《第二章直流电动机的电力拖动》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第二章直流电动机的电力拖动（106页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系第一节第一节 他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性 第二节第二节 他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动 第三节第三节 他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速第四节第四节 他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动 第五节第五节 他励直流电动机的四象限运行他励直流电动机的四象限运行 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系第一节第一节 他励直流电动机的机械
2、特性他励直流电动机的机械特性 电动机的转速电动机的转速n 与电磁转矩与电磁转矩 Te 之间的之间的关关 系系n = f ( T )。一、一、 机械特性方程式机械特性方程式电枢电压：电枢电压：U励磁电流：励磁电流：If电枢总电阻电枢总电阻: Ra+ Rc 1、机械特性：机械特性：是指是指 = 常数常数 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系
3、nTMEaUIaUfTLRc 2、机械特性方程式的推导：机械特性方程式的推导： 电枢回路电压平衡方程式电枢回路电压平衡方程式 U = Ea + Ia (Ra+ Rc)电枢电动势电枢电动势：Ea=Ce n 电磁转矩：电磁转矩：T = CT Ian = UCeRa+Rc CeCT2 T = n0 T理想空理想空载转速载转速机械特机械特性斜率性斜率船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系Ra 电枢电阻电枢电阻Rc 电枢回路外串电阻电枢回路外串电阻Ce 电动势常数，电动势常数， CT 电磁转矩常数，电磁转矩常数，Ce = pN60aCT = pN2 a= 9.5
4、5 Ce 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系OTnTAnTkn0BC3、理想空载点、堵转点理想空载点、堵转点 理想空载点理想空载点A ：对应转速对应转速 堵转点堵转点B，也称起动点也称起动点 额定运行点额定运行点 Cn0 = U / Ce = 1 机械特性的硬度机械特性的硬度 越大机械特性越硬越大机械特性越硬 越小机械特性越软越小机械特性越软 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学
5、院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系二、二、 固有机械特性固有机械特性 当电磁转矩为额定转矩时，其对应转速为额定转速，当电磁转矩为额定转矩时，其对应转速为额定转速， nN为额定转速降。为额定转速降。 n = f (T )UaN , fN , RaN 点：额定状态点：额定状态 满足条件：满足条件： U=UN , =N , Rc = 0n = TUNCeNRa CeCTN2 = n0N TN= n0 nNOTnn0nNTNNT0 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设
6、备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系特点：特点：1）由于）由于Ra很小，则固有机械特性很硬，静差率有很小，则固有机械特性很硬，静差率有3%5%2）n0为理想空载转速，由于空载转矩为理想空载转速，由于空载转矩T0的存在，电机的实的存在，电机的实际空载转速为际空载转速为n0 = UNCeNRa CeCTN2 T0 n03）当转速）当转速n = 0时，电动机处于堵转状态，则其堵转电流为时，电动机处于堵转状态，则其堵转电流为Ist=UNRaTst= CTN Ist = CTN UNRN电枢电阻电枢电阻Ra很小，因此堵转电流很大，可达额定很小，因此堵转电流很大，可达额定
7、10-20倍倍 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系OTn三、三、 人为机械特性人为机械特性 改变改变UN、N、Rc中的任何一个条中的任何一个条件，都会改变机械特性。共件，都会改变机械特性。共3类：类：(RaRc) 即机械特性变软即机械特性变软 n = TUNCeNRaRc CeCTN2 1、增加电枢回路电阻时的人为特性、增加电枢回路电阻时的人为特性 n0RaRbTLRc 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化
8、学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系 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特点：特点： 1） 理想空载转速理想空载转速n0不变（即：与电枢回路不变（即：与电枢回路 电阻无关）电阻无关）2） 转速降转速降 n（或（或 ）随）随RaRc 成正比地增成正比地增 大。在相同转矩下，大。在相同转矩下，Rc 越大，越大， n 越大越大， 特性越软特性越软 电枢回路串电阻的人为机械特性可用于直流电动电枢回路串电阻的人为机械特性可用于直流电动机的起动及调速。机的起动及调速。 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流
9、电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系n0n0OTnUaUa 特点：特点： 1） 理想空载转速理想空载转速n0 与与Ua 成正比成正比 2） 转速降转速降 n（或（或 ）不变，各条特性均与固）不变，各条特性均与固有特性相平行有特性相平行Uan0但但、 不变不变机械特性的硬度不变。机械特性的硬度不变。n = TU CeNRa CeCTN2 改变电枢回路电压的人为机械特性常用于平滑调速改变电枢回路电压的人为机械特性常用于平滑调速 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电
10、气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系3 、减小励磁电流减小励磁电流If（即减小磁通（即减小磁通） 时的人为特性时的人为特性n = UN Ce Ra CeCT 2 T If n0 、 机械特性变软。机械特性变软。OTnn0n0IfIf 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系特点：特点： 1） 理想空载转速理想空载转速n0与与If 或或成反比成反比 2） 转
11、速降转速降 n（或（或 ）与）与2成反比成反比3） If / 减弱，所以只能从额定转减弱，所以只能从额定转速向上调速速向上调速 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系四、四、 机械特性的计算机械特性的计算 已知额定功率已知额定功率PN，额定电压，额定电压UN，额定电流，额定电流 IN，额定，额定转速转速nN , 计算和绘制机械特性。计算和绘制机械特性。 1、固有机械特性的计算、固有机械特性的计算直线上任意两点确定一条直线，选择两特殊点：直线上任意
