等于零点, 为理想空载转速。此时Ia=0, Ea=UN, 是一种理想工作状态。
3. n0’为电动机的实际空载转速, 比n0略低。对应于空载转矩。
4 为机械特性斜率。ß增大, 也增大。通常称ß小的机械特性为硬特性,ß大的机械特性为软特性。
n
0
Mem
n0
Mem0
n’0
MemN
nN
固有机械特性分析
5. 额定转速变化率,表示电机额定负载时的转速比n0降落的程度。
6. n>n0时为发电机状态,此时 Ea>U, Ia反向, Ea与Ia同向, 向电网送出电功率。
。此时
电枢电流: 为短路电流;
电磁转矩: 为电机堵转转矩。
n
0
Mem
n0
Mem0
n’0
MemN
nN