电机学：《电机及拖动》PPT电子教案：第二章 直流电动机的电力拖动

第二章直流电动机的电力拖动 本章主要介绍电力拖动系统的运动方程、负载转矩特性、 直流电动机的机械特性、起动、调速、制动等方法和物理过程。 2.1电力拖动系统的运动方程和负载转矩特性 2.2他励直流电动机的杋械特性 2.3他励直流电动机的起动 2.4他励直流电动机的制动 2.5他励直流电动机的调速 2.6串励直流电动机的电力拖动 负录和负一员退《退出

第二章 直流电动机的电力拖动 2.1 电力拖动系统的运动方程和负载转矩特性 2.2 他励直流电动机的机械特性 2.3 他励直流电动机的起动 本章主要介绍电力拖动系统的运动方程、负载转矩特性、 直流电动机的机械特性、起动、调速、制动等方法和物理过程。 2.4 他励直流电动机的制动 2.5 他励直流电动机的调速 2.6 串励直流电动机的电力拖动

第二章直流电动机的电力拖动 21电力拖动系统的运动方程式和负载转矩特性 2.1.1电力拖动系统的运动方程式 、运动方程式 电力拖动系统运动方程式描述了系统的运 动状态,系统的运动状态取决于作用在原动 机转轴上的各种转矩。 M 根据如图给出的系统(忽略空载转矩), 可写出拖动系统的运动方程式: em L 其中22为系统的惯性转矩。 dt 负录和负一员退《退出

第二章 直流电动机的电力拖动 2.1电力拖动系统的运动方程式和负载转矩特性 电力拖动系统运动方程式描述了系统的运 动状态，系统的运动状态取决于作用在原动 机转轴上的各种转矩。 2.1.1 电力拖动系统的运动方程式 一、运动方程式 M Temn TL + U − 根据如图给出的系统（忽略空载转矩）， 可写出拖动系统的运动方程式： dt d Tem TL J  − = 其中 为系统的惯性转矩。 dt d J 

第二章直流电动机的电力拖动 2电力拖动系统的运动方程式和负载森矩特性 2.1.1电力拖动系统的运动方程式 、运动方程式 运动方程的实用形式: GD di em 375at 系统旋转运动的三种状态 或如=0时,系统处于静止或恒转速运行状态,即处 于稳态 2)当Tn>T,或如>0时,系统处于加速运行状态,即处于动态。 3当T<7或塑<0时,系统处于减速运行状态,即处于动态。 负录和负一员退《退出

第二章 直流电动机的电力拖动 2.1电力拖动系统的运动方程式和负载转矩特性 运动方程的实用形式： 2.1.1 电力拖动系统的运动方程式 一、运动方程式 dt GD dn Tem TL − =  375 2 系统旋转运动的三种状态 1)当 或 时,系统处于静止或恒转速运行状态，即处 于稳态。 Tem = TL = 0 dt dn 2)当 Tem  TL 或  0 时,系统处于加速运行状态，即处于动态。 dt dn 3)当 Tem  TL 或  0 时,系统处于减速运行状态，即处于动态。 dt dn

第二章直流电动机的电力拖动 2电力拖动系纨的运动方程式和负载转短特性 2.1.1电力拖动系统的运动方程式 、运动方程式中转矩正、负号的规定 首先确定电动机处于电动状态时的旋转方向为转速的正方向, 然后规定: (1)电磁转矩与转速n的正方向相同时为正,相反时为负 (2)负载转矩T与转速n的正方向相同时为负,相反时为正 GD2 dn (3)惯性转矩 375at 的大小和正负号由m2和T的代数和决定 负录和负一员退《退出

第二章 直流电动机的电力拖动 2.1电力拖动系统的运动方程式和负载转矩特性 首先确定电动机处于电动状态时的旋转方向为转速的正方向， 然后规定： 2.1.1 电力拖动系统的运动方程式 二、运动方程式中转矩正、负号的规定 （1）电磁转矩 Tem 与转速 n 的正方向相同时为正，相反时为负。 （2）负载转矩 TL 与转速 n 的正方向相同时为负，相反时为正。 （3）惯性转矩 的大小和正负号由 Tem 和 TL 的代数和决定。 dt GD dn  375 2

第二章直流电动机的电力拖动 2电力拖动系统的运动方程式和负载转矩特性 2.1.2负载的转矩特性 负载的转矩特性,就是负载的机械特性,简称负载特性 、恒转矩负载特性 恒转矩负载特性是指生产机械的负载转矩T与转速n无关的 特性。分反抗性恒转矩负载和位能性恒转矩负载两种 1反抗性恒转矩负载 2.位能性恒转矩负载 负录和负一员退《退出

第二章 直流电动机的电力拖动 2.1电力拖动系统的运动方程式和负载转矩特性 2.1.2 负载的转矩特性 一、恒转矩负载特性 负载的转矩特性，就是负载的机械特性，简称负载特性。 恒转矩负载特性是指生产机械的负载转矩 与转速 无关的 特性。分反抗性恒转矩负载和位能性恒转矩负载两种。 n TL 1.反抗性恒转矩负载 TL n 2.位能性恒转矩负载 TL n