12、两点确定一条直线，选择两特殊点：理想空载点（理想空载点（ T=0 , n=n0 ）额定工作点额定工作点(T=TN , n=nN ) 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系CeN = =EaNnNn0= UNCeN？UN IN RanN？方式方式2（估算）（估算）：根据普通直流电机额定运：根据普通直流电机额定运行时，行时，额定铜耗约占总损耗的额定铜耗约占总损耗的1/21/3！方式方式1：已直接给出：已直接给出Ra或者查技术手册得到或者查技术手册得到
13、求求Ra1） 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系电机总损耗电机总损耗pN = UNIN - PN额定铜耗额定铜耗 pCuN= I 2N RaUNIN - PN(23)I2NRa=I 2N Ra= （UNIN - PN）1 12 32）TN = CTN IN = 9.55 CeN IN额定转矩的计算：额定转矩的计算： 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统
14、2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系根据铭牌数据计算固有特性步骤：根据铭牌数据计算固有特性步骤： （1）根据）根据UN、PN、IN估算估算Ra （2）计算）计算CeN （3）计算）计算n0 （4）计算）计算TN2、总结固有机械特性的计算步骤、总结固有机械特性的计算步骤在坐标纸上标出（在坐标纸上标出（0，n0）、（）、（TN、nN）两点，连成一条直）两点，连成一条直线，即是固有特性曲线！线，即是固有特性曲线！ 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院
15、船电系轮机工程学院船电系2200.137= r/min = 1606 r/min UaNCe n0 = 解：解： 计算固有机械特性计算固有机械特性CeN =UN - IN RanN220 - 1150.125 1500= 0.137 UN IN - PN2I2NRa=220115 - 22103 21152= 0.125 【例例2.1.1】一台他励直流电动机一台他励直流电动机 PN = 22kW，UaN = 220 V，IaN = 115A，nN = 1500 r/min ，求其固有特性。若负载转，求其固有特性。若负载转矩为额定值不变，计算其在下列情况下的电流和电机的稳矩为额定值不变，计算其在
16、下列情况下的电流和电机的稳定转速。定转速。 1）电枢回路串入）电枢回路串入Rc= 0.75 的电阻；的电阻；2）电枢电）电枢电压降为压降为U = 100V；3）弱磁）弱磁 = 0.85N时。时。 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系连接连接 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。TN = 9.55 CeN IN = 9.55 0.137 115 = 1501） 电枢回路串电阻不影响电机的主磁通，因此当
17、负载转电枢回路串电阻不影响电机的主磁通，因此当负载转 矩为额定不变时，即电磁转矩矩为额定不变时，即电磁转矩Te保持不变，又保持不变，又 Te = CTN Ia，则有，则有 Ia= IN = 115An = UN (Ra+Rc) IaCe220 (0.125+0.75) 1150.137= 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系则电动机的稳定转速为则电动机的稳定转速为:船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系2） 降低电枢电压也不影响电机的主磁通，因此当负载转降低电枢电压也不影响电机的主
18、磁通，因此当负载转 矩为额定不变时，即电磁转矩矩为额定不变时，即电磁转矩Te保持不变，又保持不变，又 Te = CTN Ia，则有，则有 Ia = IN = 115An = U Ra IaCe100 0.1251150.137= = 625 r/min3） 当弱磁当弱磁 = 0.85N 时时, 负载转矩为额定不变时，即电磁负载转矩为额定不变时，即电磁转矩转矩Te保持不变保持不变, Te = CT Ia ，得得 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系= 871.4 r/min则电动机的稳定转速为则电动机的稳定转速为:船舶电气设
19、备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系则电动机的稳定转速为则电动机的稳定转速为:Ia = CTN INCT= N IN0.85 N = = 135.3ACT Ia= CTN IN，则则n = UN Ra IaCe220 0.125135.30.850.137= 1150.85=1744 r/min 船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系电机起动需满足的条件：电机起动需满足的条件： 足够大的起动转矩，一般足够大的起
20、动转矩，一般Tst 1.1TL 起动电流限制在安全范围内，一般起动电流限制在安全范围内，一般 Ist (1.5 - 2.0) IN 直接起动后果直接起动后果 起动瞬间：起动瞬间： n = 0，Ea = 0，对于他励电动机，对于他励电动机 第二节第二节 他励直流电动机的起动他励直流电动机的起动 起动起动：指电动机接通电源后，转速从：指电动机接通电源后，转速从 n = 0 上升到稳上升到稳定负载转速定负载转速nL的过程称为起动过程或起动。的过程称为起动过程或起动。 Ist = UNRa= (10 20) IN 换向决不允许换向决不允许! T = Tst = CTN Ist = (10 20) TN
21、 四个后果四个后果：电磁力大，损坏绕组；换向困难；加速过电磁力大，损坏绕组；换向困难；加速过快，损坏传动机构；电网电压波动快，损坏传动机构；电网电压波动 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系OT (Ia)nT1(I1)TL(IL)T2(I2)abdcefp降低电枢电压起动过程降低电枢电压起动过程需要可调直流电源需要可调直流电源从低到高调节电枢回路电压从低到高调节电枢回路电压 一、一、 降低电枢电压起动降低电枢电压起动起动瞬间起动瞬间 Ist 通
22、常限制在通常限制在( 1.52 ) IN起动时最低电压为起动时最低电压为 U = (1.52) IN Ra 1.1TL Te (1.52) TN 他励直流电动机的三种起动方法：直接起动、降压起他励直流电动机的三种起动方法：直接起动、降压起动和电枢回路串电阻起动动和电枢回路串电阻起动 。 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系二、二、 电枢回路串联电阻分级起动电枢回路串联电阻分级起动 电枢回路允许串入的最大电阻电枢回路允许串入的最大电阻值值 Rst
