《他励直流电动机的机械特性课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《他励直流电动机的机械特性课件（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电电 机机 原原 理理 及及 拖拖 动动主讲：武主讲：武 桐桐他励直流电动机的机械特性课件主要内容：主要内容： 机械特性机械特性 基础基础 最重要最重要起动起动调速调速制动制动 难点难点3 3 直流电动机的电力拖动直流电动机的电力拖动重重 点点 章章 节节他励直流电动机的机械特性课件一一一一 、他励直流电动机机械特性概念、他励直流电动机机械特性概念、他励直流电动机机械特性概念、他励直流电动机机械特性概念1. 1. 定义：定义：定义：定义：电源电压电源电压电源电压电源电压U U、气隙磁通、气隙磁通、气隙磁通、气隙磁通、电枢回路总电阻、电枢回路总电阻、电枢回路总电阻、电枢回路总电阻 均为常数时，均
2、为常数时，均为常数时，均为常数时，讨论讨论讨论讨论 ，即为机械特性。，即为机械特性。，即为机械特性。，即为机械特性。 3.1 他励直流电动机的机械特性2. 2. 方程：方程：方程：方程：(回路总电阻回路总电阻)(理想空载转速理想空载转速) (特性斜率特性斜率)TUnTLRa+RcEaIaMM他励直流电动机的机械特性课件大时大时 特性曲线越特性曲线越陡陡 机械特性机械特性软软小时小时 特性曲线越特性曲线越平平 机械特性机械特性硬硬一一一一 、他励直流电动机机械特性概念、他励直流电动机机械特性概念、他励直流电动机机械特性概念、他励直流电动机机械特性概念3. 3. 机械特性曲线：机械特性曲线：机械特
3、性曲线：机械特性曲线：穿越穿越穿越穿越、象限的一条略下倾的直线；象限的一条略下倾的直线；象限的一条略下倾的直线；象限的一条略下倾的直线； 机械特性的软硬度机械特性的软硬度图图3 32 2他励直流电动机的机械特性曲线他励直流电动机的机械特性曲线T TACBn nn nn nA3.1 他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性课件一一一一 、他励直流电动机机械特性概念、他励直流电动机机械特性概念、他励直流电动机机械特性概念、他励直流电动机机械特性概念4. 4. 分析分析分析分析 四个特殊点：四个特殊点：四个特殊点：四个特殊点：理想空载点（ 0， ） 理想空载点理想空载点理想空载点理想空载点
4、A A实际空载点（ ， ） 实际空载点实际空载点实际空载点实际空载点 A A当时，故有：（ ）人为通过外界经电机轴上转入与人为通过外界经电机轴上转入与 同方向的拖动转距同方向的拖动转距 ，克服，克服 。起动理想空载点，仅靠电机本身达不到，但为什么实验中则可以测得起动理想空载点，仅靠电机本身达不到，但为什么实验中则可以测得起动理想空载点，仅靠电机本身达不到，但为什么实验中则可以测得起动理想空载点，仅靠电机本身达不到，但为什么实验中则可以测得？n nACBn nn nAT T3.1 他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性课件 额定工作点额定工作点额定工作点额定工作点 C C额定工作点（
5、， ） 堵转堵转堵转堵转点点点点 B B堵转点（ ， 0 ） 堵转转矩： 堵转电流： 仅由外加电压和电枢回路总电阻决定。（空载堵转电流很大，（空载堵转电流很大， ）n nACBn nn nAT TA A A A、B B B B两点，因为电机电磁功率两点，因为电机电磁功率两点，因为电机电磁功率两点，因为电机电磁功率，所以不能实现机电能量转换。，所以不能实现机电能量转换。，所以不能实现机电能量转换。，所以不能实现机电能量转换。一一一一 、他励直流电动机机械特性概念、他励直流电动机机械特性概念、他励直流电动机机械特性概念、他励直流电动机机械特性概念4. 4. 分析分析分析分析 四个特殊点：四个特殊点
