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1、1,8.1 他励直流电动机的机械特性 8.2 他励直流电动机的起动和反转 8.3 他励直流电动机的调速 8.4 他励直流电动机的制动 8.5 他励直流电动机的四象限运行,第8章 直流电动机的电力拖动,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,8.3 他励直流电动机的调速,一、改变电枢电阻调速,RaRaRc,b,c,n0,a,14,a,b,c,b,c,a,(1)调速方向：在 nN 以下 调节。(Ra + Rc) n ，(Ra + Rc) n 。 (2)调速的稳定性 (Ra + Rc) , 稳定性变差。,(3)调速范围：D 较小。,一、改变电枢电阻调速,15,(4) 调速的平滑性,电
2、枢电路总电阻, 低速效率低。,(6) 调速时的允许负载T = CTN IaN, 恒转矩调速。,取决于 Ra 的调节方式，一般为有级调速。(5) 调速的经济性P1 = Ua Ia = E IaR Ia2,一、改变电枢电阻调速,16,结论：,(1) 调速的经济性差。 (2) 调速方法简单，控制设备不复杂。 (3) 一般用于直流电动机拖动的电车、 炼钢车间的浇铸吊车等生产机械。,一、改变电枢电阻调速,17,(1) 调速方向：在 UN（或nN）以下调节。 Ua n ，Ua n 。 (2) 调速的平滑性：连续调节 Ua ，可实现无级调速。 (3) 调速的稳定性：改变 Ua (4) 调速范围宽 。 (5)
3、 调速的经济性：需要专用直流电源。 (6) 调速时的允许负载:T = CTN IaN,二、改变电枢电压调速,UaUa“,b,c,n0 n0“,a, 不变，,但 ,稳定性变差。,恒转矩调速。,19,8.4 他励直流电动机的制动,目的：快速停车、匀速下放重物等。 制动方法：机械制动、电气制动。,一、能耗制动,电动状态,制动状态,能耗制动时：动能转换成电能，被电阻消耗掉。,E,20,制动前：特性 1。 制动开始后：Ua = 0， n0 = 0特性 2,制动过程,b,a,1. 能耗制动过程 迅速停机,a 点b 点， na = nb，Ea = Eb,2,一、能耗制动,21,制动效果,Rb ,b,Ia ,
4、|Tb | ,制动快，停车迅速。, Iamax,切换点（b 点）,Rb 的选择,一、能耗制动,22,2. 能耗制动运行 下放重物,b,a,2,c,a 点b 点O 点 c 点,反向起动,制动过程,能耗制 动运行,一、能耗制动,23,24,制动过程,电动状态,反向起动,能耗制动运行,E,E,一、能耗制动,25,制动效果,b,Rb 特性 2 斜率下放速度 | nL | 。,Rb 的选择（各量取绝对值）,校验,(Rb大),（对切换点 b 点电流的限制）,一、能耗制动,26,【例8-1】 一台他励电动机，PN = 22 kW，UaN = 440 V，IaN = 65.3 A，nN = 600 r/min
5、，Iamax = 2IaN，T0 忽略 不计。试求：(1) 拖动 TL = 0.8 TN 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动电阻？ (2) 拖动 TL = 0.8 TN 的位能性恒转矩负载，采用能耗制动以 300 r/min 的速度下放重物，电枢电路应串联多大的制动电阻？,解： 由额定数据求得,27,(1) 迅速停机时 TL = 0.8TN= 0.8350.32 Nm = 280.256 Nm,CT = 9.55 CE = 9.550.562 = 5.365,E = UaNRa Ia = (4401.5852.24) V = 357.46 V,（切换点