23、 = UNImax- Ra 1、起动过程、起动过程 可以达到限制起动电流的目的起动后，若仍串接可以达到限制起动电流的目的起动后，若仍串接Rst系统只能在较低转速下运行，为了得到额定转速，系统只能在较低转速下运行，为了得到额定转速，必须逐渐切除必须逐渐切除Rst以三级起动为例以三级起动为例 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系OT (Ia)nT1(I1)TL(IL)T2(I2)abdcefghwMIfIa Uf Rst1 UN Rst2Rst3R
24、aR1R2R3KM1KM2KM3R1 = Ra + Rst1 R2 = Ra + Rst1 + Rst2 R3 = Ra + Rst1 + Rst2 + Rst3 T1 = ( 1.5 2 ) TN T2 = ( 1.11.2 ) TN 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系OT (Ia)n2. 电枢回路起动电阻的计算电枢回路起动电阻的计算T1(I1)TL(IL)T2(I2)a1a2(1) 起动过程起动过程 串联串联 (Rst1+Rst2) 起动
25、：起动： R2 = RaRst1Rst2 起动转矩起动转矩 (电流电流)：T1 (I1) = (1.5 2) 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)b2b1MIfUaIaUfRst1 Rst2TMba 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系OT (Ia)nT1(I1)TL(IL)T2(I2)a1a2b2b1TMba 切除切除 Rst1
26、 ：R0 = RaMIfUaIaUfRst1 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。 加速加速一般级数取一般级数取 m=24 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系 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 (1) 起动级数未定时的起动电阻的计算起动级数
27、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) IaN (TL) = I1I2 Ra=UaN IaN IaN PN 22 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系求出起动时的电枢求出起动时的电枢总电阻总电阻 (即电枢回路最大总电阻即电枢回路最大总电阻)Rm 确定确定起动级数起动级数 mm =RmRa lglgRm =
28、UaN I1 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系nb2 = nc1 即：即：Eb2 = Ec1 UaNR1I2 = UaNR0 I1 R1I2 = R0I1 R1 = 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= mRa 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 OT (Ia)nT1(I1)TL(IL)T2(I2)a1a2b2b1ba
29、cc1c2p =RmRam 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系 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 = Ra R2 = R1= 2Ra R3 = R2= 3Ra Rm = Rm1 = mRa各段电阻值：各段电阻值： Rst1 = R1Ra Rst2 = R2R1 Rst3 = R3R2 Rstm = RmRm1 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与
30、自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系(2) 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。 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船
31、电系轮机工程学院船电系 【例例2.2.1】 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 = 1500 r/min ，Ra = 0.076 ，采用电枢串电阻起动。，采用电枢串电阻起动。求起动级数和各级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选取选取 I1 = 840 A， I2 = 560 A。(2) 求出起切电流比求出起
32、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 = I1I2 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系(4) 求出起动级数求出起动级数 m取取 m = 5。(5) 重新重新 ，校验，校验 I2 440840= = 0.524 Rm =UaN I1m =RmRa lg lg= = 4.76 0.5240.076 lg1.5 lg =RmRam0.524 0.076 = 1.47 58401.47= A =
33、 571 A I2 = I1 (在规定的范围内在规定的范围内) 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系(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 = 4Ra R5 = 5RaRst1 = R1RaRst2 = R2R1Rst3 = R3R2Rst4 = R4R3Rst5 = R5R4= 1.470.076 = 0.11 = 1.4720.076 = 0.16 = 1.473
34、0.076 = 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 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系第三节第三节 他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速调速概念：调速概念： 为满足生产机械工
35、艺的速度要求，通过为满足生产机械工艺的速度要求，通过改变电机参数改变电机参数使使电机转速发生改变，称为电机转速发生改变，称为电气调速电气调速。区别两个概念：区别两个概念：调速、速度变化调速、速度变化一、一、 调速指标调速指标 调速范围、调速的静差率、调速平滑性、经济性、容许调速范围、调速的静差率、调速平滑性、经济性、容许输出输出 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系 调速范围调速范围 指电动机指电动机在额定负载时在额定负载时所能达到的最高转速与
