第8章直流电机的电力拖动总结ppt课件.ppt

LFChun 制作 大连理工大学电气工程系第第 8 章章 直流电机的电力拖动直流电机的电力拖动8.2 他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动8.3 他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速8.4 他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动8.5 他励电动机在四象限中的运行状态他励电动机在四象限中的运行状态8.6 并励直流电动机的电力拖动并励直流电动机的电力拖动* 8.7 串励直流电动机的电力拖动串励直流电动机的电力拖动* 8.8 复励直流电动机的电力拖动复励直流电动机的电力拖动8.1 他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性8.2 他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动8.3 他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速8.4 他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动8.5 他励电动机在四象限中的运行状态他励电动机在四象限中的运行状态8.6 并励直流电动机的电力拖动并励直流电动机的电力拖动* 8.7 串励直流电动机的电力拖动串励直流电动机的电力拖动* 8.8 复励直流电动机的电力拖动复励直流电动机的电力拖动8.1 他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性电机与拖动电机与拖动返回主页返回主页大连理工大学电气工程系8.1 他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性第第8 章章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动n = Ua CE Ra CECT2 T 当当 Ua、Ra、If = 常数时：常数时： n = f (T ) 机械特性机械特性= n0 T= n0n理想空理想空载转速载转速 = dndTRaCECT2= = 1 机械特性的硬度机械特性的硬度大连理工大学电气工程系一、固有特性一、固有特性 OTnn0Nn = f (T )UaN, IfN, Ra8.1 他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性nNTNMnMTM N 点：额定状态。点：额定状态。 M 点：临界状态。点：临界状态。 二、人为特性二、人为特性1 增加电枢电路电阻增加电枢电路电阻 时的人为特性时的人为特性 n = TUNCENRaRr CECTN2 OTnn0RaRa (RaRr) 即机械特性变软。即机械特性变软。 大连理工大学电气工程系2. 降低电枢电压时的人为特性降低电枢电压时的人为特性n = Ua CEN Ra CECTN2 T n0n0Uan0 但但、 不变不变机械特性的硬度不变。机械特性的硬度不变。8.1 他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性OTnUaUa 3. 减小励磁电流时的人为特性减小励磁电流时的人为特性n = UN CE Ra CECT2 T OTnn0n0IfIfIf n0 、 机械特性变软。机械特性变软。大连理工大学电气工程系8.1 他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性 【例例8.1.1】 一台他励直流电动机，一台他励直流电动机， PN = 10 kW，UaN = 220 V，IaN = 210 A，nN = 750 r/min ，求，求 (1) 固有特性；固有特性；(2) 固有特性的斜率和硬度固有特性的斜率和硬度 。 解：解： (1) 固有特性固有特性忽略忽略 T0 ，则，则509.55210= = 2.426 TNIaNCT = 2200.254= r/min = 866.25 r/min 602 PNnNTN =606.2840103750= Nm = 509.55 Nm 2 60CE = CT 6.2860= 2.426 = 0.254 UaNCE n0 = 大连理工大学电气工程系连接连接 n0 和和 N ( TN，nN ) 两点即可得到固有特性。两点即可得到固有特性。