拖动直流电动机的起动调速幻灯片.ppt

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1、拖动直流电动机的起动调速第1页，共49页，编辑于2022年，星期六Tenn0TstTNnNn0T0 小，特性较硬；小，特性较硬；堵转状态：堵转状态：n=0，大，特性较软。大，特性较软。第2页，共49页，编辑于2022年，星期六一、固有机械特性一、固有机械特性:当当UN，N，Rc=0时，时，小，特性较硬。小，特性较硬。Ten二、人为机械特性：二、人为机械特性：1.电枢回路串电阻：电枢回路串电阻：R 0，大，特性较软。大，特性较软。Ran0Ra+RcTst第3页，共49页，编辑于2022年，星期六2.降低电压的人为机械特性：降低电压的人为机械特性：当当N，R=0时，降电源电压。时，降电源电压。Te

2、nUNn0U1n01U2n02TL第4页，共49页，编辑于2022年，星期六3.弱磁的人为机械特性：当弱磁的人为机械特性：当UN，R=0时，减弱励磁磁通。时，减弱励磁磁通。Ten1n01Nn02n02TL但励磁回路决不允许开路。但励磁回路决不允许开路。第5页，共49页，编辑于2022年，星期六例：例：他励直流电动机他励直流电动机PN22kW，UN220V，IN115A，nN1500rmin，Ra0.125，若保持若保持TL，求，求串串Rc 0.75，降压降压U=100V，=0.85N时的时的Ia和和n。解：解：第6页，共49页，编辑于2022年，星期六第7页，共49页，编辑于2022年，星期六

3、8.2他励直流电动机的起动和反转他励直流电动机的起动和反转起动过程：电动机从静止到稳定运行的过程。起动过程：电动机从静止到稳定运行的过程。要求：要求：Tst1.1TLIst（1.52.0）IN (Z2型直流电动机型直流电动机)一、一、直接起动直接起动Ist=（1020）IN，对于一般的直流电动机绝不允许直接起动。但对微型，对于一般的直流电动机绝不允许直接起动。但对微型直流电动机，可直接起动。直流电动机，可直接起动。第8页，共49页，编辑于2022年，星期六二、二、电枢回路串电阻起动电枢回路串电阻起动Ist U(Rst+Ra)，I1（1.52）INI2（1.11.2）INRst2Rst1UEMI

4、fIaUfKM1KM2TenRaRa+Rst1+Rst2n0Ts2TLRa+Rst1 Ts1ancnebcdef第9页，共49页，编辑于2022年，星期六起动电阻计算：起动电阻计算：TenRaRa+Rst1+Rst2n0Ts2TLRa+Rst1 Ts1ancnebcdef第10页，共49页，编辑于2022年，星期六第11页，共49页，编辑于2022年，星期六例例8-2他励直流电动机他励直流电动机PN20kW，UN220V，IN76A，nN1500rmin，Ra0.2，若采用四级起动，计算各级起动电阻。若采用四级起动，计算各级起动电阻。解：解：第12页，共49页，编辑于2022年，星期六例例8-

5、3对例对例8-2，要求，要求I11.5IN，计算起动级数和各级起动电阻。，计算起动级数和各级起动电阻。解：解：第13页，共49页，编辑于2022年，星期六结论：结论：选择的选择的I1，I2或或TS1，TS2范围越窄，分级起动的级数越多。范围越窄，分级起动的级数越多。第14页，共49页，编辑于2022年，星期六三、降低电枢电压起动三、降低电枢电压起动Ist URa（1.52）IN1.1TLTe（1.52）TNTenn0TLU2Ts2Ts1U1UNa第15页，共49页，编辑于2022年，星期六四、他励直流电动机的反转四、他励直流电动机的反转TenRaRa+Rcn0Ra+RcRa-n0第16页，共4

6、9页，编辑于2022年，星期六8.3直流电动机的调速直流电动机的调速一、一、电枢回路串联电阻调速电枢回路串联电阻调速Ten1n02TLabc第17页，共49页，编辑于2022年，星期六例例8-4一台他励直流电动机一台他励直流电动机PN22kW，UN220V，IN115A，nN1500rmin，Ra0.125，拖动恒转矩负载拖动恒转矩负载。若转速调到。若转速调到1000rmin，求电枢回，求电枢回路需串入多大电阻路需串入多大电阻?解：解：Ten1n02TLabc第18页，共49页，编辑于2022年，星期六二、二、降低电枢电源电压调速降低电枢电源电压调速Tenn0TL12abc第19页，共49页，