36、最低转所能达到的最高转速与最低转速之比。速之比。 例如：车床例如：车床D = 2120，龙门刨床，龙门刨床D = 1040，造纸机，造纸机D = 120，轧钢机，轧钢机D = 3120D =nmaxnmin 扩大调速范围扩大调速范围D的两条限制的两条限制 nmax受到电动机的机械强度和换向条件的限制，受到电动机的机械强度和换向条件的限制，nmin受受到相对稳定性的限制到相对稳定性的限制 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系 调速的静差率调速的静
37、差率 指指在同一条机械特性上，额定负载时的转速降与理想在同一条机械特性上，额定负载时的转速降与理想空载转速之比。空载转速之比。 机械特性越硬，机械特性越硬，n愈小，静差率就愈小，静差率就愈小，转速相对稳定性就愈好。愈小，转速相对稳定性就愈好。 普通车床要求普通车床要求%30%，龙门刨床，龙门刨床小于小于10%，高精度的造纸机要求小于，高精度的造纸机要求小于0.1% =nn0 100% =n0 - nn0 100%OTnRaTNbn0an 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工
38、程学院船电系轮机工程学院船电系 调速平滑性调速平滑性指相邻两级转速之比，用系数指相邻两级转速之比，用系数表示表示 调速经济性调速经济性 容许输出容许输出 比值越接近于比值越接近于1，调速平滑性越好。一定范围内调速级，调速平滑性越好。一定范围内调速级数越多，平滑性越好。数越多，平滑性越好。= =nini-1指调速设备的初期投资、运行效率、维护费用等。指调速设备的初期投资、运行效率、维护费用等。 指电机在得到充分利用时，调速过程所能输出的功率和指电机在得到充分利用时，调速过程所能输出的功率和转矩。稳态时，电机的实际输出由负载决定，应使调速方转矩。稳态时，电机的实际输出由负载决定，应使调速方法适应负
39、载的要求。法适应负载的要求。 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系n =CeUaRaCeCT 2T二、二、 调速方法调速方法OTnMIfUaIaUfRc RaRaRcbcn0a1. 改变电枢电阻调速改变电枢电阻调速三种方法：三种方法：电枢串电阻调速、降压调速、减弱磁通调速电枢串电阻调速、降压调速、减弱磁通调速TL 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 20
40、24/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系aOTnRaRaRc n0TLTLbcOTnRaRaRc n0bca 调速方向：在调速方向：在 nN 以下调节。以下调节。 (Ra + Rc) n ，(Ra + Rc) n 。 调速的稳定性调速的稳定性 (Ra + Rc) 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。 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系 调速的平滑性调速的平滑性 电枢电路总电阻
41、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。 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。 调速的经济性调速的经济性 P1 = Ua Ia = E IaR Ia2 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工
42、程学院船电系 结论：结论：优点：设备简单，初期投资少。优点：设备简单，初期投资少。缺点：缺点：(1) 属于有级调速，且有限级数，平滑性差属于有级调速，且有限级数，平滑性差(2) 轻载时，调速范围小轻载时，调速范围小(3) 低速时，效率低，电能损耗大低速时，效率低，电能损耗大(4) 低速时，转速稳定性差低速时，转速稳定性差(5) 一般用于对调速性能要求不高的场合一般用于对调速性能要求不高的场合 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系 【例例2.3.
43、1】 一台他励电动机，一台他励电动机， PN = 22 kW，UN = 220 V，IN = 115A，nN = 1500 r/min ，Ra=0.125，现拖动恒转，现拖动恒转矩负载在额定工作点稳定运行。要使电动机转速降低至矩负载在额定工作点稳定运行。要使电动机转速降低至 1000 r/min，需在电枢电路串联多大的调速电阻，需在电枢电路串联多大的调速电阻 ？ 由于拖动恒转矩负载，且磁通不变，根据由于拖动恒转矩负载，且磁通不变，根据 Te=CT Ia=Te=C可知，调速前后电枢电流不变，故转速降为可知，调速前后电枢电流不变，故转速降为1000r/min时，应串联的电阻值为时，应串联的电阻值为
44、解：解：220 - 0.1251151500= = 0.137 Ce = UN - RaINnN Rc = UN - CenIN - Ra = 220 - 0.1371000115- 0.125=0.6 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系2. 改变电枢电压调速改变电枢电压调速TLOTnUaUabcn0n0a 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
45、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 = CTN IaN 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。 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系 【例例2.3.2】 例例 2.3.1 中的他励电动机，中的他励电动机，
46、PN = 22 kW，UN = 220V，IN = 115A，nN = 1500 r/min ，Ra=0.125，拖动恒转矩负载运行，拖动恒转矩负载运行，TL = TN。现采用改变电枢电压调速。现采用改变电枢电压调速。试问要使转速降低至试问要使转速降低至 1000 r/min，电枢电压应降低到多少，电枢电压应降低到多少 ？ 解：解：拖动恒转矩负载，且磁通不变，根据拖动恒转矩负载，且磁通不变，根据 Te=CT Ia=Te=C可知，调速前后电枢电流不变，故转速降为可知，调速前后电枢电流不变，故转速降为1000r/min时，电枢电压应降为时，电枢电压应降为Ua = CE n + RaIN = 0.1
47、371000 +0.125115 = 151V 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系3. 改变励磁电流调速改变励磁电流调速n不能跃变不能跃变E = Ce nTLOTn21 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 。 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
48、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。 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系 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
