直流电机拖动--《电机与拖动基础》-第三版-林瑞光-主编

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电机及拖动基础教程第三版下册课程设计 (2)

电机及拖动基础教程第三版下册课程设计 (2)

电机及拖动基础教程第三版下册课程设计1. 课程简介《电机及拖动基础教程》是一本以工程应用为导向的电机及拖动领域基础教材,分上下两册。

本课程设计为下册,主要涵盖了直流电机、交流电机、步进电机和拖动控制等内容。

通过本课程的学习,学生将了解电机运行的基本原理、掌握电机的基本参数、能够进行电路结构设计和系统控制等。

2. 教学目标通过本课程的学习,学生应达到以下目标:•掌握直流电机的原理和基本参数;•了解交流电机的原理和调速方法;•熟悉步进电机的特点和驱动方式;•理解拖动控制的基本原理和实现方法;•能够进行电机控制系统设计和调试。

3. 教学内容本课程内容主要包括以下几个方面:3.1 直流电机•直流电机的原理和基本参数;•直流电机的特性曲线和控制方式;•直流电机的电路控制和实现方法。

3.2 交流电机•三相异步电机的原理和基本参数;•交流电机的原理和控制系统;•交流电机的调速方法和控制。

3.3 步进电机•步进电机的特点和驱动方式;•步进电机的控制系统和实现方法;•步进电机在精密位置和速度控制领域的应用。

3.4 拖动控制•拖动控制的基本原理和实现方法;•拖动控制系统的控制方式和算法;•拖动控制系统的应用案例分析。

4. 教学方法本课程采用“理论与实践相结合”的教学方法,将理论知识与实际应用相结合,注重培养学生的实际动手能力和解决问题的能力。

具体教学方法包括:•理论课堂授课:通过讲授相关理论知识,让学生掌握电机的原理和基本参数。

•实验教学:通过实验操作,让学生学习电机的控制系统设计和调试技能。

•课程论文:要求学生以自己所学的知识,编写有关电机控制系统设计和实现的论文,提高学生的文献检索和分析能力。

•团队项目:让学生组成小组,设计实现一个电机控制系统,以提高学生团队协作和解决问题的能力。

5. 教学评估本课程的评估将分为两个方面:•学生平时成绩占40%,包括参加课堂讨论、实验报告、课程论文和团队项目等。

•期末考试占60%,主要考察学生成果达到的实际学习效果。

电机与拖动基础第三版林瑞光答案

电机与拖动基础第三版林瑞光答案

电机与拖动基础第三版林瑞光答案【篇一:10《电机与电力拖动基础》教学大纲】txt>electric machinery and drive课程代码: d1081060总学时〔理论+实践〕: 51+0 学分:3 课程性质:学科基础课课程类别:必修课先修课程:《高等数学》、《大学物理》、《电路分析基础》面向专业:电气工程及其自动化专业开课学科:检测技术及自动化装置开课二级学院:机电工程学院执笔:陈卫民审校:钱晓耀一、课程的地位与任务本课程是电气工程及其自动化专业的专业基础课,其主要任务是学生通过本课程的学习获得电机与拖动的基本理论知识,使学生掌握常用的交直流电机、变压器、控制电机等的基本结构,工作原理和运行特性;电机拖动系统的静态、动态特性;初步掌握不同电动机的调速方法和技术指标;并能了解一些电机及拖动系统的发展方向。

二、课程主要内容与基本要求了解电力拖动系统的组成及发展过程;电力拖动系统的应用领域;电机、电机拖动的基本概念;了解本课程的专业地位和特点。

掌握直流电机的基本工作原理和结构;了解电枢绕组的最基本形式;理解直流电机的磁场及电枢反应;掌握直流电机的电枢电动势、电磁转矩和电磁功率的三个基本方程式及他〔并〕励直流电动机的工作特性。

掌握电力拖动系统的运动方程式;掌握生产机械的转矩特性、他励直流电动机机械特性、电力拖动系统的稳定运行条件;理解他励直流电动机的起动方法、制动及制动方式的选择;掌握他励直流电动机的调速方法;了解评价调速方法的主要指标、调速方法与负载性质的配合;了解他励直流电动机过渡过程的一般分析方法。