(2) 固有特性的斜率和硬度固有特性的斜率和硬度 E = CE nN 8.1 他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性 UaNE IaNRa = 0.254750 V = 190.5 V = 1 RaCECT2 = 220190.5 210= = 0.14 0.14 2.4260.254 = 0.228 10.228= = 4.39 大连理工大学电气工程系8.2 他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动 起动性能起动性能 起动电流起动电流 IST 起动转矩起动转矩 TST 直接起动直接起动 起动瞬间：起动瞬间： n = 0，E = 0， IST = UaRa对于他励电机对于他励电机 = (10 20) IN 换向决不允许换向决不允许! T = TST = CT IST = (10 20) TN 一、降低电枢电压起动一、降低电枢电压起动 需要可调直流电源。需要可调直流电源。第第8 章章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动大连理工大学电气工程系第第8 章章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动二、增加电枢电阻起动二、增加电枢电阻起动1. 无级起动无级起动起动时起动变阻器由最大电阻调至零。起动时起动变阻器由最大电阻调至零。起动变阻器的最大电阻起动变阻器的最大电阻RST =Ua ISTRa Ra 的估算公式的估算公式R =UaN IaN PN IaN大连理工大学电气工程系OT (Ia)nT1(I1)TL(IL)T2(I2)a1a2(1) 起动过程起动过程 串联串联 (RST1+RST2) 起动：起动： Ra2 = RaRST1RST2 起动转矩起动转矩 (电流电流)：T1 (I1) = (1.5 2.0) TN (IaN) 切除切除 RST2 ：Ra1 = RaRST1 切换转矩切换转矩 (电流电流)： T2 (I2) = (1.1 1.2) TL (IL)b2b18.2 他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动IfUaIaUfRST1 RST2TMba2. 有级起动有级起动Q 1Q 2M大连理工大学电气工程系OT (Ia)nT1(I1)TL(IL)T2(I2)a1a2b2b1TMba 切除切除 RST1 ：Ra0 = Ra8.2 他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动IfUaIaUfRST1 RST2起动起动 a1 点点a2 点点 加速加速瞬间瞬间 n 不变不变 b1 点点 cc1c2p切除切除RST1b2 点点 加速加速切除切除Rst2 c1 点点 c2 点点 加速加速p 点。点。 加速加速瞬间瞬间 n 不变不变 Q 1Q 2M大连理工大学电气工程系求出起切电流（转矩）比：求出起切电流（转矩）比： 确定起动级数确定起动级数m (2) 起动电阻的计算起动电阻的计算 选择起动电流选择起动电流 I1 和切换电流和切换电流 I2 I1 (T1) = (1.5 2.0) IaN (TN) I2 (T2) = (1.1 1.2) IL (TL) = I1I2 8.2 他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动m =RamRa lg lgUaNRaI1 lg lg=大连理工大学电气工程系重新计算重新计算 ，校验，校验 I2 是否在规定的范围内是否在规定的范围内 8.2 他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动 =RamRamUaNRaI1m=公式推导公式推导:nb2 = nc1 即：即：Eb2 = Ec1 UaNRa1I2 = UaNRa0I1 Ra1I2 = Ra0I1 Ra1 =Ra0同理，由同理，由 na2 = nb1 可得可得 Ra2 =Ra1对于对于 m 级起动，有级起动，有 Ram=mRa0=2Ra0 OT (Ia)nT1(I1)TL(IL)T2(I2)a1a2b2b1bacc1c2p大连理工大学电气工程系8.2 他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动求出各级起动电阻。求出各级起动电阻。RSTi =( i i1 ) Ra i=1, 2, , m大连理工大学电气工程系 【例例8.2.1】 一台一台 Z4 系列他励直流电动机，系列他励直流电动机， PN = 200 kW，UaN = 440 V，IaN = 497 A，nN = 1 500 r/min ，Ra = 0.076 ，采用电枢串电阻起动。求起动级数和各级起动，采用电枢串电阻起动。求起动级数和各级起动电阻电阻 。 解：解： (1) 选择选择 I1 和和 I2 I1 = (1.5 2.0) IaN = (745.5 994) A I2 = (1.1 1.2) IaN = (546.7 596.4) A取取 I1 = 840 A， I2 = 560 A。(2) 求出起切电流比求出起切电流比 (3) 求出起动级数求出起动级数840560= = 1.5 8.2 他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动 = I1I2 大连理工大学电气工程系取取 m = 5。