直流電機(jī)機(jī)械特性

1、12一、概述一、概述 1、基本原理、基本原理電磁力定律：電磁力定律： 載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中，受電磁力載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中，受電磁力作用；（左手定理）作用；（左手定理）電磁感應(yīng)定律：電磁感應(yīng)定律： 導(dǎo)體切割磁力線，產(chǎn)生感應(yīng)電導(dǎo)體切割磁力線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；（右手定理）動(dòng)勢(shì)；（右手定理） 電與磁的相互作用，實(shí)現(xiàn)機(jī)電與磁的相互作用，實(shí)現(xiàn)機(jī)電能電能量的轉(zhuǎn)換；量的轉(zhuǎn)換； IB F n I F 32、直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及類型、直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及類型1 1）基本結(jié)構(gòu)：）基本結(jié)構(gòu)：定子定子產(chǎn)生直流磁場(chǎng)產(chǎn)生直流磁場(chǎng)；轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子通過(guò)轉(zhuǎn)子電流與定子磁通過(guò)轉(zhuǎn)子電流與定子磁場(chǎng)作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，直流電機(jī)場(chǎng)作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，直流電機(jī)的

2、轉(zhuǎn)子常被稱的轉(zhuǎn)子常被稱電樞電樞 。2 2）直流電機(jī)的等效電路）直流電機(jī)的等效電路一、概述一、概述 + + 圖 2-1 U R RB IB UB I IB F n I F 43 3）直流電動(dòng)機(jī)類型）直流電動(dòng)機(jī)類型 并勵(lì)電機(jī)并勵(lì)電機(jī)勵(lì)磁繞組和電樞繞組并聯(lián)； 他勵(lì)電機(jī)他勵(lì)電機(jī)勵(lì)磁繞組由獨(dú)立直流電源供電； 串勵(lì)電機(jī)串勵(lì)電機(jī)勵(lì)磁繞組與電樞繞組串聯(lián)； 復(fù)勵(lì)電機(jī)復(fù)勵(lì)電機(jī)同時(shí)具有并勵(lì)和串勵(lì)繞組 。 并勵(lì) 串勵(lì) 他勵(lì) 復(fù)勵(lì) M M M M 復(fù)勵(lì)串勵(lì)并勵(lì)他勵(lì)Mn一、概述一、概述 2、直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及類型、直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及類型5二、機(jī)械特性二、機(jī)械特性 1、直流電機(jī)的基本作用方程、直流電機(jī)的基本作用方程 轉(zhuǎn)矩方

3、程式：轉(zhuǎn)矩方程式：感應(yīng)電勢(shì)方程式：感應(yīng)電勢(shì)方程式： 電樞電路電壓方程式：電樞電路電壓方程式： ICMm（2-1）nCEe（2-2）IREU（2-3） + + 圖 2-1 E U R RB IB UB I F I IB F n M 的方向的方向按左手定律確定按左手定律確定 E 的方向的方向按右手定律確定按右手定律確定 基本原理：基本原理：UIFnnE+_U6二、機(jī)械特性二、機(jī)械特性 2、機(jī)械特性基本方程、機(jī)械特性基本方程 電流表達(dá)式電流表達(dá)式：力矩表達(dá)式力矩表達(dá)式 IB F n I F ICRCUnee（2-5）MCCRCUnmee2（2-6） + + 圖 2-1 E U R RB IB UB

4、I 7二、機(jī)械特性二、機(jī)械特性 3、機(jī)械特性曲線、機(jī)械特性曲線 當(dāng)參數(shù)當(dāng)參數(shù)U、R及及均固定不變時(shí)，均固定不變時(shí)，機(jī)械機(jī)械特性曲線是一條直線，特性曲線是一條直線，如圖如圖2-2 轉(zhuǎn)速表達(dá)式：轉(zhuǎn)速表達(dá)式： nnn0式中：式中：eCUn 0理想空載轉(zhuǎn)速理想空載轉(zhuǎn)速 ICRMCCRneme2轉(zhuǎn)速降落值轉(zhuǎn)速降落值nn0nMNM圖2-2MCCRCUnmee28三、固有特性三、固有特性 固有特性固有特性在額定運(yùn)行條件下，得在額定運(yùn)行條件下，得到的機(jī)械特性。到的機(jī)械特性。 1、特性方程、特性方程 MCCRCUnNmeaNeN2（2-10）NeNCUn0理想空載轉(zhuǎn)速理想空載轉(zhuǎn)速 （2-112-11）MCCRn