了解变压器的应用、分类;掌握变压器的基本工作原理、额定值;掌握单相变压器的空载运行时的物理状况、变化、空载电流;掌握空载运行时的电势平衡方程、空载运行是的等效电路和向量图;掌握单相变压器负载运行时的物理状况、基本方程、折算法、等效电路和向量图;理解变压器参数的空载实验、短路实验;理解变压器的工作特性;理解三相变压器及其它用途的变压器。

“电机与拖动基础”核心课程教学改革与实践

“电机与拖动基础”核心课程教学改革与实践

摘要:从课程教学理念、课堂实际教学、实验环节教学、考核与评价方面入手,对“电机与拖动基础”核心课程教学改革及相关实践进行了阶段性总结。

在现有教学实践的基础上,理顺该课程知识点在专业教学体系中的作用,利用现代教学手段及实验设备将课堂教学与实践教学紧密地结合起来。

规范考核体系,注重教学过程,经过教改实践已取得阶段性成果。

关键词:电机与拖动基础;核心课程;教改与实践“电机与拖动基础”是一门讲授电机工作的原理与特性以及如何利用电动机作为原动机来拖动生产机械按要求进行运动的课程,是自动化专业及相关电类专业课程体系中一门重要的专业基础课。

[1,2]该课程以“电路”、“大学物理”为先修课程,同时开设的课程有“自动控制原理”、“电力电子”,后续课程有“电力拖动自动控制系统”等相关课程。

该课程涉及多课程、多专业的交叉融合,内容丰富,专业性强。

一、课题的背景随着我国高等教育的发展,各高校都面临不同程度的机遇和挑战,当前反映较为普遍的是“学生学习的自觉性下降”、“大班上专业课问题多”、“教师年轻没有实践经验”等。

基于上述原因,江西理工大学应用科学学院确立了“质量工程”项目,对一些优势专业及其相关的核心课程立项资助,目的在于发展专业、培养教师、提高教学质量。

“电机与拖动基础”课程的授课内容是由原来的“电机学”和“电机拖动”两门课组成,[3]授课内容多,在授课过程中一些较为抽象的概念(如:“磁路”、“磁动势”、“电磁感应”)贯穿其中,大大加深了授课的难度。

[4]同时,该课程具有很强的实践性,实践性教学环节有“电机与拖动基础实验”、“电力拖动自动控制系统综合课程设计”、“电力工程综合课程设计”、“毕业设计”等。

二、教学观念的改变传统的教学中,教师是“主角”,学生是“配角”,学生围绕老师转。

实践表明这种教学理念在本课程教学过程中往往会导致教师教得很累、学生不愿听,教学效果不好。

在前辈老师的指点下,该课程的教学理念转变为“学生是主体、老师重引导、师生要互动、兴趣靠培养、功夫在课外”,并把该理念贯穿于大纲的制订、课件的制作、教案的设计、教学日历的安排、实验内容的选择与设计、教学实践、考核与评价等整个教学过程。

电机与拖动基础第三章 直流电机原理(第二部分)

电机与拖动基础第三章 直流电机原理(第二部分)
的元件2对应边之间的跨距是合成节距y,用虚槽数
表示。每个元件首、末端所连两个换向片之间的跨 距是换向器节距yk,用换向片数来表示。
y=yk=1 (3)第二节距y2:连至同一个换向片的两个元件边 之间的距离,用虚槽数表示。
y2=y1-y
τ
•3
2. 单叠绕组的展开图
实例: 已知一台电机的极数2P=4, Ze=S=K=16,画出它的右行单叠 绕组的展开图。
额定电流
额定电磁转矩
•18
3.5 电枢电动势与电磁转矩
直流发电机和电动机电枢电动势与电磁转矩:
电枢电动势—输出电动势(与电枢 电流同方向) 电磁转矩—制动性转矩(与转速方 向相反)
电枢电动势—反电动势(与电枢电 流反方向)
电磁转矩—拖动性转矩(与转速方 向相同)。
电枢电动势的方向由电机的转向和主磁场的方向决定 电磁转矩的方向由电枢电流和主磁场的方向决定
•19
3.5.3 直流电机的电枢反应
Bδ τ
如磁路不饱和,总磁通量不变。但磁路饱和时,总磁通要降低, 称为去磁效应。
• 电枢磁通势改变气隙磁密分布及 每极磁通量大小的现象称为电枢 反应。
•06:50 •20
3.5.1 电枢电动势
电枢电动势是指直流电机正、负电刷之间的 感应电动势,也就是电枢绕组每个支路里的感 应电动势
一个极距范围内的平均磁密:Bav


li
一根导体的平均电动势: eav Bavliv
v 2 p n 60
eav

(
li
)li (2 p
n) 60

2 p
n 60
电枢电动势:Ea
根据感应电动势公式,气隙每极磁通Φ为

电机与拖动基础(第3版 - 习题解答)