49、 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。 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系 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。 通常把降压调速和弱磁通调速配合起来用，以电通常把降压调速和弱磁通调速配合起来用，以电动机的额定转速作为基
50、速，在基速以下调压，在基动机的额定转速作为基速，在基速以下调压，在基速以上调磁，可扩大速以上调磁，可扩大 D，实现双向调速。，实现双向调速。 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系 由于电动机在弱磁状态下的电枢电流是额定值的由于电动机在弱磁状态下的电枢电流是额定值的1.25倍，倍，故不能长期使用。此时电动机的转速为故不能长期使用。此时电动机的转速为 【例例2.3.3】 例例 2.3.1 中的他励电动机，拖动恒功率负中的他励电动机，拖动恒功率负载运
51、行，现采用改变励磁电流调速。当磁通降低为载运行，现采用改变励磁电流调速。当磁通降低为 = 0.8N时，电机转速为多少？时，电机转速为多少？电动机能否长期运行于弱磁状电动机能否长期运行于弱磁状态？态？ 解：解：由于负载为恒转矩性质，由转矩平衡方程式可得，由于负载为恒转矩性质，由转矩平衡方程式可得，CTN IN = CT ( 0.8N ) Ia ，所以，所以 Ia = 1.25 IN = 1.25115 = 143.75 An = UN - RaIaCN ( 0.8N ) = 220 - 0.1251.251150.80.137= 1843 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动
52、电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系制动的目的：制动的目的：快速停车快速停车、匀速下放重物匀速下放重物等。等。第四节第四节 他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动 制动制动：使拖动系统从某一稳定转速很快减速停车：使拖动系统从某一稳定转速很快减速停车，或是为了限制电动机转速的升高（如起重机下放重，或是为了限制电动机转速的升高（如起重机下放重物时、电车下坡时），使其在某一转速下稳定运行，物时、电车下坡时），使其在某一转速下稳定运行，以确保设备和人生安全。以确保设备和人生安全。能耗制动能耗制动反接制动反
53、接制动回馈制动回馈制动机械制动机械制动电气制动电气制动自由停车自由停车 电压反接制动电压反接制动电势反接制动电势反接制动正向回馈制动正向回馈制动反向回馈制动反向回馈制动制动方法：制动方法： 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系电气制动特点：电气制动特点：电磁转矩与转速方向相反！电磁转矩与转速方向相反！自由停车：自由停车： 电机运行时，切断电枢电源，系统的转速电机运行时，切断电枢电源，系统的转速 慢慢的降下来慢慢的降下来机械制动：机械制动：采用机
54、械抱闸的方式进行制动采用机械抱闸的方式进行制动电气制动：电气制动：由电动机本身产生一个与转动方向相反的由电动机本身产生一个与转动方向相反的 电磁转矩（即制动转矩）来实现制动电磁转矩（即制动转矩）来实现制动电气制动优点：电气制动优点：制动转矩大，制动时间短，便于控制，制动转矩大，制动时间短，便于控制，容易实现自动化容易实现自动化 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系一、一、 能耗制动能耗制动 电动状态电动状态nTMEUaIaUfMUfRbIaTn
55、E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 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系制动前：制动前：特性特性 1。 制动开始后：制动开始后： Ua = 0， Ia =n = RaRb CE CT 2 T 特性特性 2 制动过程制动过程(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 = 0 na = nb，Ea = Eb T 反向反向 (T0
56、 ) ， 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。 bOTn 1n0TLaTL2-Ea RaRb 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系 制动效果制动效果 Tb Tb2 (Rb大大)bOTn1TLa2 (Rb小小)bRb Ia |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 EbIamaxMUfRb
57、IaTnE 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系(2) 能耗制动运行能耗制动运行 下放重物下放重物 a 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 E Ia T = TL (c 点点)。 bOTn 1n0TLa2c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nTTL 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动
58、机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系制动过程制动过程电动状态电动状态nTMEaUaIaUfTLMUf RbIaTnEaTL反向起动反向起动TMUf RbTLnEaIa能耗制动运行能耗制动运行 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系nLnL2 bOTn1TLac 制动效果制动效果 2 (Rb小小)bTT Rb 特性特性 2 斜率斜率 下放速
59、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） 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系 【例例2.3.1】 一台他励直流电动机，一台他励直流电动机，PN
60、 = 40 kW，UaN = 220 V，IaN = 210 A，nN = 1000 r/min，电枢内阻，电枢内阻Ra =0.07，T0 忽略不计。试求：忽略不计。试求： (1) 在额定负载下进行能耗制动，欲使制动电流等于在额定负载下进行能耗制动，欲使制动电流等于2 IaN 时，电枢应外接多大电阻？时，电枢应外接多大电阻？ (2) 求出它的机械特性方程式？求出它的机械特性方程式？ (3) 如果电枢直接短接，制动电流应多大？如果电枢直接短接，制动电流应多大？ (4) 拖动拖动 TL = 0.8 TN 的位能性恒转矩负载，采用能耗的位能性恒转矩负载，采用能耗制动以制动以 800 r/min 的速