(4) 重新计算重新计算 ，校验，校验 I2 440840= = 0.524 8.2 他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动Ram =UaN I1m =RamRa lg lg= = 4.76 0.5240.076 lg1.5 lg =RamRam0.524 0.076 = 1.47 58401.47= A = 571 A I2 = I1 (在规定的范围内在规定的范围内) 大连理工大学电气工程系(5) 求出各段总电阻值和各段电阻值求出各段总电阻值和各段电阻值 RST1 = (1) Ra = (1.471 ) 0.076 = 0.0357 RST2 = (2) Ra = (1.4721.47 ) 0.076 = 0.0525 RST3 = (3 2) Ra = (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 他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动大连理工大学电气工程系8.3 他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速n =CEUaRaCECT2TUaRa第第8 章章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动一、改变电枢电阻调速一、改变电枢电阻调速OTnRaRaRr TLbcn0aIfUaIaUfRr M大连理工大学电气工程系aOTnRaRaRr n0TLTL8.3 他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速bcOTnRaRaRr n0bca(1)调速方向：在调速方向：在 nN 以下以下 调节。调节。 (Ra + Rr) n ，(Ra + Rr) n 。 (2)调速的稳定性调速的稳定性 (Ra + Rr) 稳定性变差。稳定性变差。 (3)调速范围：受稳定性影响，调速范围：受稳定性影响，D 较小。较小。 大连理工大学电气工程系 (4) 调速的平滑性调速的平滑性 电枢电路总电阻电枢电路总电阻PCu = R Ia2 = Ua Ia E Ia = Ua Ia (1 E / Ua) = Ua Ia (1 n / n0) = P1PP1=nn0 低速效率低。低速效率低。 (6) 调速时的允许负载调速时的允许负载 T = CTN IaN 恒转矩调速。恒转矩调速。 取决于取决于 Ra 的调节方式，一般为有级调速。的调节方式，一般为有级调速。 (5) 调速的经济性调速的经济性 P1 = Ua Ia = E IaR Ia28.3 他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速大连理工大学电气工程系 结论：结论：(1) 调速的经济性很差。调速的经济性很差。(2) 调速方法简单，控制设备不复杂。调速方法简单，控制设备不复杂。(3) 一般用于串励或复励直流电动机拖动的电车、一般用于串励或复励直流电动机拖动的电车、 炼钢车间的浇铸吊车等生产机械。炼钢车间的浇铸吊车等生产机械。8.3 他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速大连理工大学电气工程系 【例例8.3.1】 一台他励电动机，一台他励电动机， PN = 4 kW，UaN = 160 V，IaN = 34.4 A，nN = 1 450 r/min ，用它拖动通风机负，用它拖动通风机负载运行。现采用改变电枢电路电阻调速。试问要使转速降载运行。现采用改变电枢电路电阻调速。试问要使转速降低至低至 1 200 r/min，需在电枢电路串联多大的电阻，需在电枢电路串联多大的电阻 Rr ？ 解：解： 电枢电阻电枢电阻 116.31 1 450= = 0.080 2 CE = EnN 8.3 他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速Ra =UaN IaN PN IaN= = 1.27 160 34.4 4 000 34.4额定运行时额定运行时 E = UaNRa IaN = (1601.2734.4) V = 116.31 V 大连理工大学电气工程系8.3 他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速CT = 9.55 CE = 9.550.080 2 = 0.766 602 PNnNTN =606.284 0001 450= Nm = 26.36 Nm 对于通风机负载对于通风机负载 T n2， 当当 n = 1 200 r/min 时时 n = n0n = (1 9951 200) r/min = 795 r/min由于由于 nnNT = TN21 2001 450= 26.36 Nm = 18.05 Nm 2UaN CE n0 =1600.080 2 = r/min = 1 995 r/min RaRr CECT2 n = T大连理工大学电气工程系由此求得由此求得 n TRr = CECT2 Ra 795 18.05= 0.080 20.766 1.27 = 1.436 8.3 他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速(1) 调速方向：调速方向： 在在 UN（或（或nN）以下调节。）