5、Nmea2轉(zhuǎn)速降落值轉(zhuǎn)速降落值（2-122-12）nn0nMNM圖2-2 + + 圖 2-1 E U R RB IB UB I 92、特性曲線、特性曲線 1）特性曲線的變化規(guī)律）特性曲線的變化規(guī)律 轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)矩的增加而下降的傾斜直線；轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)矩的增加而下降的傾斜直線；特性的斜率為：特性的斜率為： 12NmeaCCRdMdnknMn0nNMN2）主要特征參數(shù)：）主要特征參數(shù)：它與縱軸（轉(zhuǎn)速軸）交點(diǎn)為：它與縱軸（轉(zhuǎn)速軸）交點(diǎn)為：eNCUn 0NNMkn轉(zhuǎn)速降落值轉(zhuǎn)速降落值三、固有特性三、固有特性 10四、人工特性四、人工特性 人工特性人工特性改變運(yùn)行參數(shù)（電源或電路參數(shù)）可以得到的特性。改變運(yùn)行參數(shù)

6、（電源或電路參數(shù)）可以得到的特性。 可變參數(shù)：可變參數(shù)： 電樞回路的電阻電樞回路的電阻R R； 電樞電壓電樞電壓U U； 定子的勵(lì)磁定子的勵(lì)磁； MCCRCUnmee2（2-6）特性方程特性方程 + + 圖 2-1 E U R RB IB UB I 11四、人工特性四、人工特性 1、改變電樞回路電阻、改變電樞回路電阻R MCCRRCUnNmeiaNeN21.1 特性方程特性方程N(yùn)eNCUn0MCCRRnNmeia2理想空載轉(zhuǎn)速理想空載轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)速降落值轉(zhuǎn)速降落值Ra+Ri1Ra+Ri2Ri2 Ri1RaMn0MNn圖2-3121.2 特性曲線的特點(diǎn)特性曲線的特點(diǎn)是一組交于是一組交于n0點(diǎn)，傾斜不

7、同的直線族點(diǎn)，傾斜不同的直線族 ;斜率斜率: 12meiaCCRRdMdnk取決于取決于Ri 值的大小值的大小; Ra+Ri1Ra+Ri2Ri2 Ri1RaMn0MNn圖2-3四、人工特性四、人工特性 1、改變電樞回路電阻、改變電樞回路電阻R 132、改變電樞端電壓、改變電樞端電壓U 2.1 特性方程特性方程N(yùn)eCUn0MCCRnNmea2理想空載轉(zhuǎn)速理想空載轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)速降落值轉(zhuǎn)速降落值MCCRCUnNmeaNe2UN U1 U2U1n01UNnMn00圖2-4U2n02斜率斜率: 12meaCCRdMdnk四、人工特性四、人工特性 142.2 特性曲線的特點(diǎn)特性曲線的特點(diǎn)是一組是位于固有特性下

8、方，并與是一組是位于固有特性下方，并與固有特性平行的直線族固有特性平行的直線族 ;空載轉(zhuǎn)速空載轉(zhuǎn)速n0與外加端電壓與外加端電壓U成正比，成正比，轉(zhuǎn)速降落轉(zhuǎn)速降落n與固有特性相同與固有特性相同 。UNU1U3nMU2UN U1 U2n0n01n020圖2-4四、人工特性四、人工特性 2、改變電樞端電壓、改變電樞端電壓U 15四、人工特性四、人工特性 3、改變磁通、改變磁通 3.1 改變磁通改變磁通 的方法的方法o電樞端電壓保持額定值，電樞端電壓保持額定值，UN；o電樞回路中無(wú)附加電阻，電樞回路中無(wú)附加電阻，Ri=0；o在勵(lì)磁回路中串入附加電阻在勵(lì)磁回路中串入附加電阻RB，改變，改變 ； + +