电机与拖动基础(第3版 - 习题解答)

电机与拖动基础第一章电机的基本原理 (1)第二章电力拖动系统的动力学基础 (6)第三章直流电机原理 (12)第四章直流电机拖动基础 (15)第五章变压器 (30)第六章交流电机的旋转磁场理论 (41)第七章异步电机原理 (43)第八章同步电机原理 (50)第九章交流电机拖动基础 (60)第十章电力拖动系统电动机的选择 (72)第一章 电机的基本原理1-1 请说明电与磁存在哪些基本关系,并列出其基本物理规律与数学公式。

答:电与磁存在三个基本关系,分别是(1)电磁感应定律:如果在闭合磁路中磁通随时间而变化,那么将在线圈中感应出电动势。

感应电动势的大小与磁通的变化率成正比,即tΦN e d d -= 感应电动势的方向由右手螺旋定则确定,式中的负号表示感应电动势试图阻止闭合磁路中磁通的变化。

(2)导体在磁场中的感应电动势:如果磁场固定不变,而让导体在磁场中运动,这时相对于导体来说,磁场仍是变化的,同样会在导体中产生感应电动势。

这种导体在磁场中运动产生的感应电动势的大小由下式给出Blv e =而感应电动势的方向由右手定则确定。

(3)载流导体在磁场中的电磁力:如果在固定磁场中放置一个通有电流的导体,则会在载流导体上产生一个电磁力。

载流导体受力的大小与导体在磁场中的位置有关,当导体与磁力线方向垂直时,所受的力最大,这时电磁力F 与磁通密度B 、导体长度l以及通电电流i 成正比,即Bli F =电磁力的方向可由左手定则确定。

1-2 通过电路与磁路的比较,总结两者之间哪些物理量具有相似的对应关系(如电阻与磁阻),请列表说明。

答:磁路是指在电工设备中,用磁性材料做成一定形状的铁心,铁心的磁导率比其他物质的磁导率高得多,铁心线圈中的电流所产生的磁通绝大部分将经过铁心闭合,这种人为造成的磁通闭合路径就称为磁路。

而电路是由金属导线和电气或电子部件组成的导电回路,也可以说电路是电流所流经的路径。

磁路与电路之间有许多相似性,两者所遵循的基本定律相似,即KCL:在任一节点处都遵守基尔霍夫第一定律约束;KVL:在任一回路中都遵守基尔霍夫第二定律;另外,磁路与电路都有各自的欧姆定律。

直流电机拖动--《电机与拖动基础》-第三版-林瑞光-主编

直流电机拖动--《电机与拖动基础》-第三版-林瑞光-主编

CeN n Ra Rz
制动瞬间 工作点
B
n n0
制动过程 工作段
电动机电动状 态工作点
A Ra
Ra RZ
电动机拖动反抗性 负载,电机停转。
0
TL
T
C
若电动机 带位能性 负载,稳定
工作点
改变制动电阻R 的Z 大小可以改变能耗制动特性曲线的斜率,从 而可以改变制动转矩及下放负载的稳定速度。 R越Z小,特性曲线的 斜率越小,起始制动转矩越大,而下放负载的速度越小。
1、电枢串电阻时的人为特性
保持UUN,Φ 不 变Φ ,N 只在电枢回路中串入电阻 的人为R特 性
nCU eΦ NNC Rea C M R Φ 2 NT
n
n0 特点:1)n 0 不变,β 变大;
2) 越β 大,特性越软。
Ra
Ra R
T
2、降低电枢电压时的人为特性
保持RRa,Φ 不变Φ ,N只改变电枢电压时的人为特性:
375 dt
(TTZ) 称为动负载转矩,把
TZ
称为静负载转矩.
二、运动方程式中转矩正、负号的规定
首先确定电动机处于电动状态时的旋转方向为转速的正方 向,然后规定:
(1)电磁转矩 T与转速 的n正方向相同时为正,相反时为负。
(2)负载转矩
T
与转速
Z
的n正方向相同时为负,相反时为正。
(3)惯性转矩
GD 2 375
n U Ra T
CeΦN CeCMΦ2 N
n
n0
n 01
特点:1)n 随0 U变化, 不β 变; 2) 不U同,曲线是一组平行线。
U1 UN
UN U1
T em
3、减弱励磁磁通时的人为特性