7、编辑于2022年，星期六例例8-5，例题，例题8-4中，中，拖动恒转矩负载拖动恒转矩负载。速度调到。速度调到1000rmin，采用改变电枢电，采用改变电枢电源电压调速时，电枢电源电压应调到多少伏？源电压调速时，电枢电源电压应调到多少伏？解：解：Tenn0TL12abc第20页，共49页，编辑于2022年，星期六三、弱磁调速三、弱磁调速Ten1n01Nn0TL12abc第21页，共49页，编辑于2022年，星期六例例8-6拖动恒转矩负载拖动恒转矩负载。弱磁磁通减少到。弱磁磁通减少到0.8额定磁通值，转速为多少额定磁通值，转速为多少？电机是否能长期运行在弱磁状态？电机是否能长期运行在弱磁状态？解：

8、解：第22页，共49页，编辑于2022年，星期六8.4他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动电气制动电气制动:电动机的电磁转矩电动机的电磁转矩Te 与转速与转速n 的方向相反，的方向相反，Te 起制动作用。起制动作用。制动的两个情况：制动的两个情况：(1)使系统迅速减速停车。即电动机从某一转速迅速减速到零的过使系统迅速减速停车。即电动机从某一转速迅速减速到零的过程；程；(2)限制位能性负载的下降速度，即电动机处于某一稳定的制动运行状限制位能性负载的下降速度，即电动机处于某一稳定的制动运行状态，此时电动机的电磁转矩态，此时电动机的电磁转矩Te 起到与负载转矩相平衡的作用。起到与负载转矩相平衡的

9、作用。第23页，共49页，编辑于2022年，星期六一、一、能耗制动能耗制动EMIaUTeTLnI电动状态电动状态EMIaTeTLnII能耗制动（过渡）过程能耗制动（过渡）过程RbTeEMIaTLnIV能耗制动运行能耗制动运行RbTen第24页，共49页，编辑于2022年，星期六OTenn0TL-TLabcnc第25页，共49页，编辑于2022年，星期六例例8-7一台他励直流电动机一台他励直流电动机UN220V，IN115A，nN1500rmin，Ra0.125，Iamax2IN，TL=0.9TN，拖反抗性负载停机，需串多大电阻？拖反抗性负载停机，需串多大电阻？拖拖位能性负载以位能性负载以-30

10、0rmin放重物，需串多大电阻？放重物，需串多大电阻？解：解：OTenn0TL-TLabcnc第26页，共49页，编辑于2022年，星期六第27页，共49页，编辑于2022年，星期六二、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EMIaUTeTLnI电动状态电动状态TenRbEMIaTeTLnII反接制动状态反接制动状态U第28页，共49页，编辑于2022年，星期六OTenn0TLabc第29页，共49页，编辑于2022年，星期六2倒拉反转制动倒拉反转制动拖位能性负载，拖位能性负载，串接串接Rb很大，很大，Tst TLEMIaUTeTLnI电动状态电动状态TenTeEMIaTLnI

11、V倒拉反转制动倒拉反转制动RbU第30页，共49页，编辑于2022年，星期六OTenn0TLabcd第31页，共49页，编辑于2022年，星期六例例8-7，例，例8-7中，中，Iamax2IN，TL=0.9TN，拖反抗性负载停机，电压拖反抗性负载停机，电压反接制动，需串多大电阻？反接制动，需串多大电阻？拖位能性负载以拖位能性负载以-1000rmin放重物，电放重物，电动势反接制动，需串多大电阻？动势反接制动，需串多大电阻？解：解：第32页，共49页，编辑于2022年，星期六第33页，共49页，编辑于2022年，星期六四、四、回馈制动：回馈制动：EU，Ia01正向回馈制动：正向回馈制动：U方向不

