直流电机4 阎治安.ppt

第4章直流电动机DCMotor本章介绍直流电动机的启动、调速和制动方面的知识,同时涉及特性41直流电动机的起动(Starting)起动过程及其要求◆电动机绕组加电源后,转速从0上升到稳态转速的过程称为起动过程。☆合闸瞬间的启动电流很大,可达(10-20)I,因为n=0,=-EURR◆这样大的启动电流会引起电机换向困难,并使供电线路产生很大的压降。因此必须采取适当的措施限制启动电流。系统对启动的要求(1)启动电流要限制在安全范围内;(2)启动转矩足够大(3)启动设备要简单便可靠。二、:I=U/(R+R)最初起动转矩:T=CrΦln☆为了在限定的电流下获得较大的启动转矩T,应该使磁通Φ尽可能大些,因此启动时串联在励磁回路的电阻应全部切除。☆有了一定的转速n后,电势E不再为0,电流会逐步减小,转矩T也会逐步减小。◆为了在启动过程中始终保持足够大的启动转矩,一般将起动器设计为多级,随着转速n的增大,串在电枢回路的启动电阻R逐级切除,进入稳态后全部切除。启动电阻R般设计为短时运行方式。,可采用专门设备降低电枢回路的电压以减小启动电流◆串励与复励电动机起动方法基本上与并励电动机相同,即采用电枢回路串电阻的方法减小启动电流。串励电动机绝对不允许空载启动。(下)令串电阻启动设备简单,投资小,但启动电阻上要消耗能量;电枢降压启动设备投资较大,但起动过程节能电动机在起动时的电流与转速四点起动器接线图4-2他励直流电动机工作特性工作特性定义:U=UN,l=IN?电枢回路不串电阻的情况下,负載尸2变化时,电机的转速n、转矩7、效率分别随输出功率P2变化的关系曲线、转速特性n=∫(P2)U=Ea+lR+2△U,=Cn+LR+2△UU-2AUSIIRU-IGRan=C①CΦCΦ影响转速n的因素有二:(1)电流l增大时电枢电阻压将LR也增大,使转速趋于下降;(2)电流增大时,电枢反应的去磁作用使得磁通φ下降,使转速趋于上升。一般电阻压降的影响较大,所以随着电流的增大,电动机转速降低。由于电阻R的值很小,所以转速下降比较平缓。电流增大,电压恒定时意味着P增大,所以n=f(P,)是一条较平的下降曲线(硬特性)P二、转矩特性T=f(P2)T222nt:T=T,+◆他励直流电动机在负载变化时,转速变化很小,可以近似认为T=常数☆如果不考虑转速的变化,则T=∫(P2)为一条直线,考虑到转速略有下降所以T=f(P2)为一条略微上翘的曲线。三、效率特性=f(P2)。P=U=(E+LR+2△U)=El+l2R+2△U=PM+pa+Pb=P2+Pm+PFe+Pa+P+Pa+pEPP2+∑nP2+P不变十P可变100%4-3他励直流电动机机械特性机械特性定义:n=∫(T)是指U=U,l=Im时,改变负载的过程中,转速n随电磁转矩T变化的函数关系、机械特性方程式n=f(T)用电枢回路总电阻考虑电刷接触压降U-(R+R)IdUR,+Rn=at=nhoe-srhynoL=U(CΦ)为理想空载转速,☆F=(+RD)(C①2)为斜率二、固有机械特性n=∫f(T)☆U=UN,Φ=,Rn=0时的机械特性称为固有机械特性。d由于R很小,转矩T增大时,n下降很小,他励电动机的固有机械特性是一条比较平的下降曲线。(即属硬特性)三、人为(人工)机械特性n=f(T)◆改变三个量U、Φ、R之一而其他量不变时可以得到人为机械特性。(1)电枢回路串电阻时的人为机械特性RUR+oR+R对应于不同的R可以得到一簇斜率不同的曲线。OT(2)改变电枢电压U<U)的人为机械特性Rn=Φ冷斜率不变,理想空载转速m不同的一簇平行线。C(3)减少电动机气隙磁通的人为机械特性Un=ΦΦ减少时,no增大同时β增大4-4串励直流电动机的机械特性RT=几o-Φ◆串励电动机的励磁绕组与电枢绕组串联,所以R是电枢绕组与串励绕组电阻之和且串励电流I=l。,故令Φ=KI,可得T=C①l=C7KL2R√CKURCkICKCK√TCK令电压不变时,n与√T成反比当负载转矩增大时,转速n下降很快(软特性)。◆上述结论是在负载较小、电流较小电机不饱和的情况下得出的。