直流电机-《电机与拖动基础》-第三版-林瑞光-主编_图文

直流电机-《电机与拖动基础》-第三版-林瑞光-主编_图文
大小:
其中
为电机的转矩常数,有
可见,制造好的直流电机其电磁转矩与气隙磁通及电枢电 流成正比
性质: 发电机——制动(与转速方向相反);
电动机——驱动(与转速方向相同)。
1.4.3 直流电机的电磁转矩
1.5直流电动机
1.5.1 直流电机的可逆原理
以他励电机为例说明可逆原理:把一台他励直流发电机并 联于直流电网上运行保持电源电压不变。
3)电枢电流等于各支路 电流之和。
1.2.3 单波绕组
单波绕组的特点是合成节距与换向节距相等,展开图如下 图所示。
两个串联元件放在 同极磁极下,空间位置 相距约两个极距;沿圆 周向一个方向绕一周后 ,其末尾所边的换向片 落在与起始的换向片相 邻的位置。
单波绕组的并联支路图: 单波绕组的特点
1)同极下各元件串联 起来组成一条支路,支 路对数为1,与磁极对 数无关;

单叠绕组的展开图是把放在铁心槽里、构成绕组的所有元件取出
来画在一张图里,展示元件相互间的电气连接关系及主磁极、换向片 、电刷间的相对位置关系。
单叠绕组的展开图
根据单叠绕组的展开图可以得到绕组的并联支路电路图:
单叠绕组的的特点:
1)同一主磁极下的元件 串联成一条支路,主磁极 数与支路数相同。 2)电刷数等于主磁极数 ,电刷位置应使感应电动 势最大,电刷间电动势等 于并联支路电动势。
电枢绕组:由带绝缘的导线绕制而成,是电路部分。
换向器:与电刷装置配合,完成直流与交流的互换 转轴 轴承
当原动机驱动 电机转子逆时针旋 转时同,线圈abcd 将感应电动势。如 右图,导体ab在N极 下,a点高电位,b 点低电位;导体cd 在S极下,c点高电 位,d点低电位;电 刷A极性为正,电刷 B极性为负。

驱动和控制微电机电机与拖动基础第三林瑞光主编PPT课件

驱动和控制微电机电机与拖动基础第三林瑞光主编PPT课件
单相感应电动机正常工作时,一般只需要单相绕组即可, 但单相绕组通以单相交流电时产生的磁场是脉动磁场,单相运 行的电动机没有起动转矩。
为使电动机能自行起动和改善运行性能,除工作绕组(又 称主绕组)外,在定子上还安装一个辅助的起动绕组(又称副 绕组)。两个绕组在空间相距900或一定的电角度。
继续
第2页/共67页
按使用要求来分:用于解算装置的旋转变压器和用于 随动系统的旋转变压器。
7.7.1 旋转变压器的结构与工作原理 一、正余弦旋转变压器的工作原理
第43页/共67页
1.正弦绕组
z
N
4 i 1
Nci
2Ncm[co s Z
cos3
Z
cos(2Z 4
1)
Z
]
第44页/共67页
2.正余弦旋转变压器的工作原理 定子上放置两套互差90空间角度的匝数、型式完全相
第25页/共67页
7.5 测速发电机 分类:直流测速发电机和交流伺服电动机
7.5 直流测速发电机
分永磁式和电磁式两种。
一、直流测速发电机的输出特性
输出电压与转速之间的关系,称为输出特性,如图所示。
U2
Ea 1 Ra
Cn
RL
第26页/共67页
二、直流测速发电机的误差及减少误差的方法
电枢反应
产生误差的 原因
(1)正余弦旋转变压器的空载运行
第45页/共67页
将Фd分解为两个分量: 与正弦绕组轴线方向一致的磁通Фr1和与正弦绕组轴线相垂 直的磁通Фr2。
r1 d sin r2 d cos
第46页/共67页
正余弦旋转变压器输出绕组的开路输出电压分别为:
Ur10 Er1 4.44 fNrkwrr1 4.44 fNrkwrd sin Ur20 Er2 4.44 fNrkwrr2 4.44 fNrkwrd cos