以下调节。 Ua n ，Ua n 。(2) 调速的平滑性：调速的平滑性： 连续调节连续调节 Ua ，可实现无级调速。，可实现无级调速。(3) 调速的稳定性：调速的稳定性： 改变改变 Ua(4) 调速范围：调速范围：D 不大（不大（D8） 。 (5) 调速的经济性：需要专用直流电源。调速的经济性：需要专用直流电源。 (6) 调速时的允许负载调速时的允许负载: T = CTN IaN 大连理工大学电气工程系二、改变电枢电压调速二、改变电枢电压调速8.3 他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速OTnUaUaTLbcn0n0a 、 不变，不变， 但但 稳定性变差。稳定性变差。 恒转矩调速。恒转矩调速。 大连理工大学电气工程系 【例例8.3.2】 例例 8.3.1 中的他励电动机，拖动恒转矩中的他励电动机，拖动恒转矩负载运行，负载运行，TL = TN。现采用改变电枢电压调速。试问要使。现采用改变电枢电压调速。试问要使转速降低至转速降低至 1 000 r/min，电枢电压应降低到多少，电枢电压应降低到多少 ？ 解：解： 已知已知 Ra = 1.27 ， CE = 0.080 2，CT = 0.766，TN = 26.36 Nm 。8.3 他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速 = 544.94 r/minn0 = n n = (1 000544.94) r/min = 1 544.94 r/min Ua = CE n0 = 0.080 21 544.94 V = 123.9 VRa CECT2 n = T1.27 0.080 20.766 = 26.36 r/min 大连理工大学电气工程系三、改变励磁电流调速三、改变励磁电流调速TLn不能跃变不能跃变E = CE n8.3 他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速OTn21 bcan0n0If E Ia T n E 下降至某一最小值后回升下降至某一最小值后回升 Ia 和和 T 上升至某一最大值后下降上升至某一最大值后下降 T = TL ，n = nc 。(1) 调速方向调速方向 在在 nN 以上（以上（IfN 以下）调节。以下）调节。 (2) 调速的平滑性调速的平滑性 连续调节连续调节Uf（或（或Rf）可实现无级调速。）可实现无级调速。 大连理工大学电气工程系(3) 调速的稳定性调速的稳定性 (4) 调速范围调速范围 受机械强度（受机械强度（nmax）的限制，）的限制，D 不大。不大。 普通普通 M ：D = 2，特殊设计的，特殊设计的 M ：D = 4。(5) 调速的经济性调速的经济性 调节调节Rf 比较经济；比较经济； 调节调节Uf 则需要专用直流电源。则需要专用直流电源。(6) 调速时的允许负载调速时的允许负载 T ，n ， n ，n0 不变，不变， 稳定性好。稳定性好。 P 基本不变，基本不变， 为恒功率调速。为恒功率调速。 8.3 他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速大连理工大学电气工程系 应用应用 不经常逆转的重型机床。不经常逆转的重型机床。 如：国产如：国产 C660、C670 等机床，等机床， 重型龙门刨床的主传动在高速区的调速。重型龙门刨床的主传动在高速区的调速。 调压调速与调励磁电流调速配合，可扩大调压调速与调励磁电流调速配合，可扩大 D ， 实现双向调速。实现双向调速。 8.3 他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速大连理工大学电气工程系 【例例8.3.3】 例例 8.3.1 中的他励电动机，拖动恒功率中的他励电动机，拖动恒功率负载运行，现采用改变励磁电流调速。试问要使转速增加负载运行，现采用改变励磁电流调速。试问要使转速增加至至 1 800 r/min， CE 应等于多少应等于多少 ？ 解：解： 已知已知 Ra = 1.27 ，TN = 26.36 Nm 。对于恒功率负载对于恒功率负载 T 1/ n ，若忽略，若忽略 T0 ，则，则8.3 他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速将已知数据代入机械特性方程，得将已知数据代入机械特性方程，得 整理，得整理，得 1 800 (CE) 2160 CE 2.82 = 0 nN nT = TN1 450 1 800 = 26.36 Nm = 21.23 Nm 1 800 = 21.23 160 CE 1.27 CECT2 大连理工大学电气工程系CE =160 1602 41 8002.82 21 800 = 0.064 7 或或 0.024 2 两个答案是否都合理？