第二章直流电动机的电力拖动 2电力拖动系统的运动方程式和负载转矩特性 2.1.2负载的转矩特性 负载的转矩特性,就是负载的杋械特性,简称负载特性 、恒功率负载特性 三、泵与风机类负载特性 恒功率负载特点是:负载转 负载的转矩T基本上与转 矩与转速的乘积为一常数,即7速n的平方成正比。负载特性 与n成反比,特性曲线为一条双为一条抛物线 曲线。n LO 负录和负一员退《退出

第二章 直流电动机的电力拖动 2.1电力拖动系统的运动方程式和负载转矩特性 2.1.2 负载的转矩特性 二、恒功率负载特性 负载的转矩特性，就是负载的机械特性，简称负载特性。 恒功率负载特点是：负载转 矩与转速的乘积为一常数，即 与 成反比，特性曲线为一条双 曲线。 n TL TL n 三、泵与风机类负载特性 负载的转矩 基本上与转 速 的平方成正比。负载特性 为一条抛物线。 TL n TL n 1 2 TL0

第二章直流电动机的电力拖动 2.2他励直流电动机的机械特性 2.2.1机械特性的表达式 直流电动机的机械特性是指电动机在电枢电压、励磁电流、 电枢回路电阻为恒值的条件下,即电动机处于稳态运行时,电动 机的转速与电磁转矩之间的关系:n=f(Tm 由电机的电路原理图可得机械特性的表达式: U R en (D 0 7o称为理想空载转速。 实际空载转速n U R (D 0 在员录员不员后退出物

第二章 直流电动机的电力拖动 2.2 他励直流电动机的机械特性 2.2.1 机械特性的表达式 直流电动机的机械特性是指电动机在电枢电压、励磁电流、 电枢回路电阻为恒值的条件下，即电动机处于稳态运行时，电动 机的转速与电磁转矩之间的关系： ( ) Tem n = f em em e e T n T T C C R C U n = −   −  = 0 2 由电机的电路原理图可得机械特性的表达式： 0 n' n0 N n n Tem TN T0 n0 称为理想空载转速。 实际空载转速 0 2 T0 C C R C U n e e T  −   =

第二章直流电动机的电力拖动 2.2他励直流电动机的机械特性 2.22固有机械特性和人为机械特性 固有机械特性 当U′=U,Φ=Φ,R=Rn时的机槭特性称为固有机械特性: en (D 由于电枢电阻很小,特性曲线斜率很小,所以固有机械特性是 硬特性。 人为机械特性 当改变U域或R或Φ得到的机械特性称为人为机械特性。 负录和负一员退《退出

第二章 直流电动机的电力拖动 2.2 他励直流电动机的机械特性 2.2.2 固有机械特性和人为机械特性 一、固有机械特性 当 U =UN , = N ,R = Ra 时的机械特性称为固有机械特性： em e T N a e N N T C C R C U n 2  −  = 二、人为机械特性 当改变 U 或 Ra 或  得到的机械特性称为人为机械特性。 由于电枢电阻很小，特性曲线斜率很小，所以固有机械特性是 硬特性

第二章直流电动机的电力拖动 2.2他励直流电动机的机械特性 2.22固有机械特性和人为机械特性 1、电枢串电阻时的人为特性 保持U=UN,=Φ不变,只在电枢回路中串入电阻R的人为特性 R+r S n en (D 0 a 特点:1)n不变,B变大; 2)B越大,特性越软。 R+R 在员录员不员后退出物

第二章 直流电动机的电力拖动 2.2 他励直流电动机的机械特性 2.2.2 固有机械特性和人为机械特性 1、电枢串电阻时的人为特性 保持 U =UN , = N 不变,只在电枢回路中串入电阻 RS 的人为特性 em e T N a S e N N T C C R R C U n 2  + −  = Ra + RS n0 n Ra Tem 特点：1） 不变， 变大； 2） 越大，特性越软。 0 n  

第二章直流电动机的电力拖动 2.2他励直流电动机的机械特性 2.22固有机械特性和人为机械特性 2、降低电枢电压时的人为特性 保持R=Rn,Φ=Φ不变,只改变电枢电压U时的人为特性: R en 7 01 特点:1随U变化,B不变; UI<UN 2不同,曲线是一组平行线 T 负录和负一员退《退出

第二章 直流电动机的电力拖动 2.2 他励直流电动机的机械特性 2.2.2 固有机械特性和人为机械特性 2、降低电枢电压时的人为特性 保持 R = Ra , = N 不变，只改变电枢电压 U 时的人为特性： em e T N a e N T C C R C U n  2 −  = U1 U1 UN n01 n0 n UN Tem 特点：1) 随 变化, 不变; 2) 不同,曲线是一组平行线。 n0 U U 