9、圖 2-1 E U R RB IB UB I 163、改變磁通、改變磁通 1.2 特性方程特性方程MCCRCUnmeaeN2eNCUn 0MCCRnmea2理想空載轉(zhuǎn)速理想空載轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)速降落值轉(zhuǎn)速降落值 + + 圖 2-1 E U R RB IB UB I 四、人工特性四、人工特性 17四、人工特性四、人工特性 2）特性曲線的特點(diǎn)）特性曲線的特點(diǎn)當(dāng)：RB n0 n 串入串入RB后，后，減弱，得到一組空載轉(zhuǎn)速減弱，得到一組空載轉(zhuǎn)速n0不同不同，硬度，硬度也不同也不同的傾斜直的傾斜直線。如圖線。如圖2-5所示。所示。 N13nM2 N 1 2n0n01n0203、改變磁通、改變磁通 18五、機(jī)械特

10、性的繪制五、機(jī)械特性的繪制 基本方法：基本方法：通過(guò)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)繪制；（用于實(shí)驗(yàn)室）通過(guò)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)繪制；（用于實(shí)驗(yàn)室） a、測(cè)量測(cè)量 n、M； b、測(cè)量測(cè)量 n、I；根據(jù)電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)來(lái)繪制；（用于工程設(shè)計(jì)）根據(jù)電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)來(lái)繪制；（用于工程設(shè)計(jì)） 計(jì)算特殊工況點(diǎn)，繪制機(jī)械特性圖計(jì)算特殊工況點(diǎn)，繪制機(jī)械特性圖應(yīng)用：應(yīng)用：工程設(shè)計(jì)與性能分析工程設(shè)計(jì)與性能分析Mn19五、機(jī)械特性的繪制五、機(jī)械特性的繪制 1、繪制固有特性、繪制固有特性 已知條件：已知條件：電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)（電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)（UN 、 IN 、 PN 、 nN ）nn0nMNM基本方法：基本方法：求：理想空載點(diǎn)（求：理想空載點(diǎn)（0、n0）;

11、 額定運(yùn)行點(diǎn)（額定運(yùn)行點(diǎn)（MN、nN）;通過(guò)兩點(diǎn)作直線，得固有特性通過(guò)兩點(diǎn)作直線，得固有特性n=f(M)； 20五、機(jī)械特性的繪制五、機(jī)械特性的繪制 1、繪制固有特性、繪制固有特性 （1）求理想空載點(diǎn)（）求理想空載點(diǎn)（0、n0）; NeNCUn0NeC 計(jì)算計(jì)算 NaNNNenRIUC(2-22)nn0nMNM根據(jù)電壓方程根據(jù)電壓方程21五、機(jī)械特性的繪制五、機(jī)械特性的繪制 1、繪制固有特性、繪制固有特性 （1）求理想空載點(diǎn)（）求理想空載點(diǎn)（0、n0）; nn0nMNM 計(jì)算計(jì)算 aRa、用電橋或萬(wàn)用表實(shí)際測(cè)試；、用電橋或萬(wàn)用表實(shí)際測(cè)試； b、按電樞的銅損耗估算；、按電樞的銅損耗估算； F I

12、 IB F n 22)(NNNNaIPIUR(2-23)22五、機(jī)械特性的繪制五、機(jī)械特性的繪制 1、繪制固有特性、繪制固有特性 （2）額定工作點(diǎn)額定工作點(diǎn) （MN、nN）; nn0nMNM額定電磁力矩額定電磁力矩 MN 的計(jì)算：的計(jì)算： a、電磁力矩方程計(jì)算；、電磁力矩方程計(jì)算； F I IB F n (2-1)NNmNICMNeNmCC9.55(2-4)nN23五、機(jī)械特性的繪制五、機(jī)械特性的繪制 1、繪制固有特性、繪制固有特性 （2）額定工作點(diǎn)額定工作點(diǎn) （MN、nN）; nn0nMNM額定電磁力矩額定電磁力矩 MN 的計(jì)算：的計(jì)算： b、用電機(jī)的輸出力矩計(jì)算；、用電機(jī)的輸出力矩計(jì)算；