两个答案是否都合理？ 为什么出现两个答案？为什么出现两个答案？ 8.3 他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速大连理工大学电气工程系8.4 他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动目的：快速停车、匀速下放重物等。目的：快速停车、匀速下放重物等。制动方法：制动方法：机械制动、电气制动。机械制动、电气制动。 一、能耗制动一、能耗制动 电动状态电动状态第第8 章章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动Tn制动状态制动状态能耗制动时：能耗制动时： 动能转换成电能，动能转换成电能， 被电阻消耗掉。被电阻消耗掉。 nTEUaIaUfMUfMRbIaE大连理工大学电气工程系制动前：制动前：特性特性 1。 制动开始后：制动开始后： Ua = 0， n0 = 0 特性特性 2 n = RaRb CECT2 T制动过程制动过程8.4 他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动bOTn 1n0TLaTL1. 能耗制动过程能耗制动过程 迅速停机迅速停机 a 点点b 点，点，Ia 反向反向(Ia0)制动开始制动开始n = 0，E = 0 na = nb，Ea = Eb T 反向反向 (T0 ) ， T 和和 TL的共同作用的共同作用 Ia= 0，T = 0，n O 点点 自动停车。自动停车。 2大连理工大学电气工程系 Tb Tb 制动效果制动效果 Rb 2 (Rb大大)bOTn1TLa2 (Rb小小)bIa |Tb | 制动快，停车迅速。制动快，停车迅速。 Ia =Eb RaRb Iamax 切换点（切换点（b 点）点） Rb 的选择的选择 RaRb EbIamax8.4 他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动UfRbIaTnEM大连理工大学电气工程系2. 能耗制动运行能耗制动运行 下放重物下放重物 8.4 他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动bOTn 1n0TLa2ca 点点b 点点O 点点 T = 0， TL0n 反向起动反向起动(n0)E 反向反向(E0) Ia 再次反向再次反向 (Ia0) T 再次反向再次反向 (T0)， n T 反向起动反向起动制动过程制动过程能耗制能耗制动运行动运行 E Ia T = TL (c 点点)。 大连理工大学电气工程系8.4 他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动Tn制动过程制动过程电动状态电动状态TL反向起动反向起动Tn能耗制动运行能耗制动运行nTMEUaIaUfTLUf RbMEIaUf RbTLMEIa大连理工大学电气工程系nLnL2 bOTn1TLac 制动效果制动效果 8.4 他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动2 (Rb小小)bTT Rb 特性特性 2 斜率斜率 下放速度下放速度 | nL | 。 Rb 的选择的选择（各量取绝对值）（各量取绝对值） RaRb = EcIac= CE nL T / CT 校验校验 RaRb Eb Iamax = CE CT2 nL Tc(Rb大大)= CE CT2 nL TLT0稳定运行稳定运行 c 点点的的 E 和和 Ia（对切换点（对切换点 b 点电流的限制）点电流的限制） 大连理工大学电气工程系 【例例8.4.1】 一台他励电动机，一台他励电动机，PN = 22 kW，UaN = 440 V，IaN = 65.3 A，nN = 600 r/min，Iamax = 2IaN，T0 忽略忽略 不计。试求：不计。试求：(1) 拖动拖动 TL = 0.8 TN 的反抗性恒转矩负载，采的反抗性恒转矩负载，采用能耗制动实现迅速停机，电枢电路至少应串联多大的制用能耗制动实现迅速停机，电枢电路至少应串联多大的制动电阻？动电阻？ (2) 拖动拖动 TL = 0.8 TN 的位能性恒转矩负载，采用能的位能性恒转矩负载，采用能耗制动以耗制动以 300 r/min 的速度下放重物，电枢电路应串联多的速度下放重物，电枢电路应串联多大的制动电阻？大的制动电阻？ 