6、：四个特殊点：四个特殊点：（例例）3.1 他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性课件一一一一 、他励直流电动机机械特性概念、他励直流电动机机械特性概念、他励直流电动机机械特性概念、他励直流电动机机械特性概念5. 5. 三个象限曲线：三个象限曲线：三个象限曲线：三个象限曲线： 象限象限象限象限 电动状态电动状态电动状态电动状态 ， 方向同向，方向同向，T为拖动转矩；为拖动转矩；当 ，从从 到到 时分析过程：时分析过程：n nACBn nn nAT T拖动转矩拖动转矩拖动转矩拖动转矩 ，而转速，而转速，而转速，而转速？在在U、RaRc为常值条件下为常值条件下当当拖动转矩负载转矩拖动转矩负
7、载转矩时，电机稳定运行于时，电机稳定运行于C C3.1 他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性课件一一一一 、他励直流电动机机械特性概念、他励直流电动机机械特性概念、他励直流电动机机械特性概念、他励直流电动机机械特性概念5. 5. 三个象限曲线：三个象限曲线：三个象限曲线：三个象限曲线： 象限象限象限象限 发电状态发电状态发电状态发电状态n nACBn nn nAT T ， 方向反向，方向反向，T为阻转矩；为阻转矩；且 ， 象限象限象限象限 制动状态制动状态制动状态制动状态 ， 方向反向，电机反转，方向反向，电机反转，T为阻转矩；为阻转矩；又 , 3.1 他励直流电动机的机械特性他励
8、直流电动机的机械特性课件二二二二 、固有机械特性及人为机械特性、固有机械特性及人为机械特性、固有机械特性及人为机械特性、固有机械特性及人为机械特性1. 1. 固有机械特性固有机械特性固有机械特性固有机械特性时，时，条件条件是一条略下倾的直线是一条略下倾的直线 当当 时，时，额定转速降额定转速降固有特性固有特性值较小，值较小， Ra值较小值较小 特性特性硬硬3.1 他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性课件二二二二 、固有机械特性及人为机械特性、固有机械特性及人为机械特性、固有机械特性及人为机械特性、固有机械特性及人为机械特性2. 2. 人为机械特性人为机械特性人为机械特性人为机械特性
9、 通过人为改变通过人为改变 电动机机械特性方程式中三个参数电动机机械特性方程式中三个参数 U RU R 机械特性也随之发生变化。机械特性也随之发生变化。三种人为特性三种人为特性 电枢串电阻的人为机械特性电枢串电阻的人为机械特性电枢串电阻的人为机械特性电枢串电阻的人为机械特性有有 不变，不变， 变化；变化； 随随 的增加而增加，特性也随之变软。的增加而增加，特性也随之变软。3.1 他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性课件2. 2. 人为机械特性人为机械特性人为机械特性人为机械特性 改变电源电压的人为特性改变电源电压的人为特性改变电源电压的人为特性改变电源电压的人为特性有有 变，变，
10、不变，一组平行线。不变，一组平行线。 减弱气隙磁通的人为机械特性减弱气隙磁通的人为机械特性减弱气隙磁通的人为机械特性减弱气隙磁通的人为机械特性有有 ， 同时变化。同时变化。3.1 他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性课件三三三三 、电枢反应对机械特性的影响、电枢反应对机械特性的影响、电枢反应对机械特性的影响、电枢反应对机械特性的影响 电枢反应表现为电枢反应表现为电枢反应表现为电枢反应表现为去磁效应去磁效应，电枢反应时，气隙磁密不再是常电枢反应时，气隙磁密不再是常电枢反应时，气隙磁密不再是常电枢反应时，气隙磁密不再是常数，将随电枢电流增大而减小。数，将随电枢电流增大而减小。数，将随电