13、F I IB F n (2-25)100055. 9/NNNnPM/0/NNNMMMMM0空載轉(zhuǎn)矩空載轉(zhuǎn)矩 nN24五、機(jī)械特性的繪制五、機(jī)械特性的繪制 2、繪制人工特性、繪制人工特性 nn0nMNM1）主要應(yīng)用）主要應(yīng)用 人工特性人工特性在非額定運(yùn)行參數(shù)下，得到的機(jī)在非額定運(yùn)行參數(shù)下，得到的機(jī)械特性（控制特性）。械特性（控制特性）。 （1）已知電動(dòng)機(jī)控制參數(shù)，求特性（運(yùn)行參數(shù)）；）已知電動(dòng)機(jī)控制參數(shù)，求特性（運(yùn)行參數(shù)）； 用于設(shè)計(jì)分析用于設(shè)計(jì)分析（2）已知特性曲線（運(yùn)行參數(shù)），求控制參數(shù)。）已知特性曲線（運(yùn)行參數(shù)），求控制參數(shù)。 用于應(yīng)用分析用于應(yīng)用分析25五、機(jī)械特性的繪制五、機(jī)械特性的繪

14、制 2、繪制人工特性、繪制人工特性 2）基本方法）基本方法 （1）已知電動(dòng)機(jī)控制參數(shù)，求作特性曲線；）已知電動(dòng)機(jī)控制參數(shù)，求作特性曲線； a、改變電樞回路電阻的人工特性、改變電樞回路電阻的人工特性 已知：已知：Ri，求：（，求：（0、n0）、（）、（MN、n）兩點(diǎn)坐標(biāo)，作直線；）兩點(diǎn)坐標(biāo)，作直線；nnMCCRRCUnNmeiaNeN02Ra+Ri1Ra+Ri2Ri2 Ri1RaMn0MNnNnnNn0、 MN 與固有特性相同；與固有特性相同；需要計(jì)算參數(shù)：需要計(jì)算參數(shù)：n或或 n26五、機(jī)械特性的繪制五、機(jī)械特性的繪制 2、繪制人工特性、繪制人工特性 2）基本方法）基本方法 a、改變電樞回路電

15、阻的人工特性、改變電樞回路電阻的人工特性 已知：已知：Ri 求：求：n = n0n；Ra+Ri1Ra+Ri2Ri2 Ri1RaMn0MNnNnnN主要結(jié)論：主要結(jié)論：在轉(zhuǎn)矩相同時(shí)，轉(zhuǎn)速降落在轉(zhuǎn)矩相同時(shí)，轉(zhuǎn)速降落 n與電樞回路總電阻與電樞回路總電阻R成正比成正比 。NaianRRRn（2-26）（1）已知電動(dòng)機(jī)控制參數(shù)，求作特性曲線；）已知電動(dòng)機(jī)控制參數(shù)，求作特性曲線； MCCRRnNmeia227五、機(jī)械特性的繪制五、機(jī)械特性的繪制 2、繪制人工特性、繪制人工特性 2）基本方法）基本方法 b、改變電樞端電壓的人工特性、改變電樞端電壓的人工特性 基本方法：基本方法：已知已知 U，求，求 n0，作

16、平行于，作平行于固有特性固有特性的人工特性；的人工特性；NeCUn0UNU1U3nMU2UN U1 U2n0n01n020（1）已知電動(dòng)機(jī)控制參數(shù)，求作特性曲線；）已知電動(dòng)機(jī)控制參數(shù)，求作特性曲線； 28五、機(jī)械特性的繪制五、機(jī)械特性的繪制 2、繪制人工特性、繪制人工特性 2）基本方法）基本方法 c、改變磁通的人工特性、改變磁通的人工特性 基本方法：基本方法：已知已知i ，求，求 n0i和特性的斜率和特性的斜率ki ，作出人工特性；，作出人工特性；ieNCUn0N13nM2 N 1 2n0n01n0202iimeaCCRdMdnk（1）已知電動(dòng)機(jī)控制參數(shù)，求作特性曲線；）已知電動(dòng)機(jī)控制參數(shù)，求

17、作特性曲線； 29五、機(jī)械特性的繪制五、機(jī)械特性的繪制 2、繪制人工特性、繪制人工特性 2）基本方法）基本方法 （2）已知特性形狀，求電機(jī)控制參數(shù)）已知特性形狀，求電機(jī)控制參數(shù) ； 問(wèn)題：?jiǎn)栴}：已知：固有特性已知：固有特性n = fN(M)，負(fù)載特性，負(fù)載特性 n = f(ML)和人工特性和人工特性 n = f(M)； MCCRRCUnmeiae2得出：控制參數(shù)（得出：控制參數(shù)（U、R、）；）； 求：人工特性的控制參數(shù)（求：人工特性的控制參數(shù)（U、R、）；）；方法：方法：作作n = f(M)與與n = f(ML)，得兩特性的交點(diǎn)坐標(biāo)值（，得兩特性的交點(diǎn)坐標(biāo)值（n，M） 代入機(jī)械特性方程：代入機(jī)