12、变。方向不变。EMIaUTeTLnI电动状态电动状态TenEMIaTeTLnII正向回馈制动正向回馈制动U第34页，共49页，编辑于2022年，星期六OTenn0TLan01bdc第35页，共49页，编辑于2022年，星期六EMIaUTeTLnI电动状态电动状态TenRbEMIaTeTLnII反接制动状态反接制动状态UTeEMIaTLnIV反向回馈制动反向回馈制动RbUTeEMIaTLnIII反向电动反向电动RbU2反反向向回回馈馈制制动动：改改变变U方方向向第36页，共49页，编辑于2022年，星期六OTenn0TL-TLabncced-n01第37页，共49页，编辑于2022年，星期六例例

13、8-9，例，例8-7中拖位能性负载，中拖位能性负载，TL=TN，反向回馈制动放重物，需用多大反向回馈制动放重物，需用多大转速？转速？电压反向瞬时，电压反向瞬时，Iamax2IN，需串多大制动电阻和用多大转速？，需串多大制动电阻和用多大转速？解：解：第38页，共49页，编辑于2022年，星期六第39页，共49页，编辑于2022年，星期六8.5他励直流电机的四象限运行他励直流电机的四象限运行第40页，共49页，编辑于2022年，星期六实验一实验一直流并励电动机调速实验直流并励电动机调速实验1、调速特性、调速特性（1）改变电枢电压调速）改变电枢电压调速保持保持UUN、If=IfN=常数，常数，T2常

14、数，测取常数，测取nf（Ua）。）。（2）改变励磁电流调速）改变励磁电流调速保持保持UUN，T2常数，测取常数，测取nf（If）。）。（1）改变电枢端电压的调速）改变电枢端电压的调速l）直流电动机）直流电动机M运行后，将电阻运行后，将电阻Rl调至零，调至零，If2调至校正值，再调节负载电阻调至校正值，再调节负载电阻R2、电枢电、电枢电压及磁场电阻压及磁场电阻Rf1，使，使M的的UUN，I0.5IN，IfIfN记下此时记下此时MG的的IF值。值。2）保持此时的）保持此时的IF值（即值（即T2值）和值）和IfIfN不变，逐次增加不变，逐次增加Rl的阻值，降低电枢两端的电压的阻值，降低电枢两端的电压

15、Ua，使，使Rl从零调至最大值，每次测取电动机的端电压从零调至最大值，每次测取电动机的端电压Ua，转速，转速n和电枢电流和电枢电流Ia。第41页，共49页，编辑于2022年，星期六第42页，共49页，编辑于2022年，星期六表表1-2IfIfN=mAT2=N Nm mUa（V）n（r/min）Ia（A）（2）改变励磁电流的调速）改变励磁电流的调速l）直流电动机运行后，将）直流电动机运行后，将M的电枢串联电阻的电枢串联电阻R1和磁场调节电阻和磁场调节电阻Rf1调至零，将调至零，将MG的磁的磁场调节电阻场调节电阻If2调至校正值，再调节调至校正值，再调节M的电枢电源调压旋钮和的电枢电源调压旋钮和M

16、G的负载，使电动机的负载，使电动机M的的UUN，I0.5IN记下此时的记下此时的IF值。值。2）保持此时）保持此时MG的的IF值（值（T2值）和值）和M的的U=UN不变，逐次增加磁场电阻阻值：直至不变，逐次增加磁场电阻阻值：直至n1.3nN，每次测取电动机的每次测取电动机的n、If和和Ia共取共取78组记录。组记录。第43页，共49页，编辑于2022年，星期六直流电动机型号和功用直流电动机型号和功用Z2Z2系列直流电动机有全国统一系列直流电动机有全国统一设计和企业标准改型两个系列，可设计和企业标准改型两个系列，可供恒转矩或转速范围不大于供恒转矩或转速范围不大于2 2：1 1（调磁场变速）的直流

17、电力拖动之（调磁场变速）的直流电力拖动之用。电动机的励磁方式为并励或他用。电动机的励磁方式为并励或他励（带有少量串励绕组）励（带有少量串励绕组）,他励电压他励电压为为110V110V或或220V220V。故此广泛应用在。故此广泛应用在对起对起动和调遣要求较高的生产机械，如：冶金动和调遣要求较高的生产机械，如：冶金工业轧钢机，卷扬机，电力机车，金属切工业轧钢机，卷扬机，电力机车，金属切削机床，造纸，印刷、纺织、印染、水泥，削机床，造纸，印刷、纺织、印染、水泥，塑料挤出机械的传动源。塑料挤出机械的传动源。第44页，共49页，编辑于2022年，星期六Z2型直流电动机技术数据表型直流电动机技术数据表额