直流电机拖动基础共54页文档

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ห้องสมุดไป่ตู้
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇

30、意志是一个强壮的盲人,倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢!
54

26、要使整个人生都过得舒适、愉快,这是不可能的,因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭

27、只有把抱怨环境的心情,化为上进的力量,才是成功的保证。——罗曼·罗兰

28、知之者不如好之者,好之者不如乐之者。——孔子
直流电机拖动基础

6、黄金时代是在我们的前面,而不在 我们的 后面。

7、心急吃不了热汤圆。

8、你可以很有个性,但某些时候请收 敛。

9、只为成功找方法,不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。

10、只要下定决心克服恐惧,便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为,请 记住, 除了在 脑海中 ,恐惧 无处藏 身。-- 戴尔. 卡耐基 。

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电机与电力拖动(第三版)习题参考答案

电机与电力拖动(第三版)习题参考答案

《电机与电力拖动》(第三版)习题参考答案第1章思考题和习题一、填空题1.直流电动机主磁极的作用是产生,它由和两大部分组成。

气隙磁场、主磁极铁心和主磁极绕组2.直流电动机的电刷装置主要由、、、和等部件组成。

电刷、刷握、刷杆、刷杆架、弹簧、铜辫3.电枢绕组的作用是产生或流过而产生电磁转矩实现机电能量转换。

感应电动势、电枢电流4.电动机按励磁方式分类,有、、和等。

他励、并励、串励、复励5.在直流电动机中产生的电枢电动势Ea方向与外加电源电压及电流方向,称为,用来与外加电压相平衡。

相反、反电势6.直流电动机吸取电能在电动机内部产生的电磁转矩,一小部分用来克服摩擦及铁耗所引起的转矩,主要部分就是轴上的有效转矩,它们之间的平衡关系可用表示。

输出、电磁转矩=损耗转矩+输出转矩二、判断题(在括号内打“√”或打“×”)1.直流发电机和直流电动机作用不同,所以其基本结构也不同。

(×)2.直流电动机励磁绕组和电枢绕组中流过的都是直流电流。

(×)3.串励直流电动机和并励直流电动机都具有很大的启动转矩,所以它们具有相似的机械特性曲线。

(×)4.电枢反应不仅使合成磁场发生畸变,还使得合成磁场减小。

(√)5.直流电机的电枢电动势的大小与电机结构、磁场强弱、转速有关。

(×)6.直流电动机的换向是指电枢绕组中电流方向的改变。

(√)三、选择题(将正确答案的序号填入括号内)1.直流电动机在旋转一周的过程中,某一个绕组元件(线圈)中通过的电流是( B )。

A.直流电流B.交流电流C.互相抵消,正好为零2.在并励直流电动机中,为改善电动机换向而装设的换向极,其换向绕组( B )。

A.应与主极绕组串联B.应与电枢绕组串联C.应由两组绕组组成,一组与电枢绕组串联,另一组与电枢绕组并联3.直流电动机的额定功率P N是指电动机在额定工况下长期运行所允许的( A )。

A.从转轴上输出的机械功率B.输入电功率C.电磁功率4.直流电动机铭牌上的额定电流是。

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第二章 直流电动机的电力拖动
2.4.2 反接制动
一、电压反接制动
电压反接制动时接线如图所示。
开关S投向“电动”侧时,电枢接正极
电压,电机处于电动状态。进行制动时,开
关投向“制动”侧,电枢回路串入制动电R阻B 后,接上极性相反的电源电压,电枢回路内
产生反向电流:
Ia
IaB

