1、6 直流电机的励磁方式:7直流电机的电枢电压方程和电动势:直流电机电磁转矩 8 直流电动机功率方程9直流电机工作特性当U=UN ,If=IfN时,=f(Ia)的关系曲线10 直流电动机励磁回路连接可靠,绝不能断开一旦励磁电流为0,则电机主磁通将迅速下降至剩磁磁通,若此时电动机负载较轻,电动机的转速将迅速上升,造成“飞车”;若电动机的负载为重载,则电动机的电磁转矩将小于负载转矩,使电机转速减小,但电枢电流将飞速增大,超过电动机允许的最大电流值,引起电枢绕组因大电流过热而烧毁。11效率他励直流发电机带负载运行时,其损耗中仅电枢回路的铜耗与电流 Ia 的平方成正比,称为可变损耗;其他部分损耗与电枢电
2、流无关,称为不变损耗。当负载较小时,Ia 也较小,此时发电机的损耗是以不变损耗为主,但因输出功率小而效率低;随着负载增加,P2增大而效率上升,当可变损耗与不变损耗相等时效率达到最大值。直流电机拖动基础1他励直流电动机的机械特性2人为机械特性(1)改变电枢电压 : 一组平行曲线(2)减小每极气隙磁通:特性曲线倾斜度增加,电动机的转速较原来有所提高(3)电枢回路串接电阻3 他励直流电动机的起动一般直流电动机拖动负载顺利起动的条件是: 1)限制Ist(Ist l IN, l 为电机的过载倍数); 2) Tst (1.11.2)TN ;(1)电枢回路串电阻起动(2)减压起动4他励直流电动机的调速调速范
3、围、静差率、平滑性(1)串电阻调速特点:1)实现简单,操作方便; 2)低速时机械特性变软,静差率增大,相对稳定性变差;3)只能在基速以下调速,因而调速范围较小,一般D 2;4)由于电阻是分级切除的,所以只能实现有级调速,平滑性差;5)由于串接电阻上要消耗电功率,因而经济性较差,而且转速越低,能耗越大。(2) 调电压调速特点是:1)由于调压电源可连续平滑调节,所以拖动系统可实现无级调速;2)调速前后机械特性硬度不变,因而相对稳定性较好; 3)在基速以下调速,调速范围较宽,D可达1020; 4)调速过程中能量损耗较少,因此调速经济性较好;5)需要一套可控的直流电源。(3) 弱磁调速1)由于励磁电流
4、I f Rr,使得转子内的功率因数cos2很小,所以尽管起动时转子电流Ir 很大,但其有功分量Ircos2并不大。而且,由于起动电流很大,定子绕组的漏阻抗压降增大,使得感应电势Es和与之成正比的主磁通Fm减小,因此起动转矩Tst并不大。异步电动机在起动时存在以下两种矛盾:1)起动电流大,而电网承受冲击电流的能力有限;2)起动转矩小,而负载又要求有足够的转矩才能起动。(1)小容量电动机的轻载起动直接起动直接起动也称为全压起动。(.5kW)优点:操作简便、起动设备简单;缺点:起动电流大,会引起电网电压波动。(2)中、大容量电动机轻载起动降压起动(A)星形-三角形(Y-)换接起动(B)自耦降压起动电
5、动机端电压:Us=U2 = 定子电流:Is=I2= 从电网上吸取的电流:I1 =Ist起动转矩与起动电流降低同样的倍数。(C)串电阻(抗)起动方法优点:起动电流冲击小,运行可靠,起动设备构造简单;缺点:起动时电能损耗较多。(A) 转子串接电阻起动方法在起动时,在转子绕组中串接适当的起动电阻,以减小起动电流,增加起动转矩。待转速基本稳定时,将起动电阻从转子电路中切除,进入正常运行。4 异步电动机的调速从定子传入转子的电磁功率Pem可分成两部分:一部分为拖动负载的有效功率;另一部分是转差功率 , 与转差率成正比。把异步电动机的调速方法分为三类:1)转差功率消耗型 全部转差功率转换成热能消耗掉。效率
6、最低。2)转差功率回馈型 转差功率的一部分消耗掉,大部分则通过变流装置回馈电网,其效率比功率消耗型高。3)转差功率不变型 转差率保持不变,所以转差功率的消耗也基本不变,因此效率最高。 (1)转差功率消耗型异步电动机调速方法 (A) 改变定子电压调速 (B)转子电路串接电阻调速(2)转差功率回馈型异步电动机调速方法串级调速1. 串级调速的基本原理2. 串级调速的控制方式 (1) 次同步调速方式 (2) 超同步调速方式 3. 串级调速的机械特性 (3) 转差功率不变型异步电动机调速方法(A)变极调速多速异步电动机(B)变频调速 1) 基频以下调速 2)基频以上调速 5 异步电动机的制动(1)异步电动机的能耗制动(2)异步电动机的反接制动(A) 转速反向的反接制动(B)定子两相对调反接制动两种反接制动电动机的转差率都大于1能量:从电网吸收电能;从旋转系统获得动能(定子两相对调反接制动)或势能(转速反向反接制动)转化为电能。这些能量都消耗在转子回路中。(3)异步电动机的回馈制动两种回馈制动电动机的转差率都小于0从旋转系统获得势能转化为电能,并回馈给电网。6 异步电动机运行状态小结