自动控制元件直流电机的调速运行和动态特性
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哈尔滨工业大学航天学院 控制与仿真中心
U n ， n0
调速特性： O
I
调压调速特性曲线
–基速以下调速； 线性直线族特性；控制与调节特性良好； 易于无级调速；效率高； –需调压电源实现。
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调速运行例题
(1)采用电枢串电阻调速时，当= N,T=TN时Ia=68.5A, 根据
1. 复 习
1) 电动机在启动时和与负载达到稳定转速时，电枢 电流是多大？由什么决定？ 2）教材的图1-36(a)中，P2和η为何对不过原点？ 3）图示电机铭牌，可否得知电机额定工作点效率？ 4）有什么方法可以调整电动机转速？
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调速运行例题
nN n1 n2 n3 IL
U IR Ce
UN U1 U2 U3
例: 有一他励电动机,已知 :UN=220V，Ra=0.225 ， 额定力矩TN对应Ia=68.5A,nN=1500r/min，保持TN输出
(1)采用电枢串电阻调速，使n=1000r/min，应串入多大的电 阻？ (2)采用降压调速，使n=1000r/min，电源电压应降为多少？ (3)采用弱磁调速， =0.85N ，电动机的转速为多少？ 能否长期运行？
调速运行例题
(2)降压调速时，当= N,T=TN时Ia=68.5A, 根据
n
U N (Ra R)I a C EΦN
nN
U N Ra I a C EΦN
n
U Ra I a C EΦN
nN
U N Ra I a C EΦN
n U N (Ra R)I a nN U N Ra I a 220 (0.225 R) 68.5 1000 220 0.225 68.5 1500
a
；
n n3 n2 n1 nN
U IR Ce
nN n1 n2 n3
调节过程： 减小励磁 N n ， n0
I
n0
N 1 2 3
R n ，n0不变；
O
IL
调速特性： 调阻调速特性曲线 –简单,易实现； –损耗大,低效率；降速调速；有级调速；特性变软； 轻载时调速范围小。
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调速特性： - 基速以上和额定电流以下的调速； 转速上升；机械特性曲线变软；高 效率；恒功率；一般调速范围在2-4。
O TL 调磁调速特性曲线
Te
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2. 直流电机的调速运行
直流电机的调速控制：降压调速 工作条件： 保持 = N ；R = Ra 调节过程： 改变电压 UN U n n0
3
4.直流电机的动态特性
致
谢
本文档所引用的许多素材，来源于互联网上国内外的 课件、科技论文、文章、网页等。本文引用只是为了给学 生提供更好的教学素材，非商业目的。对这些所引用素材 的原创者，在此表示深深的谢意。
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4
-- 四象限运行 -- 能耗制动 -- 再生制动 -- 反接制动
n 1741 rpm
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3. 直流电机的四象限运行
直流电机的四象限调压控制：
n
4. 直流电机的动态特性
--直流电机动态框图
第I象限
n1 n2
第II象限
-TL
n0
目 录
1. 复习：直流电机静态特性
自动控制元件及线路6
- 直流电机的调速运行和动态特性
ห้องสมุดไป่ตู้
2. 直流电机的调速 3. 直流电机的四象限运行 4. 直流电机的动态特性
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1. 复 习
a.静态工作特性： 机械特性/调节特性/控制特性 b.效率特性 c.负载特性与稳定运行条件 d.电磁电机需确保激磁可靠 e.直流电机的启动电流限制 f.电动势e 与电磁力矩T 的波动 提问:
3. 直流电机的四象限运行
I a 0.85ΦN I a 0.85I a T 1 TN N I aN ΦN I aN I aN
Ia IN 80.59A 电动机不能长期运行 0.85 n (U N Ra I a )/C E Φ nN (U N Ra I aN )/C EΦN 220 0.225 80.59 n (220 0.225 68.5) 0.85 1500
--直流电机的基本传递函数
Te
O
TL
--直流电机动态特性的讨论
第III象限
直流电机的四象限调压特性
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第IV象限
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4. 直流电机的动态特性
4.直流电机的动态特性
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U Ra I a n nN U N Ra I a U 0.225 68.5 1000 220 0.225 68.5 1500
R 0.995 Ω
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U 151.8V
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2
调速运行例题
(3)弱磁调速时，当= 0.85N,T=TN时, 根据
1
2. 直流电机的调速运行
直流电机的调速控制： 串电阻调速 工作条件： 保持 = N ； U =UN ； 调节过程： 增加电阻 Ra R
n n0
2. 直流电机的调速运行
U IR Ce
Ra R1 R2 R3
直流电机的调速控制：弱磁调速 工作条件： 保持U =UN
，
R = R
2. 直流电机的调速运行
--电机调速运行的基本要求 --串电阻调速 --弱磁调速
2. 直流电机的调速运行
直流电动机的调速： - 人为改变直流电机的工作条件，使电机的工作点 偏移，与负载线的交点移动。 - 调速范围
--调压调速
- 调速的平滑性 - 调速的效率