U Ea Ra RB
R Z 制动
Ea
M
Tem n
T
If
第二章 直流电动机的电力拖动
能耗制动时的机械特性为:
n


Ra Rz CeCM 2N
T

T
Ia


Ce N n Ra Rz
制动瞬间
B
工作点
n n0
制动过程 工作段
电动机电动状 态工作点
A Ra
Ra RZ
电动机拖动反抗性 负载,电机停转。
0
TL
扰动使转速有微小增量,转速由nB n
上升到nB,T TZ ,系统加速 。
nB
即使扰动消失,也不能回到 B 点运行。nB
B
扰动使转速有微小下降,由nB 下降
到 nB , T TZ ,系统减速。
nB
即使扰动消失,也不能回到 B 点运行。 0 电力拖动系统稳定运行的充分必要条件是:
TZ
转,电动势Ea 方向不变。由Ea 产生的电枢
电流IaB 的方向与电动状态时的 Ia 方向相
Ia
反,对应的电磁转矩T Te与m 方向相反,为
制动性质,电机处于制动状态。
制动运行时,电机靠生产机械的惯性力的 拖动而发电,将生产机械储存的动能转换成电 能,消耗在电阻上,直到电机停止转动。
U
电动
S
I aB
降压起动需专用电源,设备投资较大,但它起动平稳,起 动过程能量损耗小,因此得到广泛应用。
第二章 直流电动机的电力拖动
2.3.2 电枢回路串电阻起动
一、起动过程

U

以三级电阻起动时电动机为例
n
nnN0
n3 n2
n1
S
S1 S2 S3
h
M
f3 d2
g Ra
e Ra R1 R1
Ra R 1 R 2 R 3
曲线。
负载的转矩TZ 基本上与转 速 n 的平方成正比。负载特性
为一条抛物线。
n
n
理想的通 风机特性
实际通风 机特性
Tz
Tz0
Tz
第二章 直流电动机的电力拖动
2.2 他励直流电动机的机械特性
2.2.1 机械特性的表达式
直流电动机的机械特性是指电动机在电枢电压、励磁电流、 电枢回路电阻为恒值的条件下,即电动机处于稳态运行时,电动 机的转速与电磁转矩之间的关系:n f(T )
具体步骤:
(1)估算 Ra :
Ra

U NIN PN
2
I
2 N
(2)计算 CeΦN 和CM ΦN
:
CeΦN

UN IN nNΒιβλιοθήκη Ra在固有机械特性
方程 n n0 βT 的基础上,根据人为
特性所对应的参数R f
或U 或Φ 变化,重新 计算n0 和 β ,然后得
CM ΦN 9.55 CeΦN 到人为机械特性方程
第二章 直流电动机的电力拖动
本章主要介绍电力拖动系统的运动方程、负载转矩特性、直 流电动机的机械特性、起动、调速、制动等方法和物理过程。
2.1 电力拖动系统的运动方程和负载转矩特性 2.2 他励直流电动机的机械特性 2.3 他励直流电动机的起动 2.4 他励直流电动机的制动 2.5 他励直流电动机的调速 2.6 串励直流电动机的电力拖动 思考题与习题
R3 R2 R1 I1 β R2 R1 Ra I2
在已知起动电流比β和电枢电
阻前提下,经推导可得各级串联电 阻为:
R 1 (β1) R a R 2 (β1) βR a βR 1 R 3 (β1) β2R a β2R 1 R m (β1) βm1R a βm1R 1
T
C
若电动机 带位能性 负载,稳 定工作点
第二章 直流电动机的电力拖动
改变制动电阻R Z的大小可以改变能耗制动特性曲线的斜率, 从而可以改变制动转矩及下放负载的稳定速度。R Z 越小,特性曲 线的斜率越小,起始制动转矩越大,而下放负载的速度越小。
制动电阻越小,制动电流越大。选择制动电阻的原则是
I aB
(3)计算理想空载点:T