18、械特性方程：nURiRanNMNMn0nN30一、電機(jī)的可逆原理一、電機(jī)的可逆原理 1、能量轉(zhuǎn)換方式：、能量轉(zhuǎn)換方式：2、電機(jī)的運(yùn)行方式：、電機(jī)的運(yùn)行方式： F IB F n U I 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī) IB F n 發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī) I n 電電 能能U、I機(jī)械能機(jī)械能F、n電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)U、IF、n電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)31 UI FJn E 二、電機(jī)的運(yùn)行方式二、電機(jī)的運(yùn)行方式1、電動(dòng)機(jī)運(yùn)行：、電動(dòng)機(jī)運(yùn)行：機(jī)械特性：機(jī)械特性：當(dāng)當(dāng)n0n0時(shí)正轉(zhuǎn)，時(shí)正轉(zhuǎn)，M0M0；特性位于第；特性位于第1 1象限；象限；當(dāng)當(dāng)n0n0時(shí)反轉(zhuǎn)，時(shí)反轉(zhuǎn)，M0M0n0時(shí)正轉(zhuǎn)，時(shí)正轉(zhuǎn)，M0M0；特性位于第；特性位于第2 2象

19、限；象限；當(dāng)當(dāng)n0n0M0；特性位于第；特性位于第4 4象限；象限；+n0-n0+M-MnM二、電機(jī)的運(yùn)行方式二、電機(jī)的運(yùn)行方式F/333、電動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)運(yùn)行的轉(zhuǎn)換標(biāo)志、電動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)運(yùn)行的轉(zhuǎn)換標(biāo)志電磁力矩：電磁力矩：ICMmM 的方向的方向取決取決與與 I 的方向。的方向。 F IB F n U I 電動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)換標(biāo)志：轉(zhuǎn)換標(biāo)志： 在轉(zhuǎn)速在轉(zhuǎn)速n方向不變的條件下，改變方向不變的條件下，改變電磁力矩電磁力矩M的方向；的方向； IB F n 發(fā)電機(jī) I 結(jié)論：結(jié)論：在在方向一定時(shí)，改變電流方向一定時(shí)，改變電流 I 方向方向，是是電動(dòng)電動(dòng)與與制動(dòng)制動(dòng)轉(zhuǎn)換的標(biāo)志轉(zhuǎn)換的標(biāo)志。二、電機(jī)的運(yùn)行方式二、電機(jī)的

20、運(yùn)行方式34三、制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)三、制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài) 1、電樞電流、電樞電流 I 方向方向 根據(jù)電壓平衡方程，得電樞電流根據(jù)電壓平衡方程，得電樞電流 I 的計(jì)算式：的計(jì)算式： 電樞電流電樞電流 I 方向取決于：方向取決于：U 和和 E 的大小與方向的大小與方向 （ n0與與 n 的大小與方向）的大小與方向） IB F n 發(fā)電機(jī) I +n0-n0+M-MnMRnnCREUIe)(035三、制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)三、制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài) 2、電氣制動(dòng)的方式、電氣制動(dòng)的方式1）發(fā)電反饋制動(dòng)；）發(fā)電反饋制動(dòng)；在在 n0時(shí)時(shí)，U E （或或 n0n ），），I0時(shí)時(shí)，U = 0（或或 n0=0），），I0時(shí)時(shí)，U 0（或或 n

