课题一　任务 ３　直流电动机的调速（课件）- 《电机与电气控制（第二版）》同步教学（劳保版·2014）

１． 了解生产机械的负载特性。 ２． 熟悉直流电动机的机械特性。 ３． 掌握直流电动机机械特性的简单计算。 ４． 重点掌握直流电动机的三种调速方法。 ５． 学会直流电动机调速方法的操作使用。 学习目标 任务 ３　直流电动机的调速 课题一　直流电机的应用 任务引入 直流电动机的最大优点是具有线性的机械特性，调速性能优异，因此广泛应用于对调速性能要求较高的电气自动化系统中。要了解、分析和掌握直流电动机的调速方法，首先要掌握直流电动机的机械特性。直流电动机有三种不同的人为机械特性，所对应的就是三种不同性能的调速方法，分别应用于不同的场合。因此熟悉机械特性是基础，掌握调速方法是目的。知道了各种调速方法的性能特点后，就可以根据实际生产机械负载的工艺要求来选择一种最合适的调速方法，发挥直流电动机的最大效益。 课题一　直流电机的应用 相关知识 一、电气传动系统 １． 电气传动系统的组成 ２． 电气传动系统的运动方程式 课题一　直流电机的应用 电气传动系统的实例和组成框图 课题一　直流电机的应用 二、生产机械的负载特性 １． 恒转矩负载特性 （1）阻力型恒转矩负载特性阻力型恒转矩负载的特点是工作机构转矩的绝对值是恒定不变的，转矩的性质总是阻止运动的制动性转矩。即 n>0 时，TL>0（常数）；n <0 时，TL <0（也是常数），TL的绝对值不变。 课题一　直流电机的应用 阻力性恒转矩负载特性 课题一　直流电机的应用 （2）位能型恒转矩负载特性位能型恒转矩负载的特点是工作机构转矩的绝对值是恒定的，而且方向不变(与运动方向无关)，总是沿重力作用方向。当 n >0 时，TL >0，是阻碍运动的制动转矩；当 n <0时，TL >0，是帮助运动的驱动转矩。 位能性恒转矩负载特性 课题一　直流电机的应用 ２． 恒功率负载特性 因此在不同转速下，负载转矩基本上与转速成反比，而机械功率 PL∝nTL= 常数，称为恒功率负载。 车床与恒功率负载特性 课题一　直流电机的应用 ３． 通风机型负载特性 其转矩的大小与转速的平方成正比，即TL ∝n2。 鼓风机与通风机型负载特性 课题一　直流电机的应用 三、直流他励电动机的机械特性 １． 固有机械特性 直流他励电动机的电气原理 直流他励电动机的固有机械特性 课题一　直流电机的应用 ( 1 )随着电磁转矩 T 的增大，转速 n 降低，其特性曲线是一条略为向下倾斜的直线。 ( 2 )当 T =0 时，n= n 0，电动机工作在理想空载状态。 ( 3 )由于电动机电枢回路不串电阻，机械特性斜率β的数值很小，特性曲线较平，称为硬特性。 ( 4 )当 T= T N 时，n = n N，此点为电动机的额定工作点。 ( 5 ) n =0，即电动机启动时，Ea=0，此时的电枢电流 Ia=Is，称为启动电流；对应的电磁转矩 T = T s，称为启动转矩。 课题一　直流电机的应用 ２． 人为机械特性 （１） 电枢回路串电阻的人为机械特性 1）改变电枢回路串入的电阻 RP 时，理想空载转速 n0 不变。 2）RP 越大，人为机械特性的斜率 βR 越大，转速降 Δn 越大，特性越软。 课题一　直流电机的应用 电枢串电阻的人为机械特性 课题一　直流电机的应用 （２） 改变电枢电压的人为机械特性 1）理想空载转速 n0 与电枢电压 U 成正比，即 n0U∝U；且 U 改变正负极性时，n0U 也改变转向。 2）改变电枢电压的人为机械特性斜率 β，与固有机械特性斜率相同，即转速降 Δn 不变。 课题一　直流电机的应用 改变电枢电压的人为机械特性 课题一　直流电机的应用 （３） 减弱磁通的人为机械特性 1）理想空载转速 n0Φ 随磁通 Φ 的减弱而上升。 2）机械特性斜率 βΦ 因与磁通 Φ 的平方成反比，所以随磁通的减弱而增大，机械特性变软。 减弱磁通的人为机械特性 课题一　直流电机的应用 四、直流串励电动机的机械特性 直流串励电动机的电气原理图 串励电动机的机械特性 课题一　直流电机的应用 1. 空载时，I→0，Φ→0，电动机转速极高，所以串励电动机不许空载或轻载运行。 2. 由于串励电动机的电磁转矩与电流的平方成正比，因此启动和过载能力强。 3. 串励电动机接交流电源后，由于磁通 Φ 和电枢电流 Ia同时改变方向，所以电磁转矩方向不变，因此是一种交直流两用的电动机。 课题一　直流电机的应用 五、直流他励电动机的调速 直流他励电动机的一般机械特性方程式为： １． 调速系统的技术指标 （１） 调速范围 D （２） 调速的平滑性 （３） 调速的稳定性 （４） 调速的经济性 （５） 调速时电动机的允许输出 课题一　直流电机的应用 ２． 电枢回路串电阻调速 直流他励电动机驱动负载运行时，保持电源电压 U 及磁通 Φ 为额定值，改