电传动控制基础第二章--直流牵引电机及其调速方式概要优秀PPT.ppt
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1、其次章其次章 直流牵引电机及其调速方式直流牵引电机及其调速方式2.1 直流牵引电机的工作特性直流牵引电机的工作特性 和机车牵引特性和机车牵引特性n n工作特性:U=UN If=IfN n、T、=f(Ia)n n机械特性:n=f(T)一 直流牵引电机特性 1.1.转速特性转速特性 n=f(Ia)n =U-In =U-Ia aRRa a/C/Ce e RRa a:电枢回路总电阻电枢回路总电阻 C Ce e :电势常数电势常数nIa(T)01.他(并)励3.积复励2.串励2.转矩特性转矩特性 T=f(Ia)T=CT=CT T I Ia a(或或M=CM=CM M I Ia a)C CT T:转矩常数
2、转矩常数0TIa1.他(并)励3 积复励2 串励3.机械特性机械特性 n=f(T)T TIaIa 机械特性具有机械特性具有与转速特性相与转速特性相像的形态像的形态nT01.他(并)励3.积复励2.串励二二 机车的牵引特性机车的牵引特性 机车轮周牵引力FK和轮周线速度VK之间的关系FK=f(VK)机车的速度特性 VK =f(a)机车的牵引力特性 FK=f(a)Fz:齿轮齿上所受的力DK3.轮对FK1.小齿轮节圆2.大齿轮节圆 机车的速度特性机车的速度特性 VK=f(Ia)机车的牵引力特性机车的牵引力特性 FK=f(Ia)VK n VK=f(Ia)与 n=f(Ia)形态相同 FK T VK=f(I
3、a)与 T=f(Ia)形态相同 机车的牵引特性机车的牵引特性FK=f(VK)FK=f(VK)由牵引由牵引电机的机械特性干脆确定电机的机械特性干脆确定T=f(n)T=f(n)三三 机车牵引特性的限制机车牵引特性的限制 n n2.2.最高速度限制最高速度限制n n3.3.粘着限制粘着限制n n4.4.最大允许电流限制最大允许电流限制n n5.5.平安换向限制平安换向限制 Fv43522.2各种励磁方式电机特性分析各种励磁方式电机特性分析一、串励和并励直流牵引电机性能比较一、串励和并励直流牵引电机性能比较(一)机械稳定性和电气稳定性(一)机械稳定性和电气稳定性 机械稳定性机械稳定性 指机车牵引列车正
4、常运行时,由于偶然的缘由,引起指机车牵引列车正常运行时,由于偶然的缘由,引起速度发生变更后,机车本身能复原到原有的稳定运行状态。速度发生变更后,机车本身能复原到原有的稳定运行状态。机械稳定性的条件:机械稳定性的条件:牵引特性曲线斜率牵引特性曲线斜率基本阻力曲线斜率基本阻力曲线斜率即:即:dF/dv dW0/dv一般一般dW0/dv0 不具有稳定性不具有稳定性 其他电动机其他电动机dF/dv W0 v 不稳定不稳定F2 W0 v 稳定稳定 电气稳定性电气稳定性 指机车牵引列车正常运行时,由于偶然的缘由,引起指机车牵引列车正常运行时,由于偶然的缘由,引起电机电流发生微量变更后,机车本身能复原到原有
5、的稳定运电机电流发生微量变更后,机车本身能复原到原有的稳定运行状态。行状态。动态电压平衡方程式:动态电压平衡方程式:Ud =E+IdR+L(dId/dt)Ud =E+IdR+L(dId/dt)E =Ce E =Ce n n Ud =Ce Ud =Ce n+IdR+L(dId/dt)n+IdR+L(dId/dt)电气稳定性分析图示电气稳定性分析图示UdId0AId1 Id12假定假定 Ud=CA:电气平衡状态电气平衡状态曲线曲线1:电气稳定:电气稳定曲线曲线2:电气不稳定:电气不稳定牵引电机电气稳定的必要条件:牵引电机电气稳定的必要条件:dUd/dId 0 0即电动机即电动机CeCe n+IdR
6、=fn+IdR=f(Id Id)的曲线斜)的曲线斜率为率为正值就具有电气稳定性正值就具有电气稳定性串励电机电气稳定性串励电机电气稳定性UdId0A在任何负载下斜率均为正在任何负载下斜率均为正具有电气稳定性具有电气稳定性 并励电机电气稳定性并励电机电气稳定性UdId0AB 只有在确定负载范围内才具有电气稳定性 A:稳定 B:不稳定(二)牵引电机之间的负载安排(二)牵引电机之间的负载安排n n 牵引电机特性有差异牵引电机特性有差异 动轮直径相同动轮直径相同n n 动轮直径不同动轮直径不同 牵引电机特性相同牵引电机特性相同 牵引电机特性有差异(动轮直径相同)牵引电机特性有差异(动轮直径相同)TId0
7、nnT2211Id1Id2nT2T1串励:串励:转速相同转速相同 n相同相同 Id1 Id2 差值较小差值较小 T1 T2 差值也较小差值也较小 牵引电机特性有差异(动轮直径相同)牵引电机特性有差异(动轮直径相同)TId0n21T21Id1Id2nT2T1并励:并励:转速相同转速相同 n相同相同 Id1 Id2 差值很大差值很大 T1 T2 差值也较大差值也较大 牵引电机动轮直径不同(特性相同)牵引电机动轮直径不同(特性相同)TId0nnTId1Id2n1T2T1n2串励:串励:由相同的转速差引起由相同的转速差引起 Id1 Id2 差值较小差值较小 T1 T2 差值也较小差值也较小 牵引电机动
8、轮直径不同(特性相同)牵引电机动轮直径不同(特性相同)TId0nTId2Id1n1T1T2n2并励:并励:由相同的转速差引起由相同的转速差引起 Id1 Id2 差值较大差值较大 T1 T2 差值也较大差值也较大(三)电压波动对牵引电机的影响(三)电压波动对牵引电机的影响TId0nnT21Id1Id2nT2T1串励:串励:转速不变转速不变 工作曲线工作曲线由由n1变为变为n2 Id1 Id2 差值较小差值较小 T1 T2 差值也较小差值也较小并励并励:TId0n21TId1Id2nT2T1 转速不变转速不变 工作曲线由工作曲线由n1变为变为n2结论:当电网电压波结论:当电网电压波动时,并励电机的
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