21、00），），I n0機(jī)械特性機(jī)械特性 ：位于第：位于第2、4象限的延長(zhǎng)區(qū)段象限的延長(zhǎng)區(qū)段 +n0-n0+M-MnMRnnCREUIe)(0利用利用EU（nn0），改變），改變I的方向，實(shí)的方向，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，并將制動(dòng)能量返回電網(wǎng)?，F(xiàn)制動(dòng)，并將制動(dòng)能量返回電網(wǎng)。改變電流方向，使改變電流方向，使M與與n方向相反。方向相反。U391、發(fā)電反饋制動(dòng)、發(fā)電反饋制動(dòng) 實(shí)際應(yīng)用：實(shí)際應(yīng)用： （1）采用）采用恒定電壓源供電恒定電壓源供電（UN、n0一定）一定） 應(yīng)用：應(yīng)用：限速制動(dòng)限速制動(dòng)；nn0N （2）采用）采用可變電壓源供電可變電壓源供電（U、n0可調(diào)）可調(diào)） 應(yīng)用：于限速制動(dòng)和減速制動(dòng)；應(yīng)用：于限速制動(dòng)和

22、減速制動(dòng)； Un0，M0； 轉(zhuǎn)速反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速反轉(zhuǎn)反接制動(dòng)反接制動(dòng)n0；四、電氣制動(dòng)的機(jī)械特性四、電氣制動(dòng)的機(jī)械特性 IB F n n I 位能負(fù)載 453、反接制動(dòng)、反接制動(dòng) 電壓反向電壓反向反接制動(dòng)反接制動(dòng) ；基本原理：基本原理：當(dāng)當(dāng)n0時(shí)，改變時(shí)，改變U極性，使極性，使U0 (n00時(shí)，使時(shí)，使U0，n00，I0，M0，M0時(shí)，增大時(shí)，增大Ri，使，使MML， n0條件下條件下:增大增大Ri使使MMLn0，nU； 能耗制動(dòng)時(shí)：能耗制動(dòng)時(shí)：U=0； 反接制動(dòng)時(shí)：反接制動(dòng)時(shí)：E、U方向相同方向相同 ； 四、電氣制動(dòng)的機(jī)械特性四、電氣制動(dòng)的機(jī)械特性 534、電氣制動(dòng)的主要特點(diǎn)、電氣制動(dòng)的主要特點(diǎn) I

23、B F n n I 位能負(fù)載 4）在制動(dòng)狀態(tài)下，能量的流向有）在制動(dòng)狀態(tài)下，能量的流向有所不同，電流不同；所不同，電流不同；發(fā)電制動(dòng)時(shí)：制動(dòng)電能發(fā)電制動(dòng)時(shí)：制動(dòng)電能回饋到回饋到電網(wǎng)；電網(wǎng)； 能耗制動(dòng)時(shí)：制動(dòng)電能能耗制動(dòng)時(shí)：制動(dòng)電能消耗在消耗在電阻中；電阻中； 反接制動(dòng)時(shí)：反接制動(dòng)時(shí)：制動(dòng)電能制動(dòng)電能消耗在消耗在電阻中電阻中=電網(wǎng)電能電網(wǎng)電能+機(jī)械動(dòng)能機(jī)械動(dòng)能；5）制動(dòng)特性位于）制動(dòng)特性位于第第2象限象限和和第第4象限象限 ；四、電氣制動(dòng)的機(jī)械特性四、電氣制動(dòng)的機(jī)械特性 54五、電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)五、電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)四象限圖四象限圖 1、電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)機(jī)械特性；、電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)機(jī)械特性； 位于：位于：1、

24、3象限象限2、電機(jī)的制動(dòng)特性；、電機(jī)的制動(dòng)特性； 位于：位于：2、4象限；象限；55一、起動(dòng)運(yùn)行過(guò)程一、起動(dòng)運(yùn)行過(guò)程 二、穩(wěn)定運(yùn)行過(guò)程二、穩(wěn)定運(yùn)行過(guò)程三、制動(dòng)減速過(guò)程三、制動(dòng)減速過(guò)程tV舉例分析舉例分析: 為簡(jiǎn)化分析，假設(shè)拖動(dòng)系統(tǒng)為一個(gè)為簡(jiǎn)化分析，假設(shè)拖動(dòng)系統(tǒng)為一個(gè)不可逆系統(tǒng)不可逆系統(tǒng)，恒值負(fù)載恒值負(fù)載。56一、起動(dòng)運(yùn)行過(guò)程一、起動(dòng)運(yùn)行過(guò)程 1 1、正常起動(dòng)條件、正常起動(dòng)條件 1 1）在全部起動(dòng)過(guò)程中，）在全部起動(dòng)過(guò)程中，MML； 2 2）可獲得平穩(wěn)的起動(dòng)過(guò)程；）可獲得平穩(wěn)的起動(dòng)過(guò)程； tV2、起動(dòng)方式、起動(dòng)方式限流起動(dòng)限流起動(dòng)1 1）可調(diào)壓電源的）可調(diào)壓電源的降壓降壓限流起動(dòng)限流起動(dòng) 2 2