11、枢电流增大而减小。数，将随电枢电流增大而减小。 电枢电流较小时，电枢反应不明电枢电流较小时，电枢反应不明电枢电流较小时，电枢反应不明电枢电流较小时，电枢反应不明显，电枢电流增大时，气隙磁通显，电枢电流增大时，气隙磁通显，电枢电流增大时，气隙磁通显，电枢电流增大时，气隙磁通下降较多，电机下降较多，电机下降较多，电机下降较多，电机n n增大，使机械特增大，使机械特增大，使机械特增大，使机械特性出现性出现性出现性出现上翘上翘上翘上翘。3.1 他励直流电动机的机械特性图图3 37 7电枢反应的去磁效应电枢反应的去磁效应引起的机械特性上翘引起的机械特性上翘他励直流电动机的机械特性课件四四四四 、他励直流
12、电动机机械特性的绘制、他励直流电动机机械特性的绘制、他励直流电动机机械特性的绘制、他励直流电动机机械特性的绘制3.1 他励直流电动机的机械特性 固有机械特性的绘制固有机械特性的绘制固有机械特性的绘制固有机械特性的绘制根据根据 、 、 ，估算，估算 ;计算计算 ;求求 ;计算计算 .通过（通过（ , 0）、（）、（ , ） 两点，绘制固有机械特性。两点，绘制固有机械特性。结合例题结合例题结合例题结合例题P56 3-1P56 3-1P56 3-1P56 3-1他励直流电动机的机械特性课件四四四四 、他励直流电动机机械特性的绘制、他励直流电动机机械特性的绘制、他励直流电动机机械特性的绘制、他励直流电
13、动机机械特性的绘制3.1 他励直流电动机的机械特性估算估算 ，计算，计算 ;计算计算 , ;求求 ， ;计算计算结合例题结合例题结合例题结合例题P56 3-1P56 3-1P56 3-1P56 3-1 人为机械特性的绘制人为机械特性的绘制人为机械特性的绘制人为机械特性的绘制他励直流电动机的机械特性课件五五五五 、电力拖动系统稳定运行的条件、电力拖动系统稳定运行的条件、电力拖动系统稳定运行的条件、电力拖动系统稳定运行的条件1. 1. 两个基本概念两个基本概念两个基本概念两个基本概念 电机工作点：电机工作点：电机工作点：电机工作点：TAn 稳定运行稳定运行 ；在工作点稳定运行但不表示系统稳定运行；
14、在工作点稳定运行但不表示系统稳定运行； 稳定运行点：稳定运行点：稳定运行点：稳定运行点： 系统在工作点运行，当有干扰使电机运行暂时离开此工作点而运行，系统在工作点运行，当有干扰使电机运行暂时离开此工作点而运行，当干扰消失后电机仍回到此工作点而运行则此工作点为稳定运行点。当干扰消失后电机仍回到此工作点而运行则此工作点为稳定运行点。电机的机械特性电机的机械特性负载的机械特性负载的机械特性交点交点3.1 他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性课件2. 2. 电网电压波动干扰分析电网电压波动干扰分析电网电压波动干扰分析电网电压波动干扰分析 电网电压电网电压电网电压电网电压 由状态由状态由状态
15、由状态- - ：U即电压由即电压由 到到 状态；状态；电机机械特性由电机机械特性由 1 2；转速不突变转速不突变 即即A B点：点： ； B B点分析点分析点分析点分析 ：n减小减小 N NY到 C点TABCD12nU U3.1 他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性课件2. 2. 电网电压波动干扰分析电网电压波动干扰分析电网电压波动干扰分析电网电压波动干扰分析 电网电压电网电压电网电压电网电压 由状态由状态由状态由状态- - ：U即电压由即电压由 到到 状态；状态；U U能否回到能否回到能否回到能否回到A A A A点稳定运行呢？点稳定运行呢？点稳定运行呢？点稳定运行呢？电机机械特
