直流电机的电力拖动
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解： 电枢反应引起去磁，去磁的磁动势=(9.4-7)*1000 =2400(安匝) 平复励发电机，在额定负载时，利用串联励磁绕 组来提供2400安匝，需要多少匝 = 2400安匝/串 励绕组中的电流。IN=PN/UN=400（A） 串联绕组匝数=2400/400=6(匝)
第2章 直流电机的电力拖动
电机及电力拖动基础 page ‹#›
解：1. ηN=PN/P1N=PN/(UN * IN)=84% 2. Ea=UN-IaRa=220-(IN-If)* 0.1 =220-(92-220/Rf)*0.1=220-9=211(V)
பைடு நூலகம்
3. T=Pem/wN=Ea*Ia/(1500x2π/60) =211*90 /(1500x2π/60)
=120.9 (N·m)
dt
第2章 直流电机的电力拖动
电机及电力拖动基础 page ‹#›
电力拖动系统正方向的规定
电动机
n T0 Tm
T
T
生产机械
轴L
T
n
电力拖动系统正方向的规定：先规定转速n 的正方向，然后规定电磁转矩的正方向与n的正 方向相同，规定负载转矩的正方向与n的正方向 相反。转速n的正方向一般选实际转向。
第2章 直流电机的电力拖动
T1=P1N/wN=11.76x103/(1450x2π/60) =77.45 (N·m) 2. IN=PN/UN=10x103/230=43.5 (A)
第2章 直流电机的电力拖动
电机及电力拖动基础 page ‹#›
1-9 某并励直流电动机数据为： PN=17kW，IN=92A， UN=220V， nN=1500rpm， 电枢回路总电阻Ra=0.1Ω,Rf=110Ω,求： 1.额定运行时的效率 2.额定运行时的电枢电动势 3.额定运行时的电磁转矩
电源
控制设备
电动机
传动和工作机构
电力拖动系统中有的部件作直线运动、有的部件 作旋转运动。采用古典动力学来分析。
第2章 直流电机的电力拖动
电机及电力拖动基础 page ‹#›
1. 直线运动方程式
• 外力是改变物体运动状况的原因
F FL ma mddvt F 作用在直线运动部件上的拖动力,(N) FL 作用在直线运动部件上的阻力,(N) m 直线运动部件的质量，(kg) v 直线运动部件的线速度，(m/s) a dv 直线运动部件的加速度，(m/s2)
第2章 直流电机的电力拖动
电机及电力拖动基础 page ‹#›
1-10 某并励直流发电机数据为： PN=100kW，UN=250V，每个主磁极的并励绕组为1000匝， 额定转速下，空载产生额定电压的If=7A,额定负载产生 额定电压If=9.4A。若改为平复励发电机，求： 每极应加多少匝串联绕组？
工作机构
T GD2 等效负载
TL
j2η2 GDL2
将其它轴上的转矩、飞轮矩折算到电动机轴上
第2章 直流电机的电力拖动
电机及电力拖动基础 page ‹#›
一、旋转运动的转矩折算
转矩折算的原则：系统传递的功率不变
1. 电动状态
GDM2
T
TL
TL' L
c
TL cTL'L
TL'
c j
T GD2
电动机
电机及电力拖动基础 page ‹#›
T
TL
J
d dt
在工程计算中，常用n代替表示系统速 度，用飞轮矩GD2代替 J表示系统机械惯性
2n/60
J
m
2
G
D
2
GD2
g 2 4g
T
TL
GD2 375
dn dt
m 转动部分的质量,(kg)
转动部分的惯量半径,(m)
G 转动部分的重量,(N ) D 转动部分的惯性直径,(m)
dt
第2章 直流电机的电力拖动
电机及电力拖动基础 page ‹#›
2. 单轴系统的旋转运动方程
电动机
n T0 Tm
T
T
生产机械
轴L
T
T
TL
J
d dt
n
T 拖动转矩,(N m)
TL 负载转矩[T2 T0],(N m) J 转动部件的转动惯量，(kgm2)
转动部件的机械角速度速度，(rad /s)
d 转动部件的机械角加速度，(rad /s2)
§2-1 电力拖动系统的运动方程 §2-2 工作机构的转矩、力、飞轮矩和质量的折算 §2-3 负载的机械特性 §2-4 他励直流电动机的机械特性
第2章 直流电机的电力拖动
电机及电力拖动基础 page ‹#›
§2-1 电力拖动系统的运动方程
电力拖动是用电动机带动生产机械运动，以 完成一定的生产任务
电力拖动系统一般由电动机、生产机械的工作机 构、传动机构、控制设备及电源 5 大部分组成。
电机及电力拖动基础 page ‹#›
1-1 某直流电动机数据为： PN=22kW， UN=220V， nN=1500rpm，ηN=86% 求：1.额定运行时的输入功率P1N
2.额定电流IN、额定转矩TN