解：解： 由额定数据求得由额定数据求得 PN IaN E = 22103 65.3 = V = 336.91 V 8.4 他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动Ra =UaN IaN PN IaN= = 1.58 440 65.3 22103 34.4大连理工大学电气工程系(1) 迅速停机时迅速停机时 TL = 0.8TN = 0.8350.32 Nm = 280.256 Nm CT = 9.55 CE = 9.550.562 = 5.365 602 PNnNTN =606.28 22103 600= Nm = 350.32 Nm 336.91 600= = 0.562 CE = EnN 280.256 5.365= A = 52.24 A Ia = TL CT E = UaNRa Ia = (4401.5852.24) V = 357.46 V 8.4 他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动（切换点（切换点 b 点的点的 Eb ） 大连理工大学电气工程系8.4 他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动Rb Ra Eb Iamax (2) 下放重物时下放重物时 357.46 265.3 = 1.58 = 1.16 Rb = Ra CE CT2 nL TL= 0.5625.365300 280.2561.58 = 1.65 该值大于该值大于 1.16 ，故满足，故满足 Iamax 的要求。的要求。 大连理工大学电气工程系二、反接制动二、反接制动 1. 电压反向反接制动电压反向反接制动 迅速停机迅速停机 8.4 他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动电动状态电动状态Tn制动状态制动状态 Ua电枢反接时：电枢反接时： 动能、电源电能均被动能、电源电能均被 Rb 消耗掉。消耗掉。 TL 作用？作用？ 限制限制 Iamax Ia 的方向的方向？T 的方向的方向？nTEUaIaUfTLMUfMEIaRb大连理工大学电气工程系2n0 OTn1n0 TL 制动前：制动前：特性特性1 n =Ua CE Ra CECT2 T制动开始后：制动开始后： 特性特性2 制动过程制动过程 TL n = Ua CE RaRb CECT2 T8.4 他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动bacda 点点b 点点，Ia 反向反向(Ia0)T 和和 TL 的共同作用的共同作用 n = 0，T 0， na = nb，Ea = Eb， T 反向反向(T0) ， n 立刻断电，立刻断电，未断电，反向起动未断电，反向起动 制动开始；制动开始； c 点点 停机。停机。 d 点，反向电动运行。点，反向电动运行。 立刻立刻 断电断电大连理工大学电气工程系制动瞬间制动瞬间b 点的点的 ERaRb Ua Eb Iamax8.4 他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动 制动效果制动效果 2 (Rb小小)bT T Rb 特性特性 2 斜率斜率 制动转矩制动转矩 制动快。制动快。 Rb 的选择的选择 （各量取绝对值）（各量取绝对值） 2 (Rb大大)n0n0 bOTn1TLaUfRbIaE UaM大连理工大学电气工程系2. 电动势反向反接制动电动势反向反接制动 下放重物下放重物 8.4 他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动电动状态电动状态T制动状态制动状态电枢接入电枢接入 Rb 瞬间瞬间 Ia T TTL n E Ia T , TTL n = 0，TTL 反向起动反向起动 n0 | n | | E | Ia T T = TL 。 nIa 的方向的方向？T 的方向的方向？nTEUaIaUfTLMUfUaTLMRbIaE大连理工大学电气工程系8.4 他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动OTn 1n0TLa2c 制动运制动运 行状态行状态制动前：制动前：特性特性 1 n =Ua CE Ra CECT2 T制动开始后：制动开始后： 特性特性 2n = Ua CE RaRb CECT2 Tbd Ia 和和 T 始终没有改变方向。始终没有改变方向。 大连理工大学电气工程系2dn0bOTn1TLa8.4 他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动 制动效果制动效果 Rb 特性特性 2 斜率斜率 下放速度下放速度 。 2(Rb大大)dnL nL(Rb小小) UaEd IadRaRb = Rb 的选择的选择 (各量取绝对值各量取绝对值) = UaCE nL T / CT= (UaCE nL) CT TLT0UfUaRbIaEM稳定运行稳定运行 d 点点的的 E 和和 Ia大连理工大学电气工程系 【例例8.4.2】 例例 8.4.1 中的他励电动机，迅速停机和中的他励电动机，迅速停机和下放重物的要求不变，但改用反接制动来实现，试求电枢下放重物的要求不变，但改用反接制动来实现，试求电枢电路应串联的制动电阻值。