25、）電樞串接電阻）電樞串接電阻分壓分壓限流起動(dòng)限流起動(dòng) RnnCREUIe)(057一、起動(dòng)運(yùn)行過(guò)程一、起動(dòng)運(yùn)行過(guò)程 3、起動(dòng)控制原理、起動(dòng)控制原理電阻分壓電阻分壓 58二、穩(wěn)定運(yùn)行過(guò)程二、穩(wěn)定運(yùn)行過(guò)程 當(dāng)當(dāng)M=ML時(shí)，時(shí)， 系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行，其穩(wěn)定轉(zhuǎn)速系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行，其穩(wěn)定轉(zhuǎn)速n為電機(jī)與負(fù)載為電機(jī)與負(fù)載機(jī)械特性交點(diǎn)的轉(zhuǎn)速坐標(biāo)機(jī)械特性交點(diǎn)的轉(zhuǎn)速坐標(biāo) 。如圖。如圖2-13中中9點(diǎn)點(diǎn)59三、制動(dòng)減速停車三、制動(dòng)減速停車 減速控制方式減速控制方式 ：1、自由滑行、自由滑行 2、動(dòng)力制動(dòng)、動(dòng)力制動(dòng) 3、反接制動(dòng)、反接制動(dòng) 應(yīng)用：應(yīng)用：慣性小，負(fù)載較穩(wěn)定，慣性小，負(fù)載較穩(wěn)定，無(wú)減速時(shí)間限制的系統(tǒng)。無(wú)減速

26、時(shí)間限制的系統(tǒng)。 應(yīng)用：應(yīng)用：慣性較大，減速時(shí)間受慣性較大，減速時(shí)間受限制的系統(tǒng)。限制的系統(tǒng)。 應(yīng)用：應(yīng)用：慣性大，制動(dòng)力矩大，減速時(shí)間受限制的系統(tǒng)。慣性大，制動(dòng)力矩大，減速時(shí)間受限制的系統(tǒng)。 60一、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性一、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 2、特性方程特性方程 串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的接線串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的接線,如圖如圖2-14所示所示 MCCRCUnmee2(2-6)工作特點(diǎn)：工作特點(diǎn)：IB=I、= f(I) = f(M)；機(jī)械特性：非線性特性機(jī)械特性：非線性特性ICRCUneeICmMM=f(I)n=f(I)In MI1n1M1UI=IBE613、特性曲線表示方法特性曲線表示方

27、法2）按系列產(chǎn)品提供的）按系列產(chǎn)品提供的通用特性曲線通用特性曲線 1）每臺(tái)電機(jī)的具體）每臺(tái)電機(jī)的具體實(shí)驗(yàn)曲線實(shí)驗(yàn)曲線；)(Ifn )(IfM )(Ifn)(IfMNIIINnnn NMMM一、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性一、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 M=f(I)n=f(I)In MI1n1M1UI=IBE624、機(jī)械特性的繪制機(jī)械特性的繪制 n=f(M) 由相對(duì)值關(guān)系求出對(duì)應(yīng)的絕對(duì)值由相對(duì)值關(guān)系求出對(duì)應(yīng)的絕對(duì)值: 1）固有特性曲線的繪制）固有特性曲線的繪制 查電動(dòng)機(jī)銘牌參數(shù)查電動(dòng)機(jī)銘牌參數(shù): IN、nN、MN；任取一相對(duì)電流值任取一相對(duì)電流值I*，由通用，由通用特性曲線上查：特性曲線上查：M*、n*； M