61、度下放重物，电枢电路应串联多大的的速度下放重物，电枢电路应串联多大的制动电阻？制动电阻？ 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系解：解： (1) 额定负载时，电动机电动势额定负载时，电动机电动势EaN = UaN IaNRa = 220 - 2100.07 = 205.3 V 按要求按要求 Imax= - 2 IaN = - 2210 = - 420 A 能耗制动时，电枢应外接电阻能耗制动时，电枢应外接电阻 (2) 机械特性方程式机械特性方程式
62、第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系机械特性方程式为：机械特性方程式为： (3) 如果电枢直接短接，则制动电流为如果电枢直接短接，则制动电流为 此电流约为额定电流的此电流约为额定电流的14倍，由此可见能耗制动时，倍，由此可见能耗制动时，不允许直接将电枢短接不允许直接将电枢短接 ，必须接入一定数值的制动电阻，必须接入一定数值的制动电阻 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶
63、电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系 (4) 当当TL = 0.8 TN时，电机稳定下放重物时电枢电流为时，电机稳定下放重物时电枢电流为 二、二、 反接制动反接制动 反接制动时，电压反接制动时，电压U与电枢电动势与电枢电动势Ea变为同方向，变为同方向，实现反接制动有两种方法实现反接制动有两种方法 电压反向反接制动电压反向反接制动 转速反向反接制动转速反向反接制动 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系MUf
64、1. 电压反向反接制动电压反向反接制动 Rb电动状态电动状态nTMEUaIaUfTLIaTnE制动状态制动状态 UaTL 作用？作用？ 限制限制 Iamax Ia 的方向的方向？T 的方向的方向？1)制动原理：制动原理： 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系电枢反接时：电枢反接时：Ua和电动势和电动势Ea 方向一致，使得电枢回路有近方向一致，使得电枢回路有近 两倍的额定电压；两倍的额定电压； 由于电枢电阻由于电枢电阻Ra很小，导致大的反向电流很
65、小，导致大的反向电流 ； 为限制过大的电流，在电压反接的同时，在为限制过大的电流，在电压反接的同时，在 电枢回路中需串入反接制动电阻电枢回路中需串入反接制动电阻Rb电枢反接时：电枢反接时： 动能动能、电源电能均被电源电能均被 Rb 消耗掉。消耗掉。 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系2n0 OTn1n0 TL 制动前：制动前：特性特性1 n =Ua Ce Ra CeCT 2 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
66、= Ua Ce RaRb CeCT2 Tbacda 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e 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系电压反接制动到达电压反接制动到达c
67、点时：点时：n=0,电磁转矩电磁转矩Tc为负值，此时：为负值，此时： a. 若要求停车，就必须马上断开电源，并施加机械抱闸若要求停车，就必须马上断开电源，并施加机械抱闸 b. 若负载是反抗性负载时，当若负载是反抗性负载时，当 时，时， 使使 ，电动机将反向起动，并加速到，电动机将反向起动，并加速到d点稳定运点稳定运行（行（-Td = -TL）。则电动机工作在反向电动状态。）。则电动机工作在反向电动状态。 c. 若负载是位能性负载时，无论若负载是位能性负载时，无论 多大，都有多大，都有在位能负载和在位能负载和Tc的共同作用下，电动机都将反向加速，并的共同作用下，电动机都将反向加速，并加速到加速到
68、e点稳定运行。电动机工作在回馈制动状态。点稳定运行。电动机工作在回馈制动状态。 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系2) 机械特性及制动电阻的计算：机械特性及制动电阻的计算： 电压反接制动的特点：电压反接制动的特点： Ua 反向，反向，= N ，R=Ra+Rb 故理想空载转速为：故理想空载转速为： = n0 Ua Ce 故机械特性方程式为：故机械特性方程式为： n = RaRb CeCT2 T- n0 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动
69、机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系制动瞬间制动瞬间b 点的点的 ERaRb Ua Eb Iamax2 (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 bOTn1TLaMUfRbIaE Ua 制动效果制动效果 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院
70、船电系轮机工程学院船电系2 电动势电动势(转速转速)反向反接制动反向反接制动 下放重物下放重物 1)制动原理：制动原理：拖动位能性负载时，在电枢回路串联制动拖动位能性负载时，在电枢回路串联制动 电阻，使电阻，使Tst 02) 机械特性及制动电阻的计算：机械特性及制动电阻的计算： 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系2dn0bOTn1TLa 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
71、) 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 TLT0MUfUaRbIaE稳定运行稳定运行 d 点点的的 E 和和 Ia 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系 【例例2.3.2】 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
72、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的反抗性恒转矩负载 (2) 拖动拖动 TL = 0.8 TN 的位能性恒转矩负载，采用反接制动的位能性恒转矩负载，采用反接制动以以 300 r/min 的速度下放重物，电枢电路应串联多大的制动的速度下放重物，电枢电路应串联多大的制动电阻？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 Ra =UaN IaN PN IaN= = 1.58 440 65.3 22103 34.4 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动
73、电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系(1) 迅速停机时迅速停机时 TL = 0.8TN = 0.8350.32 = 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.