解：1. P1Ｎ=PN/ηN=22/0.86=25.58 (kW) 2. IN=P1N/UN=11.29x103/220=51.3 (A)
电动机
GD12
L T´L
j1η1 1
工作机构
等效负载 TL
j2η2 GDL2
第2章 直流电机的电力拖动
电机及电力拖动基础 page ‹#›
GD2 转动部分的飞轮矩,工程上看成整体,(N m2)
第2章 直流电机的电力拖动
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T
TL
GD2 375
dn dt
转矩T、TL N m,GD2 N m2,nr/min，t s
375具有加速度的量纲
电力拖动系统的运动状态：
T
TL
GD2 375
dn dt
0
dn dt
0
稳态(静止或匀速)
T
TL
GD2 375
dn dt
0
dn dt
0 加速
T
TL
GD2 375
dn dt
0
dn dt
0
减速
第2章 直流电机的电力拖动
电机及电力拖动基础 page ‹#›
§2-2 工作机构的转矩、力、飞轮矩和质量的折算
多轴系统单轴系统
电动机
GDM2
T
电动机
GD12
L T´L
j1η1 1
TN=PN/wN=22x103/(1500x2π/60) =140.06 (N·m)
第2章 直流电机的电力拖动
电机及电力拖动基础 page ‹#›
1-2 某直流发电机铭牌为： PN=10kW， UN=230V， nN=1450rpm，ηN=85% 求：1.额定运行时的输入机械功率、输入转矩
2.额定电流 解：1. P1N=PN/ηN=10/0.85=11.76 (kW)
第2章 直流电机的电力拖动
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解：1. ηN=PN/P1N=PN/(UN * IN)=84% 2. Ea=UN-IaRa=220-(IN-If)* 0.1 =220-(92-220/Rf)*0.1=220-9=211(V)
பைடு நூலகம்
3. T=Pem/wN=Ea*Ia/(1500x2π/60) =211*90 /(1500x2π/60)
=120.9 (N·m)
dt
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电力拖动系统正方向的规定
电动机
n T0 Tm
T
T
生产机械
轴L
T
n
电力拖动系统正方向的规定：先规定转速n 的正方向，然后规定电磁转矩的正方向与n的正 方向相同，规定负载转矩的正方向与n的正方向 相反。转速n的正方向一般选实际转向。
第2章 直流电机的电力拖动
T1=P1N/wN=11.76x103/(1450x2π/60) =77.45 (N·m) 2. IN=PN/UN=10x103/230=43.5 (A)
第2章 直流电机的电力拖动
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1-9 某并励直流电动机数据为： PN=17kW，IN=92A， UN=220V， nN=1500rpm， 电枢回路总电阻Ra=0.1Ω,Rf=110Ω,求： 1.额定运行时的效率 2.额定运行时的电枢电动势 3.额定运行时的电磁转矩
电源
控制设备
电动机
传动和工作机构
电力拖动系统中有的部件作直线运动、有的部件 作旋转运动。采用古典动力学来分析。
第2章 直流电机的电力拖动
电机及电力拖动基础 page ‹#›
1. 直线运动方程式
• 外力是改变物体运动状况的原因
F FL ma mddvt F 作用在直线运动部件上的拖动力,(N) FL 作用在直线运动部件上的阻力,(N) m 直线运动部件的质量，(kg) v 直线运动部件的线速度，(m/s) a dv 直线运动部件的加速度，(m/s2)
第2章 直流电机的电力拖动
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1-10 某并励直流发电机数据为： PN=100kW，UN=250V，每个主磁极的并励绕组为1000匝， 额定转速下，空载产生额定电压的If=7A,额定负载产生 额定电压If=9.4A。若改为平复励发电机，求： 每极应加多少匝串联绕组？
工作机构
T GD2 等效负载
TL
j2η2 GDL2
将其它轴上的转矩、飞轮矩折算到电动机轴上
第2章 直流电机的电力拖动
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一、旋转运动的转矩折算
转矩折算的原则：系统传递的功率不变
1. 电动状态
GDM2
T
TL
TL' L
c
TL cTL'L
TL'
c j
T GD2
电动机
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T
