第8章直流电动机的电力拖动.pdf

LFChun 制作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返回主页返回主页电机与拖动电机与拖动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=UaCE RaCECT2 T 当当 Ua、Ra、If=常数时：常数时：n=f(T)机械特性机械特性=n0T=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1.固有特性固有特性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nNTNMnMTMN 点：额定状态。点：额定状态。M 点：临界状态。点：临界状态。2.人为特性人为特性(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=TUNCENRaRrCECTN2 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=UaCEN RaCECTN2 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=UNCE RaCECT2 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=N m=509.55 N m 2 60CE=CT 6.2860=2.426=0.254 UaNCEn0=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=CEnN8.1 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 0.142.4260.254=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 1.降低电枢电压起动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OT(Ia)n2.电枢串联电阻起动电枢串联电阻起动T1(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：R2=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：R1=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MIfUaIaUfRst1 Rst2TMba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：R0=Ra8.2 他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动MIfUaIaUfRst1 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Rst2c1 点点c2 点点加速加速p点。点。加速加速瞬间瞬间 n 不变不变大连理工大学电气工程系 起切电流（转矩）比：起切电流（转矩）比：求出电枢电路电阻求出电枢电路电阻 Ra 若忽略若忽略 T0，则，则 P2=Pe=EIa，在额定运行时，在额定运行时(2)起动级数未定时的起动电阻的计算起动级数未定时的起动电阻的计算 确定起动电流确定起动电流 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)=I1I28.2 他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动R=UaNE IaN=UaNIaN PN IaN大连理工大学电气工程系求出起动时的电枢总电阻求出起动时的电枢总电阻 Rm 确定起动级数确定起动级数 mm=RmRalglgRm=UaNI18.2 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nb2=nc1 即：即：Eb2=Ec1 UaNR1I2=UaNR0I1R1I2=R0I1R1=R0同理，由同理，由 na2=nb1 可得可得R2=R1对于对于 m 级起动，有级起动，有Rm=mR0 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=2R0 8.2 他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动OT(Ia)nT1(I1)TL(IL)T2(I2)a1a2b2b1bacc1c2p=RmRam大连理工大学电气工程系 确定各段总电阻值和各段电阻值确定各段总电阻值和各段电阻值各段总电阻值：各段总电阻值：R1=R0=RaR2=R1=2RaR3=R2=3RaRm=Rm1=mRa各段电阻值：各段电阻值：Rst1=R1RaRst2=R2R1Rst3=R3R2Rstm=RmRm18.2 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(3)起动级数已定时的起动电阻的计算起动级数已定时的起动电阻的计算 选择起动电流选择起动电流 I1。测出或由铭牌数据估算出测出或由铭牌数据估算出 Ra。计算计算Rm。计算计算。计算切换电流计算切换电流 I2，并校验之。，并校验之。确定各段总电阻值和各段电阻值。确定各段总电阻值和各段电阻值。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【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 I2I1=(1.5 2.0)IaN=(745.5 994)AI2=(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)求出起动时的电枢总电阻求出起动时的电枢总电阻 Rm840560=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(4)求出起动级数求出起动级数 m取取 m=5。(5)重新计算重新计算，校验，校验 I2440840=0.524 8.2 他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动Rm=UaNI1m=RmRalglg=4.76 0.5240.076 lg1.5 lg=RmRam0.5240.076=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(6)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R1=RaR2=2RaR3=3RaR4=4RaR5=5RaRst1=R1RaRst2=R2R1Rst3=R3R2Rst4=R4R3Rst5=R5R48.2 他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动=1.470.076 =0.11=1.4720.076 =0.16 =1.4730.076 =0.24 =1.4740.076 =0.35=1.4750.076 =0.52=(0.110.076)=0.034 =(0.160.11)=0.05 =(0.240.16)=0.08 =(0.350.24)=0.11=(0.520.35)=0.17 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1.改变电枢电阻调速改变电枢电阻调速OTnMIfUaIaUfRr RaRaRr TLbcn0a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 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 。调速的稳定性调速的稳定性(Ra+Rr)稳定性变差。稳定性变差。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 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 =RIa2 =UaIaEIa=UaIa(1E/Ua)=UaIa(1n/n0)=P1PP1=nn0 低速效率低。低速效率低。调速时的允许负载调速时的允许负载T=CTNIaN 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。调速的经济性调速的经济性P1=UaIa=EIaRIa28.3 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)一般用于一般用于串励或复励直流电动机拖动的电车、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=EnN8.3 他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速Ra=UaNIaN PN IaN=1.27 16034.44 00034.4额定运行时额定运行时E=UaNRaIaN=(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=N m=26.36 N m 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 N m=18.05 N m 2UaNCE n0=1600.080 2=r/min=1 995 r/min RaRrCECT2 n=T大连理工大学电气工程系由此求得由此求得 n TRr=CECT2Ra79518.05=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大连理工大学电气工程系2.改变电枢电压调速改变电枢电压调速8.3 他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速OTnUaUaTLbcn0n0a 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 。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。调速的稳定性：调速的稳定性：改变改变 Ua 调速范围：调速范围：D 不大（不大（D8）。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。调速时的允许负载调速时的允许负载:T=CTNIaN、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 N m。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 VRaCECT2 n=T1.270.080 20.766=26.36 r/min 大连理工大学电气工程系3.改变励磁电流调速改变励磁电流调速TLn不能跃变不能跃变E=CEn8.3 他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速OTn21bcan0n0If 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。调速方向调速方向在在 nN 以上（以上（IfN 以下）调节。以下）调节。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 调速的稳定性调速的稳定性 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。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。