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U n ， n0
调速特性： O
I
调压调速特性曲线
–基速以下调速； 线性直线族特性；控制与调节特性良好； 易于无级调速；效率高； –需调压电源实现。
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调速运行例题
(1)采用电枢串电阻调速时，当= N,T=TN时Ia=68.5A, 根据
1. 复 习
1) 电动机在启动时和与负载达到稳定转速时，电枢 电流是多大？由什么决定？ 2）教材的图1-36(a)中，P2和η为何对不过原点？ 3）图示电机铭牌，可否得知电机额定工作点效率？ 4）有什么方法可以调整电动机转速？
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调速运行例题
nN n1 n2 n3 IL
U IR Ce
UN U1 U2 U3
例: 有一他励电动机,已知 :UN=220V，Ra=0.225 ， 额定力矩TN对应Ia=68.5A,nN=1500r/min，保持TN输出
(1)采用电枢串电阻调速，使n=1000r/min，应串入多大的电 阻？ (2)采用降压调速，使n=1000r/min，电源电压应降为多少？ (3)采用弱磁调速， =0.85N ，电动机的转速为多少？ 能否长期运行？
调速运行例题
(2)降压调速时，当= N,T=TN时Ia=68.5A, 根据
n
U N (Ra R)I a C EΦN
nN
U N Ra I a C EΦN
n
U Ra I a C EΦN
nN
U N Ra I a C EΦN
n U N (Ra R)I a nN U N Ra I a 220 (0.225 R) 68.5 1000 220 0.225 68.5 1500
a
；
n n3 n2 n1 nN
U IR Ce
nN n1 n2 n3
调节过程： 减小励磁 N n ， n0
I
n0
N 1 2 3
R n ，n0不变；
O
IL
调速特性： 调阻调速特性曲线 –简单,易实现； –损耗大,低效率；降速调速；有级调速；特性变软； 轻载时调速范围小。
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调速特性： - 基速以上和额定电流以下的调速； 转速上升；机械特性曲线变软；高 效率；恒功率；一般调速范围在2-4。
O TL 调磁调速特性曲线
Te
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2. 直流电机的调速运行
直流电机的调速控制：降压调速 工作条件： 保持 = N ；R = Ra 调节过程： 改变电压 UN U n n0
3
4.直流电机的动态特性
致
谢
本文档所引用的许多素材，来源于互联网上国内外的 课件、科技论文、文章、网页等。本文引用只是为了给学 生提供更好的教学素材，非商业目的。对这些所引用素材 的原创者，在此表示深深的谢意。
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4
-- 四象限运行 -- 能耗制动 -- 再生制动 -- 反接制动
n 1741 rpm
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3. 直流电机的四象限运行
直流电机的四象限调压控制：
n
4. 直流电机的动态特性
--直流电机动态框图
第I象限
n1 n2
第II象限
-TL
n0
目 录
1. 复习：直流电机静态特性
自动控制元件及线路6
- 直流电机的调速运行和动态特性
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2. 直流电机的调速 3. 直流电机的四象限运行 4. 直流电机的动态特性
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1. 复 习
a.静态工作特性： 机械特性/调节特性/控制特性 b.效率特性 c.负载特性与稳定运行条件 d.电磁电机需确保激磁可靠 e.直流电机的启动电流限制 f.电动势e 与电磁力矩T 的波动 提问:
3. 直流电机的四象限运行
I a 0.85ΦN I a 0.85I a T 1 TN N I aN ΦN I aN I aN
Ia IN 80.59A 电动机不能长期运行 0.85 n (U N Ra I a )/C E Φ nN (U N Ra I aN )/C EΦN 220 0.225 80.59 n (220 0.225 68.5) 0.85 1500
--直流电机的基本传递函数
Te
O
TL
--直流电机动态特性的讨论
第III象限
直流电机的四象限调压特性
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4. 直流电机的动态特性
4.直流电机的动态特性
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U Ra I a n nN U N Ra I a U 0.225 68.5 1000 220 0.225 68.5 1500
R 0.995 Ω
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U 151.8V
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2
调速运行例题
(3)弱磁调速时，当= 0.85N,T=TN时, 根据
1
2. 直流电机的调速运行
直流电机的调速控制： 串电阻调速 工作条件： 保持 = N ； U =UN ； 调节过程： 增加电阻 Ra R
n n0
2. 直流电机的调速运行
U IR Ce
Ra R1 R2 R3
直流电机的调速控制：弱磁调速 工作条件： 保持U =UN
，
R = R
2. 直流电机的调速运行
--电机调速运行的基本要求 --串电阻调速 --弱磁调速
2. 直流电机的调速运行
直流电动机的调速： - 人为改变直流电机的工作条件，使电机的工作点 偏移，与负载线的交点移动。 - 调速范围
--调压调速
- 调速的平滑性 - 调速的效率
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