74、46 V （切换点（切换点 b 点的点的 Eb ） 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系RF Ra Ua Eb Iamax= 1.58 = 4.526 440357.46 265.3(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 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力
75、系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系 n n0 T也变向，使也变向，使T与与n反向，反向，T为制动转矩为制动转矩 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。 特点：特点： Ea U，迫使迫使 Ia改变方向改变方向,由电由电枢枢流向电源流向电源三、回馈制动三、回馈制动 在电动机制动的同时，使电动机转速高于理想空载转在电动机制动的同时，使电动机转速高于理想空载转速，把拖动系统的动能转换成电能回馈给电网。速，把拖动系统的动能转换成电能回馈给电网。 电动机既工作在制动状态，又向电源回
76、馈能量的工作电动机既工作在制动状态，又向电源回馈能量的工作状态称为回馈制动状态称为回馈制动正向回馈制动正向回馈制动 反向回馈制动反向回馈制动 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系1 正向回馈制动正向回馈制动 电车下坡电车下坡 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 n OTn1n0TL12TL23ab 第二章第二
77、章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电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| MUfUaTLnEIaT 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系TL 在降低电
78、枢电在降低电枢电 压调速过程中压调速过程中 TLOTnUa1n01Ua2n02acbd 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 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系MUfnE UaTL2 反向回馈制动反向回馈制动 下放重物下放重物 电压反向电压反向电动状态电动状态nTMEUaIaUfTLRbIaT制动过
79、程制动过程反向起动反向起动MUfRb UaTLIaTnE n n0 n EUaIa (T) 反向反向制动状态制动状态MUfRb UaTLnEIaTIa 的方向的方向？T 的方向的方向？ 作用？作用？ 限制限制 Iamax 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系OTn1n0TL2n0acbd 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
80、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 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系 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 。 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 Ia 第二章第
81、二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系 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 EMUfUaRbIaE电压反接后瞬间电压反接后瞬间 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电
82、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 电动状态电动状态nTMEUaIaUfTLMUfRbIaTnE UaTLMUfRbIaTnE UaTL 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系第四节第四节 他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速调速概念：调速概念： 为满足生产机械工艺的速度要求，通过为满足生产机械工艺的速度要求，通过改变电机参数改变电机参数使使
83、电机转速发生改变，称为电机转速发生改变，称为电气调速电气调速。区别两个概念：区别两个概念：调速、速度变化调速、速度变化一、一、 调速指标调速指标 调速范围、调速的静差率、调速平滑性、经济性、容许调速范围、调速的静差率、调速平滑性、经济性、容许输出输出 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系 调速范围调速范围 指电动机指电动机在额定负载时在额定负载时所能达到的最高转速与最低转所能达到的最高转速与最低转速之比。速之比。 例如：车床例如：车床D = 2
84、120，龙门刨床，龙门刨床D = 1040，造纸机，造纸机D = 120，轧钢机，轧钢机D = 3120D =nmaxnmin 扩大调速范围扩大调速范围D的两条限制的两条限制 nmax受到电动机的机械强度和换向条件的限制，受到电动机的机械强度和换向条件的限制，nmin受受到相对稳定性的限制到相对稳定性的限制 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系 调速的静差率调速的静差率 指指在同一条机械特性上，额定负载时的转速降与理想在同一条机械特性上，额定负
85、载时的转速降与理想空载转速之比。空载转速之比。 机械特性越硬，机械特性越硬，n愈小，静差率就愈小，静差率就愈小，转速相对稳定性就愈好。愈小，转速相对稳定性就愈好。 普通车床要求普通车床要求%30%，龙门刨床，龙门刨床小于小于10%，高精度的造纸机要求小于，高精度的造纸机要求小于0.1% =nn0 100% =n0 - nn0 100%OTnRaTNbn0an 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系 调速平滑性调速平滑性指相邻两级转速之比，用系数指
86、相邻两级转速之比，用系数表示表示 调速经济性调速经济性 容许输出容许输出 比值越接近于比值越接近于1，调速平滑性越好。一定范围内调速级，调速平滑性越好。一定范围内调速级数越多，平滑性越好。数越多，平滑性越好。= =nini-1指调速设备的初期投资、运行效率、维护费用等。指调速设备的初期投资、运行效率、维护费用等。 指电机在得到充分利用时，调速过程所能输出的功率和指电机在得到充分利用时，调速过程所能输出的功率和转矩。稳态时，电机的实际输出由负载决定，应使调速方转矩。稳态时，电机的实际输出由负载决定，应使调速方法适应负载的要求。法适应负载的要求。 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力
87、拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系n =CeUaRaCeCT 2T二、二、 调速方法调速方法OTnMIfUaIaUfRc RaRaRcbcn0a1. 改变电枢电阻调速改变电枢电阻调速三种方法：三种方法：电枢串电阻调速、降压调速、减弱磁通调速电枢串电阻调速、降压调速、减弱磁通调速TL 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系aOTnRaRaRc n
88、0TLTLbcOTnRaRaRc n0bca 调速方向：在调速方向：在 nN 以下调节。以下调节。 (Ra + Rc) n ，(Ra + Rc) n 。 调速的稳定性调速的稳定性 (Ra + Rc) 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。 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系 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 = R Ia2 = Ua Ia E Ia = Ua Ia
89、(1 E / Ua) = Ua Ia (1 n / 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 = 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。 调速的经济性调速的经济性 P1 = Ua Ia = E IaR Ia2 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系 结论：结论：优点：设备简单，初期投资少。优点：设备简单，初期投资少