电路应串联的制动电阻值。 解：解：(1) 迅速停机迅速停机在例在例 8.4.1 中已求得切换点的电动势，由公式可得中已求得切换点的电动势，由公式可得 8.4 他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动Rb Ra Ua Eb Iamax 440357.46 265.3= 1.58 = 4.526 大连理工大学电气工程系8.4 他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动(2) 下放重物时（忽略下放重物时（忽略 T0 ） Rb = (UaCE n ) Ra CT TL 5.365 280.256 = (4400.562300 )1.58 = 10.07 大连理工大学电气工程系 平地或上坡行驶时工作在平地或上坡行驶时工作在 a 点。点。 下坡行驶时下坡行驶时 TL 反向反向TL2 nn0 EUa Ia0 T0 b 点（点（TL2 = T ）。）。 n n0 电动机处于发电状态，电动机处于发电状态， 动能转换为电能回馈电网。动能转换为电能回馈电网。三、回馈制动三、回馈制动 特点：特点： EUa OTn1n01. 正向回馈制动正向回馈制动 电车下坡电车下坡 TL12TL238.4 他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动n n ab大连理工大学电气工程系电动状态电动状态下下坡坡n E Ia(T) n=n0, E=Ua, T=0制动状态制动状态n E (Ua) Ia(T)0|T| 8.4 他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动nTEUaIaUfTLMUfUaTLIaTnEMnUfUaTLEMUfUaTLnIaT EM大连理工大学电气工程系TL 在降低电枢电在降低电枢电 压调速过程中压调速过程中 TL8.4 他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动OTnUa1n01Ua2n02acbd 回馈制回馈制 动过程动过程 在增加励磁电在增加励磁电 流调速过程中流调速过程中 OTnIf1n01If2n02acbd 工作点工作点 跳到何处？跳到何处？ 回馈制回馈制 动过程动过程 大连理工大学电气工程系2. 反向回馈制动反向回馈制动 下放重物下放重物 电压反向电压反向8.4 他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动电动状态电动状态T制动过程制动过程反向起动反向起动n n n0 n EUaIa (T) 反向反向制动状态制动状态Ia 的方向的方向？T 的方向的方向？ 作用？作用？ 限制限制 Iamax nTEUaIaUfTLM UfnE UaTL MIaRbUfRb UaTLIaTME UfRb UaTLnEIaT M大连理工大学电气工程系2. 反向回馈制动反向回馈制动 下放重物下放重物 OTn1n0TL8.4 他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动2n0acbd e a 点点改变改变Ua极性极性n不能跃变不能跃变c 点点b 点点反接制动反接制动d 点点反向起动反向起动e 点，点，T = TL 。 电压反向反电压反向反 接制动过程接制动过程 反向起动过程反向起动过程 回馈制动过程回馈制动过程 回馈制回馈制 动运行动运行 T TL回馈制动回馈制动大连理工大学电气工程系8.4 他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动OTn1n0TL2n0acbd e 制动效果制动效果 Rb 特性特性 2 斜率斜率 下放速度下放速度 。 2(Rb小小)enL nL(Rb大大) EeUa IaeRaRb = Rb 的选择的选择 （各量取绝对值）（各量取绝对值） = CE nLUa T / CT= (CE nL Ua) CT TLT0稳定运行稳定运行 e 点点的的 E 和和 IaUfUaRbIaE M大连理工大学电气工程系 校验校验 （各量取绝对值）（各量取绝对值） RaRb UaEb IamaxOTn1n0TL2n0acbd e 2(Rb小小)enL nL(Rb大大)b制动瞬间制动瞬间b 点的点的 E8.4 他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动电压反接后瞬间电压反接后瞬间UfUaRbIaE M大连理工大学电气工程系 电压反向反接制动与反向回馈制动的比较电压反向反接制动与反向回馈制动的比较 电压反向制动过程电压反向制动过程 回馈制动状态回馈制动状态 8.4 他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动电动状态电动状态nTEUaIaUfTL MUfRbIaTnE UaTL MUfRbIaTnE UaTL M大连理工大学电气工程系 【例例8.4.3】 例例 8.4.1 中的他励电动机，改用回馈制中的他励电动机，改用回馈制动下放重物。