18、定转速额定转速3000转转/分的电动机分的电动机型型号号额定功额定功率率额定额定电压电压额定额定电流电流额定转额定转速速削弱磁场削弱磁场时最大转时最大转速速最大励最大励磁功率磁功率效率效率飞轮力飞轮力矩矩重重量量kWVAr/minr/minW%kgm2kgZ2-110.81109.833000300052740.012300.82204.85300030005275Z2-121.111012.9300030006277.50.01535第45页，共49页，编辑于2022年，星期六Z3系列为型系列，用以代替系列为型系列，用以代替Z2老系列，为一般工业用小型直流电动机。老系列，为一般工业用小型直流

19、电动机。与与Z2系列相比，具有调速范围广，体积小，转动惯量小，质量轻等优点。安系列相比，具有调速范围广，体积小，转动惯量小，质量轻等优点。安装尺寸与国际电工委员会（装尺寸与国际电工委员会（IEC）推荐标准相同为卧式结构，机座带底脚。）推荐标准相同为卧式结构，机座带底脚。第46页，共49页，编辑于2022年，星期六Z4系列直流电动机是统一设计的新系列，可取代系列直流电动机是统一设计的新系列，可取代Z2、Z3系列，使用于转速系列，使用于转速范围大、过载能力范围大、过载能力1.6倍的电力拖动。恒功率弱磁向上调速可达到倍的电力拖动。恒功率弱磁向上调速可达到1.03.8nN，恒转矩降低电枢电压向下调速最

20、低可至恒转矩降低电枢电压向下调速最低可至20r/min。Z4与与Z2、Z3系列相比，具有系列相比，具有更多的优点。它不仅可用直流电源更多的优点。它不仅可用直流电源供电，更适用与静止整流电源供电，供电，更适用与静止整流电源供电，转动惯量小，有较好的动态性能，转动惯量小，有较好的动态性能，并能承受较高的负载变化率。适用并能承受较高的负载变化率。适用于需要平滑调速、效率高、自动稳于需要平滑调速、效率高、自动稳速、反应灵敏的控制系统。速、反应灵敏的控制系统。第47页，共49页，编辑于2022年，星期六额定电压为额定电压为160V的电动机，在单相桥式整流器供电的电动机，在单相桥式整流器供电情况下，在电枢

21、回路需要接入电抗器以抑制脉动电流。情况下，在电枢回路需要接入电抗器以抑制脉动电流。额定电压为额定电压为440V的电动机不需要外接电抗器。的电动机不需要外接电抗器。Z4系列电系列电动机一般不带有串励绕组，动机一般不带有串励绕组，Z4-315355型两个机组带有补型两个机组带有补偿机组。偿机组。Z4-100280型不带补偿机。型不带补偿机。2、直流电机主要系列、直流电机主要系列Z4系列：一般用途的小型直流电动机；系列：一般用途的小型直流电动机；ZT系列：广调速直流电动机；系列：广调速直流电动机；ZJ系列：精密机床用直流电动机；系列：精密机床用直流电动机；第48页，共49页，编辑于2022年，星期六

22、Z4直流电动机技术数据表直流电动机技术数据表型号型号额定额定功率功率额定转速额定转速磁场磁场转速转速电枢电枢电流电流励磁励磁功率功率电枢回电枢回路电阻路电阻电枢回电枢回路电感路电感磁场磁场电感电感外接外接电感电感效效率率惯惯量量矩矩重重量量160v400V440Vkwr/minr/minAW(20）mHHMh%Kg.m2kgZ4-100-12.21490300017.93151.1911.2221567.80.044721.59552630200017.92.1721.4131558.542960400013.32.82261878.94131040001280.121480300010.79.12861868.42.286030006.670.61.499020006.516.761631860.31.520005.163.2第49页，共49页，编辑于2022年，星期六