90、。缺点：缺点：(1) 属于有级调速，且有限级数，平滑性差属于有级调速，且有限级数，平滑性差(2) 轻载时，调速范围小轻载时，调速范围小(3) 低速时，效率低，电能损耗大低速时，效率低，电能损耗大(4) 低速时，转速稳定性差低速时，转速稳定性差(5) 一般用于对调速性能要求不高的场合一般用于对调速性能要求不高的场合 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系 【例例2.4.1】 一台他励电动机，一台他励电动机， PN = 4 kW，UaN = 160
91、V，IaN = 34.4 A，nN = 1 450 r/min ，用它拖动恒转矩负，用它拖动恒转矩负载运行。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 Rb ？ 解：解： 电枢电阻电枢电阻 116.31 1 450= = 0.080 2 CE = EnN 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 第二章
92、第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系CT = 9.55 CE = 9.550.080 2 = 0.766 602 PNnNTN =606.284 0001 450= Nm = 26.36 Nm n = n0 n = 795 r/min n0 = UN/CEN = 1995r/minRa+RbCECT2 nTN =Rb= n CECT2 TN- Ra = 0.583OTnRaRaRbTLbcn0a 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动
93、 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系2. 改变电枢电压调速改变电枢电压调速TLOTnUaUabcn0n0a 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 = CT
94、N IaN 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。 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系 【例例2.4.2】 例例 2.4.1 中的他励电动机，拖动恒转矩负中的他励电动机，拖动恒转矩负载运行，载运行，TL = TN。现采用改变电枢电压调速。试问要使转。现采用改变电枢电压调速。试问要使转速降低至速降低至 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 ，
95、 Ce = 0.080 2，CT = 0.766，TN = 26.36 Nm 。 = 544.94 r/minn0 = n n = (1000544.94) r/min = 1544.94 r/min Ua = CE n0 = 0.08021544.94 V = 123.9 VRa CECT2 n = T1.27 0.080 20.766 = 26.36 r/min 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系3. 改变励磁电流调速改变励磁电流调速n不
96、能跃变不能跃变E = Ce nTLOTn21 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 。 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。 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系 调速的稳
97、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。 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工
98、程学院船电系轮机工程学院船电系 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。 通常把降压调速和弱磁通调速配合起来用，以电通常把降压调速和弱磁通调速配合起来用，以电动机的额定转速作为基速，在基速以下调压，在基动机的额定转速作为基速，在基速以下调压，在基速以上调磁，可扩大速以上调磁，可扩大 D，实现双向调速。，实现双向调速。 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024
99、/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系 【例例2.4.3】 例例 2.3.1 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 1800 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 nN nT = TN1450 1800 = 26.36 Nm = 21.23 Nm 1800 = 21.23 160 CE 1.27 CECT2
100、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 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系CE =160 1602 418002.82 21800 = 0.064 7 或或 0.024 2 整理，得整理，得 1 800 (CE) 2160 CE 2.82 = 0 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工
101、程学院船电系第五节第五节 调速时电机的容许输出与调速方式的选择调速时电机的容许输出与调速方式的选择一、电机的允许输出一、电机的允许输出 电机的容许输出是电机的容许输出是指在不同的转速下，电机长期工作指在不同的转速下，电机长期工作所能输出的最大转矩和功率所能输出的最大转矩和功率。其大小由发热决定，而发热又取决于电枢电流。其大小由发热决定，而发热又取决于电枢电流。在调速范围内，不同转速下，电流都不超过额定电流在调速范围内，不同转速下，电流都不超过额定电流IN，电机就不会过热而烧毁，就可长期运行。故电机就不会过热而烧毁，就可长期运行。故额定电流是电额定电流是电机长期工作的利用限度机长期工作的利用限度
102、。在不同转速，若电机都能保持额定电流运行，则电机得到在不同转速，若电机都能保持额定电流运行，则电机得到充分利用，且可安全运行。充分利用，且可安全运行。 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系二、调速方式二、调速方式1、恒转矩调速方式、恒转矩调速方式电枢串电阻调速电枢串电阻调速降低电枢电压调速降低电枢电压调速 电枢电枢=N 调速前后电枢电流调速前后电枢电流Ia=IN ,则允许的输出转矩为则允许的输出转矩为Tcy=CTN IN = TN = 常数常数
103、则允许的输出功率则允许的输出功率 ，与转速成正比，与转速成正比 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系2、恒功率调速方式、恒功率调速方式弱磁通调速方式弱磁通调速方式 显然，允许输出转矩显然，允许输出转矩Tcy与与n成反比成反比 ，c为比例常数为比例常数 而输出功率而输出功率 ，即为恒定值。，即为恒定值。 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/2
104、1课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系3、调速方式的选择、调速方式的选择恒转矩负载恒转矩负载采用恒转矩调速方式采用恒转矩调速方式恒功率负载恒功率负载采用恒功率调速方式采用恒功率调速方式 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系减小减小 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 第六节第六节 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1. 电动状态电动状态 正向固有特性正向固有特性 反向固有特性反向固有
105、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 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系船舶电气设备与系统 2024/7/21课 件轮机工程学院船电系轮机工程学院船电系2. 制动状态制动状态 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 第二章第二章 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动 电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系