0, n0

UN CeΦN
式。
(4)计算额定工作点:TN CM ΦNIN , n n N
第二章 直流电动机的电力拖动
2.2.4 电力拖动系统稳定运行条件
处于某一转速下运行的电力拖动系统,由于受到某种扰动, 导致系统的转速发生变化而离开原来的平衡状态,如果系统能在 新的条件下达到新的平衡状态,或者当扰动消失后系统回到原来 的转速下继续运行,则系统是稳定的,否则系统是不稳定的。
b 1
c R a R 1 R 2 R2
a R a R 1 R 2 R 3 R3
TZ
T2
IZ
I2
T1
T
I1
I
第二章 直流电动机的电力拖动
二、分级起动电阻的计算
设对应转速n1、n2、n3时电势分别为Ea1、Ea2、Ea3,则有:
b点 R3 I2 U N Ea1 c点 R2 I1 U N Ea1 d点 R2 I2 U N Ea2 e点 R1I1 U N Ea2 f点 R1I2 U N Ea3 g点 Ra I1 U N Ea3 比较以上各式得:
为了限制起动电流,他励直流电动机通常采用电枢回路串 电阻或降低电枢电压起动。
第二章 直流电动机的电力拖动
2.3.1 降压起动
当直流电源电压可调时,可采用降压方法起动。
起动时,以较低的电源电压起动电动机,起动电流随电源 电压的降低而正比减小。随着电动机转速的上升,反电动势逐 渐增大,再逐渐提高电源电压,使起动电流和起动转矩保持在 一定的数值上,保证按需要的加速度升速。
(6)计算各级起动电阻。
第二章 直流电动机的电力拖动
2.4 他励直流电动机的制动
当电磁转矩的方向与转速方向相同时,电机运行于电动机状 态;当电磁转矩方向与转速方向相反时,电机运行于制动状态。
2.4.1 能耗制动 电动状态,如图所示。
将开关S投向制动电阻RB上即实现制动.
由于惯性,电枢保持原来方向继续旋
(1)电磁转矩 T 与转速 n 的正方向相同时为正,相反时为负。
(2)负载转矩 TZ 与转速 n 的正方向相同时为负,相反时为正。
(3)惯性转矩
GD 2 dn 375 dt
的大小和正负号由 T 和 TZ的代数和决定。
第二章 直流电动机的电力拖动
2.1.2 负载的转矩特性
负载的转矩特性,就是负载的机械特性,简称负载特性。
T
n
TZ
其中 J dΩ 为系统的惯性转矩。 dt
第二章 直流电动机的电力拖动
运动方程的实用形式:
T
TZ

GD 2 375

dn dt
系统旋转运动的三种状态
1)当 T TZ 于稳态。
或 dn 0 时,系统处于静止或恒转速运行状态,即处 dt
2)当 T TZ
或 dn 0 时,系统处于加速运行状态,即处于动态。 dt
3)当 T TZ
或 dn 0 时,系统处于减速运行状态,即处于动态。 dt
常把 GD 2 dn或
375 dt
(T TZ )
称为动负载转矩,把
TZ
称为静负载转矩.
第二章 直流电动机的电力拖动
二、运动方程式中转矩正、负号的规定
首先确定电动机处于电动状态时的旋转方向为转速的正方 向,然后规定:
第二章 直流电动机的电力拖动
2.1电力拖动系统的运动方程式和负载转矩特性
2.1.1 电力拖动系统的运动方程式
一、运动方程式
电力拖动系统运动方程式描述了系统的
U

运动状态,系统的运动状态取决于作用在原
动机转轴上的各种转矩。
M
根据如图给出的系统,可写出拖动系统
的运动方程式: d
T Tz J. dt
特性
n

UN CeΦN

Ra R
CeC
M
Φ
2 N
T
n
n0
特点:1)n0 不变,β 变大;
2) β 越大,特性越软。
Ra
Ra R T
第二章 直流电动机的电力拖动
2、降低电枢电压时的人为特性
保持R Ra ,Φ ΦN不变,只改变电枢电压时的人为特性:
n

U CeΦN

Ra
CeC
M
Φ
2 N
T
n n0
n01 特点:1)n0随U 变化, β 不变;
2)U不同,曲线是一组平行线。
U1 U N
UN U1
Tem
第二章 直流电动机的电力拖动
3、减弱励磁磁通时的人为特性 保持R Ra ,U U N 不变,只改变励磁回路调节电阻R f的人为特性:
n UN CeΦ

Ra CeCM Φ2
由电机的电路原理图可得机械特性的表达式:
n

U Ce

Ra R CeCM 2
T
n
n0
nnN'0
n0 称为理想空载转速。
实际空载转速n0

U CeΦ
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