在电压反接瞬间，电枢电路串联较大的制动动下放重物。在电压反接瞬间，电枢电路串联较大的制动电阻，以保证电阻，以保证 IaIamax ；当转速反向增加到；当转速反向增加到 n0 时，将制动时，将制动电阻减小，使电动机以电阻减小，使电动机以 1 000 r/min 下放重物。试求这时的下放重物。试求这时的制动电阻值。制动电阻值。 解：解：根据例根据例 8.4.1 求得的数据，可得求得的数据，可得 8.4 他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动RaRb = ( CE n Ua ) CT TLT0 Rb = ( CE nUa )Ra CT TL= 0.755 5.365 280.256 Rb = ( 0.5621 000440 )1.58 大连理工大学电气工程系减小减小 If 的人为特性的人为特性 减小减小 If 的人为特性的人为特性 8.5 他励电动机在四象限中他励电动机在四象限中的运行状态的运行状态一、电动状态一、电动状态 正向固有特性正向固有特性 反向固有特性反向固有特性 增加增加 Ra 的人为特性的人为特性 增加增加 Ra 的人为特性的人为特性 降低降低 Ua 的人为特性的人为特性 降低降低 Ua 的人为特性的人为特性 OnT正正向向反反向向第第8 章章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动大连理工大学电气工程系二、制动状态二、制动状态 OnT正向回馈制动正向回馈制动 反向回馈制动反向回馈制动 能耗制动过程能耗制动过程 能耗制动运行能耗制动运行 电压反向反接制动电压反向反接制动 电动势反向反接制动电动势反向反接制动 8.5 他励直流电动机在四象限中运行状态他励直流电动机在四象限中运行状态大连理工大学电气工程系8.6 并励直流电动机的电力拖动并励直流电动机的电力拖动第第8 章章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动增加电枢电路电阻起动增加电枢电路电阻起动一、起动一、起动 降低电枢电压起动降低电枢电压起动 需改接成他励。需改接成他励。 增加电枢电路电阻起动增加电枢电路电阻起动 二、调速二、调速 改变电枢电路电阻调速改变电枢电路电阻调速 改变电枢电压调速改变电枢电压调速 改变励磁电流调速改变励磁电流调速（需改接成他励）（需改接成他励） UaI MRST大连理工大学电气工程系8.6 并励直流电动机的电力拖动并励直流电动机的电力拖动改变电枢电路电阻调速改变电枢电路电阻调速改变励磁电流调速改变励磁电流调速三、制动三、制动 改为他励方式进行。改为他励方式进行。 UaI MRrUaI MRr大连理工大学电气工程系*8.7 串励直流电动机的电力拖动串励直流电动机的电力拖动第第8 章章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动一、起动一、起动 降低电源电压起动降低电源电压起动 电枢电路串联电阻起动电枢电路串联电阻起动 二、调速二、调速 改变电源电压调速改变电源电压调速 改变电枢电路电阻调速改变电枢电路电阻调速 改变励磁电流调速改变励磁电流调速励磁绕组并联电阻调速励磁绕组并联电阻调速电枢并电枢并联电阻调速联电阻调速 IfIa If Ia+UM+UM大连理工大学电气工程系三、制动三、制动 能耗制动能耗制动 电动状态电动状态自励能耗制动自励能耗制动Tnn他励能耗制动他励能耗制动RbT8.7 串励直流电动机的电力拖动串励直流电动机的电力拖动TL+UIEnTTL M+UME IE +URcMIIa大连理工大学电气工程系电压反向反接制动电压反向反接制动T8.7 串励直流电动机的电力拖动串励直流电动机的电力拖动电动状态电动状态三、制动三、制动 反接制动反接制动 TTLn 作用？作用？ 限制限制 Iamax 电动势反向反接制动电动势反向反接制动 作用？作用？ 使使 Ia T TTL n +UIEnTTL M+UIEnTL MRb+UMIRbE 大连理工大学电气工程系*8.8 复励直流电动机的电力拖动复励直流电动机的电力拖动第第8 章章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动一、起动一、起动 降低电源电压起动降低电源电压起动 需改接成他励；串励绕组短路。需改接成他励；串励绕组短路。 电枢电路串联电阻起动电枢电路串联电阻起动 二、调速二、调速 与并励电动机相同。与并励电动机相同。三、制动三、制动 能耗制动能耗制动 反接制动反接制动 回馈制动回馈制动LFChun 制作 大连理工大学电气工程系练练 习习 题题v8.1.1 8.1.2v8.2.1 5.2.2 8.2.3v8.3.1 8.3.2 8.3.3 8.3.4 v8.4.1 8.4.2 8.4.3 8.4.4 8.4.5 8.4.6v8.6.1 8.6.2* 以教师画勾的题为准。以教师画勾的题为准。第第8 章章 直流电动机