28、*n*IIINi*nnnNi*MMMNi得到機(jī)械特性曲線的一個(gè)點(diǎn)得到機(jī)械特性曲線的一個(gè)點(diǎn) (ni、Mi) 重復(fù)上述過(guò)程，可作特性重復(fù)上述過(guò)程，可作特性 n=f(M)；一、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性一、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 M=f(I)n=f(I)In MI1n1M1UI=IBE632）人為特性曲線的繪制）人為特性曲線的繪制 a、人為特性的類型：、人為特性的類型：電樞串電阻；電樞串電阻；電源降壓；電源降壓；勵(lì)磁并聯(lián)分路電阻；勵(lì)磁并聯(lián)分路電阻；電樞并聯(lián)分路電阻；電樞并聯(lián)分路電阻； 主要應(yīng)用類型：主要應(yīng)用類型：電樞串電阻；電樞串電阻；一、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性一、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 4、機(jī)械特性的繪制機(jī)械

29、特性的繪制 M=f(I)n=f(I)In MI1n1M1UI=IBE642）人為特性曲線的繪制）人為特性曲線的繪制 b、電樞串電阻的特性方程：、電樞串電阻的特性方程：eiaCIRRUn)(c、電樞串電阻的特性曲線、電樞串電阻的特性曲線如圖如圖2-16一、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性一、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 4、機(jī)械特性的繪制機(jī)械特性的繪制 M=f(I)n=f(I)In MI1n1M1UI=IBE65d、人為特性繪制方法：、人為特性繪制方法：111eaCRIUnn1n/1M111/1)(eiaCRRIUn基本原理：基本原理：當(dāng)當(dāng)M一定時(shí)，一定時(shí)，I、一定，得：一定，得：一、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性一、串勵(lì)電

30、動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 4、機(jī)械特性的繪制機(jī)械特性的繪制 2）人為特性曲線的繪制）人為特性曲線的繪制 固有特性人為特性M=f(I)n=f(I)In MI1n1M1UI=IBE66d、人為特性繪制方法：、人為特性繪制方法：n1n/1M1基本原理：基本原理：當(dāng)當(dāng)M一定時(shí)，一定時(shí)，I、一定，得：一定，得：aiaRIURRIUnn111/1)(111/1)(nRIURRIUnaia若已知：若已知：M1、Ri及固有特性，由方程（及固有特性，由方程（2-33）可）可得人工特性點(diǎn)（得人工特性點(diǎn)（ M1 ， n/1 ）2-33一、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性一、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 4、機(jī)械特性的繪制機(jī)械特性的繪制 2）人為

31、特性曲線的繪制）人為特性曲線的繪制 M=f(I)n=f(I)In MI1n1M1UI=IBE67d、人為特性繪制方法：、人為特性繪制方法：n1n/1M1已知：已知：銘牌參數(shù)：銘牌參數(shù)：MN、IN、nN電機(jī)電機(jī)通用特性通用特性 )(*IfM電阻：電阻：Ra、Ri求求：人為特性：人為特性)(Mfn 電機(jī)電機(jī)固有特性固有特性 )(Mfn 一、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性一、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 4、機(jī)械特性的繪制機(jī)械特性的繪制 M=f(I)n=f(I)In MI1n1M1UI=IBE68n1n/1M1基本步驟：基本步驟：由通用特性由通用特性 ，求：電流，求：電流I1任取一力矩值：任取一力矩值：M=M1： 由

32、固有特性，求：轉(zhuǎn)速由固有特性，求：轉(zhuǎn)速n1 由方程（由方程（2-33），求：轉(zhuǎn)速），求：轉(zhuǎn)速n/1 改變力矩改變力矩M=Mi，重復(fù)上述步驟，得其他點(diǎn)，重復(fù)上述步驟，得其他點(diǎn)(n/1，Mi） 一、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性一、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 4、機(jī)械特性的繪制機(jī)械特性的繪制 d、人為特性繪制方法：、人為特性繪制方法：M=f(I)n=f(I)In MI1n1M1UI=IBE695、反轉(zhuǎn)特性反轉(zhuǎn)特性 基本方法：基本方法：改變電樞兩端的接線，其接線方法，改變電樞兩端的接線，其接線方法，如圖如圖2-17所示。所示。 即：即：n0，M0時(shí)的特性時(shí)的特性 ；工作原理：工作原理：保持勵(lì)磁電流方向不變，而改變電樞保持勵(lì)磁電流方向不變，而改變電樞電壓作用方向電壓作用方向 主要問(wèn)題：主要問(wèn)題：IB=I一、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性一、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械