TL
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在工程计算中，常用n代替表示系统速 度，用飞轮矩GD2代替 J表示系统机械惯性
2n/60
J
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2
G
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GD2
g 2 4g
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TL
GD2 375
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m 转动部分的质量,(kg)
转动部分的惯量半径,(m)
G 转动部分的重量,(N ) D 转动部分的惯性直径,(m)
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2. 单轴系统的旋转运动方程
电动机
n T0 Tm
T
T
生产机械
轴L
T
T
TL
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T 拖动转矩,(N m)
TL 负载转矩[T2 T0],(N m) J 转动部件的转动惯量，(kgm2)
转动部件的机械角速度速度，(rad /s)
d 转动部件的机械角加速度，(rad /s2)
§2-1 电力拖动系统的运动方程 §2-2 工作机构的转矩、力、飞轮矩和质量的折算 §2-3 负载的机械特性 §2-4 他励直流电动机的机械特性
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§2-1 电力拖动系统的运动方程
电力拖动是用电动机带动生产机械运动，以 完成一定的生产任务
电力拖动系统一般由电动机、生产机械的工作机 构、传动机构、控制设备及电源 5 大部分组成。
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1-1 某直流电动机数据为： PN=22kW， UN=220V， nN=1500rpm，ηN=86% 求：1.额定运行时的输入功率P1N
2.额定电流IN、额定转矩TN
解：1. P1Ｎ=PN/ηN=22/0.86=25.58 (kW) 2. IN=P1N/UN=11.29x103/220=51.3 (A)
电动机
GD12
L T´L
j1η1 1
工作机构
等效负载 TL
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GD2 转动部分的飞轮矩,工程上看成整体,(N m2)
第2章 直流电机的电力拖动
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T
TL
GD2 375
dn dt
转矩T、TL N m,GD2 N m2,nr/min，t s
375具有加速度的量纲
电力拖动系统的运动状态：
T
TL
GD2 375
dn dt
0
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0
稳态(静止或匀速)
T
TL
GD2 375
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0
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0 加速
T
TL
GD2 375
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0
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减速
第2章 直流电机的电力拖动
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§2-2 工作机构的转矩、力、飞轮矩和质量的折算
多轴系统单轴系统
电动机
GDM2
T
电动机
GD12
L T´L
j1η1 1
TN=PN/wN=22x103/(1500x2π/60) =140.06 (N·m)
第2章 直流电机的电力拖动
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1-2 某直流发电机铭牌为： PN=10kW， UN=230V， nN=1450rpm，ηN=85% 求：1.额定运行时的输入机械功率、输入转矩
2.额定电流 解：1. P1N=PN/ηN=10/0.85=11.76 (kW)