6、b 点的 Eb ）,【例8-1】,28,(2) 下放重物时,该值大于 1.16 ，故满足 Iamax 的要求。,【例8-1】,29,二、反接制动,1. 电压反向反接制动 迅速停机,电动状态,制动状态, Ua,电枢反接时：,动能、电源电能均被 Rb 消耗掉。,作用？,限制 Iamax,Ia 的方向？,T 的方向？,E,30,制动前：特性1,制动开始后：,特性2,制动过程,b,a,c,d,a 点b 点， Ia 反向(Ia0) T 和 TL 的共同作用 n = 0，T 0，,na = nb，Ea = Eb， T 反向(T0) ， n立刻断电， 未断电，反向起动,制动开始； c 点停机。 d 点，反向
7、电动运行。,立刻 断电,二、反接制动,31,制动瞬间 b 点的 E,制动效果,2 (Rb小),b,Rb 特性 2 斜率制动转矩 制动快。,Rb 的选择（各量取绝对值）,2 (Rb大),二、反接制动,32,2. 电动势反向反接制动 下放重物,电动状态,制动状态,电枢接入 Rb 瞬间, Ia T,TTL n ,n = 0，TTL,反向起动 n0 | n |, | E | ,Ia,T T = TL 。,Ia 的方向？,T 的方向？,E,二、反接制动,33,a,2,c,制动运 行状态,制动前：特性 1,制动开始后：,特性 2,b,d, Ia 和 T 始终没有改变方向。,二、反接制动,34,制动效果,R
8、b 特性 2 斜率 下放速度 。,2(Rb大),(Rb小),Rb 的选择 (各量取绝对值),二、反接制动,35,【例8-2】 上例 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，试求电枢电路应串联的制动电阻值。 (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 不计。试求：(1) 拖动 TL = 0.8 TN 的反抗性恒转矩负载，采用反接制动实现迅速停机，电枢电路至少应串联多大的制动电阻？ (2) 拖动 TL = 0.8 TN 的位能性恒转矩负载，采用反接制动以 3
9、00 r/min 的速度下放重物，电枢电路应串联多大的制动电阻？)解：(1) 迅速停机在上例中已求得切换点的电动势E = 357.46 V，由公式可得,36,(2) 下放重物时（忽略 T0 ）,= 10.07 ,37,平地或上坡行驶时工作在 a 点。 下坡行驶时TL 反向TL2nn0 EUa Ia0 T0 b 点（TL2 = T ）。, n n0 电动机处于发电状态，动能转换为电能回馈电网。,三、回馈制动,特点：,EUa,1. 正向回馈制动 电车下坡,n , n ,a,b,38,电动状态,nEIa(T) n=n0, E=Ua, T=0,制动状态,n E (Ua) Ia(T)0|T|,三、回馈制
10、动,39,在降低电枢电压调速过程中,a,c,b,d,回馈制 动过程,在增加励磁电流调速过程中,a,c,b,d,工作点 跳到何处？,回馈制 动过程,三、回馈制动,40,2. 反向回馈制动 下放重物,电压反向,电动状态,制动过程,反向起动,n n0 n EUa Ia (T) 反向,制动状态,Ia 的方向？,T 的方向？,作用？,限制 Iamax,E,三、回馈制动,41,2. 反向回馈制动 下放重物,a,c,b,d,e,a 点,改变Ua极性 n不能跃变,c 点,b 点,反接制动,d 点,反向起动,e 点，T = TL 。,电压反向反 接制动过程,反向起动过程,回馈制动过程,回馈制 动运行,T TL
11、回馈制动,三、回馈制动,42,制动效果,Rb 特性 2 斜率 下放速度 。,2(Rb小),(Rb大),Rb 的选择 （各量取绝对值）,三、回馈制动,43,校验（各量取绝对值）,制动瞬间 b 点的 E,电压反接后瞬间,三、回馈制动,44,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,回馈制动状态,三、回馈制动,45,【例8-3】 上例 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电阻，以保证 IaIamax ；当转速反向增加到 n0 时，将制动电阻减小，使电动机以 1 000 r/min 下放重物。试求这时的制动电阻值。解：根据上例 求得的数据，可得,= 0.755 ,46,8.5 他励电动机在四象限中的运行状态,一、电动状态,47,二、制动状态,