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 N m。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 4501 800=26.36 N m=21.23 N m 1 800=21.23 160CE1.27CECT2 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。1.能耗制动能耗制动电动状态电动状态nTMEUaIaUfMUfRbIa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TnE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。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=RaRbCECT2 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bOTn1n0TLaTL(1)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=0na=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，nO 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=EbRaRb 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MUfRbIaTnE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bOTn1n0TLa2ca 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MUfRbIaTnE制动过程制动过程电动状态电动状态nTMEUaIaUfTLTL反向起动反向起动TMUfRbTLnEIa能耗制动运行能耗制动运行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=CEnLT/CT校验校验RaRb EbIamax=CECT2nLTc(Rb大大)=CECT2nLTLT0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，采用的位能性恒转矩负载，采用能耗制动以能耗制动以 300 r/min 的速度下放重物，电枢电路应串联的速度下放重物，电枢电路应串联多大的制动电阻？多大的制动电阻？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=UaNIaN PN IaN=1.58 44065.3 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 N m=280.256 N m CT=9.55 CE=9.550.562=5.365 602 PNnNTN=606.2822103 600=N m=350.32 N m 336.91 600=0.562 CE=EnN280.256 5.365=A=52.24 A Ia=TLCT 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 EbIamax(2)下放重物时下放重物时357.46265.3=1.58 =1.16 Rb=RaCECT2nLTL=0.5625.365300280.2561.58 =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MUf2.反接制动反接制动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Rb8.4 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nTMEUaIaUfTLIaTnE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？大连理工大学电气工程系2n0 OTn1n0 TL 制动前：制动前：特性特性1n=UaCE RaCECT2T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=UaCE RaRbCECT2T8.4 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 bOTn1TLaMUfRbIaEUa大连理工大学电气工程系MUfUaTL(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nTMEUaIaUfTLRbIaT制动状态制动状态电枢接入电枢接入 Rb 瞬间瞬间 IaT TTL n E Ia T,TTL n=0，TTL 反向起动反向起动n0|n|E|Ia T T=TL。nEIa 的方向的方向？T的方向的方向？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OTn1n0TLa2c制动运制动运行状态行状态制动前：制动前：特性特性 1n=UaCE RaCECT2T制动开始后：制动开始后：特性特性 2n=UaCE RaRbCECT2Tbd 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)UaEdIadRaRb=Rb的选择的选择(各量取绝对值各量取绝对值)=UaCE nLT/CT=(UaCEnL)CTTLT0MUfUaRbIaE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 Iamax440357.46265.3=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 CTTL5.365280.256=(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TL2nn0 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。3.回馈制动回馈制动特点：特点：EUa OTn1n0(1)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nTMEUaIaUfTLMUfUaTLIaTnE下下坡坡n E Ia(T)n=n0,E=Ua,T=0nMUfUaTLE制动状态制动状态n E(Ua)Ia(T)0|T|MUfUaTLnEIaT8.4 他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动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MUfnEUaTL(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nTMEUaIaUfTLRbIaT制动过程制动过程反向起动反向起动MUfRbUaTLIaTnEn n0n EUaIa(T)反向反向制动状态制动状态MUfRbUaTLnEIaTIa 的方向的方向？T的方向的方向？作用？作用？限制限制 Iamax 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）=CEnLUaT/CT=(CEnLUa)CTTLT0MUfUaRbIaE稳定运行稳定运行 e 点点的的 E 和和 Ia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 EMUfUaRbIaE8.4 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nTMEUaIaUfTLMUfRbIaTnEUaTLMUfRbIaTnEUaTL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=(CEnUa)CTTLT0 Rb=(CEnUa)Ra CTTL5.365280.256 Rb=(0.5621 000440)1.58 =0.755 大连理工大学电气工程系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1.电动状态电动状态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2.制动状态制动状态OnT8.5 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MUaI Rst1.起动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2.调速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改变励磁电流调速改变励磁电流调速MUaI RrMUaI Rr（需改接成他励）（需改接成他励）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1.起动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2.调速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M+U励磁绕组并联电阻调速励磁绕组并联电阻调速M+U电枢并电枢并联电阻调速联电阻调速IfIaIfIa大连理工大学电气工程系3.制动制动能耗制动能耗制动电动状态电动状态M+URcM+UIE自励能耗制动自励能耗制动TnIEn他励能耗制动他励能耗制动RbIaT8.7 串励直流电动机的电力拖动串励直流电动机的电力拖动M+UIEnTTLTL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TE8.7 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M+UI3.制动制动反接制动反接制动M+UIEnTTLM+UIEnTLTTLn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Rb作用？作用？使使 Ia T TTLn Rb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1.起动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2.调速调速与并励电动机相同。与并励电动机相同。3.制动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大连理工大学电气工程系直流传动装置直流传动装置是全数字调速装置，它接到三相交流电网上，并能是全数字调速装置，它接到三相交流电网上，并能调节直流调速系统的电枢和励磁。调节直流调速系统的电枢和励磁。装置内参数设定单元装置内参数设定单元PMU。设定参数时不需要其他。设定参数时不需要其他辅助编程或测量装置。两台高性能辅助编程或测量装置。两台高性能16 位微处理器承担了位微处理器承担了电枢和励磁回路的所有开环和闭环控制功能。电枢和励磁回路的所有开环和闭环控制功能。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LFChun 制作大连理工大学电气工程系练练 习习 题题8.1.1 8.1.28.2.1 5.2.2 8.2.38.3.1 8.3.2 8.3.3 8.3.4 8.4.1 8.4.2 8.4.3 8.4.4 8.4.5 8.4.68.6.1 8.6.2*以教师画勾的题为准。以教师画勾的题为准。第第8 章章直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动下一章下一章