16、性由电机机械特性由 2 1 ；转速不突变转速不突变 即即C D点：点： ； D D点分析点分析点分析点分析 ：TABCD12nn增大 N NY回到 A点故，故，故，故，A A是稳定运行点！是稳定运行点！是稳定运行点！是稳定运行点！3.1 他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性课件3. 3. 负载转矩波动分析负载转矩波动分析负载转矩波动分析负载转矩波动分析ba21TTn n 稳定运行点稳定运行点稳定运行点稳定运行点a a点时点时点时点时 ：即即 ， ； 当负载转矩变大时当负载转矩变大时当负载转矩变大时当负载转矩变大时 ：负载转矩机械特性由负载转矩机械特性由 1 2 ；因为因为 ， ，所
17、以，所以 ； N NY到 b点 “自跟随自跟随”现象现象：当外界负当外界负载发生变化时，电机内部自我载发生变化时，电机内部自我调整使输出跟上负载变化要求。调整使输出跟上负载变化要求。 同理，当同理，当同理，当同理，当 ： 时，由时，由时，由时，由 b a 。故，故，故，故，a a 是稳定运行点！是稳定运行点！是稳定运行点！是稳定运行点！3.1 他励直流电动机的机械特性3.1 他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性课件4. 4. 不稳定状态分析不稳定状态分析不稳定状态分析不稳定状态分析 稳定运行点稳定运行点稳定运行点稳定运行点a a点时点时点时点时 ： 当负载转矩由当负载转矩由当负载转
18、矩由当负载转矩由 变为变为变为变为 ： 有有电枢反应影响电枢反应影响随随 的升高，的升高， 不断增大，系统不断加速，最后导致电机不断增大，系统不断加速，最后导致电机因转速过高和电枢电流过大而损坏。因转速过高和电枢电流过大而损坏。abTn故，故，故，故，a a 是不稳定运行点！是不稳定运行点！是不稳定运行点！是不稳定运行点！3.1 他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性课件 结结 论论 一个电力拖动系统稳定运行的充要条件一个电力拖动系统稳定运行的充要条件一个电力拖动系统稳定运行的充要条件一个电力拖动系统稳定运行的充要条件： 电机的机械特性与负载的机械特性的交点，电机的机械特性与负载的机
19、械特性的交点，电机的机械特性与负载的机械特性的交点，电机的机械特性与负载的机械特性的交点， 在交点之上在交点之上在交点之上在交点之上 在交点之下在交点之下在交点之下在交点之下 则：为稳定运行点；则：为稳定运行点；则：为稳定运行点；则：为稳定运行点； 反之，为不稳定运行点。反之，为不稳定运行点。反之，为不稳定运行点。反之，为不稳定运行点。 BATnA1A2B1B23.1 他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性课件理解并掌握机械特性曲线和方程；理解并掌握机械特性曲线和方程；熟练掌握固有机械特性和人为特性的绘制、典型特点并熟练掌握固有机械特性和人为特性的绘制、典型特点并会利用特性解释现象；
20、会利用特性解释现象；熟练掌握固有机械特性和人为特性的计算；熟练掌握固有机械特性和人为特性的计算；理解判定系统稳定运行的方法，并能利用此方法判定拖理解判定系统稳定运行的方法，并能利用此方法判定拖动系统的工作点是否为稳定点。动系统的工作点是否为稳定点。3.1 他励直流电动机的机械特性3-3 3-4 3-5 3-29 3-31 3-32 要求：要求：作业：作业：他励直流电动机的机械特性课件谢 谢！他励直流电动机的机械特性课件 铭牌参数：铭牌参数：铭牌参数：铭牌参数： 额定功率额定功率 PN 额定转速额定转速 nN 额定电压额定电压 UN 额定电流额定电流 IN 电枢电阻电枢电阻 Ra（ 返返 回回 ）额定工作点的计算额定工作点的计算额定工作点的计算额定工作点的计算3.1 他励直流电动机的机械特性他励直流电动机的机械特性课件
