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1、电机拖动基础顾绳谷第九章课件第1页，此课件共68页哦第四讲、他励直流电动机的制动第四讲、他励直流电动机的制动他励直流电动机的两种运转状态他励直流电动机的两种运转状态1)电动运转状态电动机转矩的方向与转速的方向相同，此时电网向电动机输入电能，并变为机械能以带动负载;2)制动运转（电气制动）状态电动机转矩与转速的方向相反，此时，电动机吸收机械能并转化为电能。3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调
2、速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩2第2页，此课件共68页哦3 3、他励直流电动机的制动、他励直流电动机的制动制动的目的制动的目的1)使电力拖动系统停车；2)使电力拖动系统转速降低；3)使位能负载工作机构匀速下降。使电力拖动系统停车的方法使电力拖动系统停车的方法1)断电源自由停车 较慢，生产效率低；2)机械制动 电磁制动器，即机械抱闸；3)电气制动 能耗制动、反接制动、回馈制动（再生制动）3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4
3、.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩3第3页，此课件共68页哦MnMnMnMnI 正向电动正向电动II 制动制动III 反向电动反向电动IV 制动制动nT0TTTTT与与n方向关系方向关系 4第4页，此课件共68页哦3 3、他励直流电动机的制动、他励直流电动机的制动能耗制动能耗制动下图（左）为电动机工作在电动状态；下图（右）为电动机工作在能耗制动状态。制动时，励磁保持不变，断开K1、K2接通K3，电动机开始工作在发电状态，把动能转换成电能消耗在电动机电枢回路的电阻上。3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能
4、耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩5第5页，此课件共68页哦3 3、他励直流电动机的制动、他励直流电动机的制动能耗制动能耗制动能耗制动机械特性方程式其机械特性位于第二象限如下图所示3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调
5、速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩6第6页，此课件共68页哦3 3、他励直流电动机的制动、他励直流电动机的制动能耗制动能耗制动制动电阻的计算制动电阻的计算制动电阻Rz越小，制动时的机械特性越平，制动转矩绝对值越大，制动越快。制动电阻又不能太小，否则制动电流超出允许值。一般最大制动电流按不超过2IN选择Rz，则3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3
6、 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩7第7页，此课件共68页哦3 3、他励直流电动机的制动、他励直流电动机的制动能耗制动能耗制动电动机带位能负载时的能耗制动电动机带位能负载时的能耗制动如右图所示，电动机初始状态为n=0，T=0，电动机在位能负载的作用下反向加速，随着转速的增加，T也不断增大，直到T=Tz，转速稳定，匀速下放重物。3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调
7、速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩8第8页，此课件共68页哦3 3、他励直流电动机的制动、他励直流电动机的制动能耗制动能耗制动电动机带位能负载时的能耗制动电动机带位能负载时的能耗制动电动机带位能负载能耗制动时，转速n为负，转矩T为正，这时机械特性位于第四象限，如下图所示的虚线。3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩9第
8、9页，此课件共68页哦3 3、他励直流电动机的制动、他励直流电动机的制动能耗制动能耗制动能耗制动使得能耗制动使得n=f（t）和）和I=f（t）曲线）曲线当T=Tz 时3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩10第10页，此课件共68页哦3 3、他励直流电动机的制动、他励直流电动机的制动能耗制动能耗制动该方程与电动机工作在电动状态下的转速微分
9、方程的形式是一样的，只是参数的正负号有所不同。能耗制动使得能耗制动使得n=f（t）和）和I=f（t）曲线）曲线其中：nST为速度的起始值 或3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩11第11页，此课件共68页哦3 3、他励直流电动机的制动、他励直流电动机的制动能耗制动能耗制动能耗制动使得能耗制动使得n=f（t）和）和I=f（t）曲线）曲线3
10、.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩12第12页，此课件共68页哦3 3、他励直流电动机的制动、他励直流电动机的制动能耗制动能耗制动能耗制动使得能耗制动使得n=f（t）和）和I=f（t）曲线）曲线能耗制动所需时间为：或3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈制动4.
11、他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩13第13页，此课件共68页哦3 3、他励直流电动机的制动、他励直流电动机的制动反接制动反接制动反接制动有两种情况，分别是转速反向（一般用于位能负载）与电枢反接（一般用于反作用负载）转速反向的反接制动转速反向的反接制动转速反向的反接制动一般用于起重机下放重物，如右图所示。假设重物G产生的负载转矩为Tz，其转矩方向为逆时针。3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3
12、 回馈制动回馈制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩14第14页，此课件共68页哦3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩3 3、他励直流电动机的制动、他励直流电动机的制动反接制动反接制动转速反向
13、的反接制动转速反向的反接制动电动机以与电动状态一样的电路接通，其转矩方向为顺时针。由于电枢回路串接较大电阻RW，使电动机起动转矩Tst|-Tz|的条件），电机动进入反向电动状态，这时，转速反向变负，Ea变负，对于Tz、Iz的极性分两种情况讨论，反作用负载时，Tz、Iz变负，位能负载时，Tz、Iz方向不变，仍为正。3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时
14、的功率与转矩24第24页，此课件共68页哦3 3、他励直流电动机的制动、他励直流电动机的制动反接制动反接制动电枢反接时的过渡过程电枢反接时的过渡过程反向电动过程反向电动过程1)反作用负载时，Tz、Iz变负，此时运动方程式为机械特性方程式为3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩25第25页，此课件共68页哦3 3、他励直流电动机的制动、他励
15、直流电动机的制动反接制动反接制动电枢反接时的过渡过程电枢反接时的过渡过程反向电动过程反向电动过程同样可得3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩26第26页，此课件共68页哦3 3、他励直流电动机的制动、他励直流电动机的制动反接制动反接制动电枢反接时的过渡过程电枢反接时的过渡过程反向电动过程反向电动过程2)位能负载时，Tz、Iz变负，此时运
16、动方程式为机械特性方程式为3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩27第27页，此课件共68页哦3 3、他励直流电动机的制动、他励直流电动机的制动反接制动反接制动电枢反接时的过渡过程电枢反接时的过渡过程反向电动过程反向电动过程同样可得3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制
17、动回馈制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩28第28页，此课件共68页哦3 3、他励直流电动机的制动、他励直流电动机的制动反接制动反接制动电枢反接时的过渡过程电枢反接时的过渡过程右图CD段为反作用负载时的反向起动曲线；右图CE段为位能负载时的反向起动曲线；当反向转速n0时，|Ea|U|，Tz、Iz变负，电机在此进入制动(回馈制动)。3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈制动
18、4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩29第29页，此课件共68页哦3 3、他励直流电动机的制动、他励直流电动机的制动回馈制动（再生制动）回馈制动（再生制动）回馈制动的两种情况回馈制动的两种情况位能负载拖动电动机他励电动机改变电枢电压调速。位能负载拖动电动机位能负载拖动电动机当直流电动机拖动位能负载提升时，若电枢电压突然反接，同时接入制动电阻RW，电机开始进入反接制动，很快电机停止，随后电机反向电动，电机在电磁转矩和位能负载转矩共同作用下加速，当转速超过
19、n0时，|Ea|U|，Tz、Iz变负，电机在此进入制动(回馈制动)状态。3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩30第30页，此课件共68页哦3 3、他励直流电动机的制动、他励直流电动机的制动回馈制动（再生制动）回馈制动（再生制动）位能负载拖动电动机位能负载拖动电动机电动机在回馈制动状态时，电枢将轴上输入的机械功率变为电磁功率EaIa后，大
20、部分回馈给电网(UaIa)，小部分变为电枢回路的铜耗 Ia2(Ra+RW)。电动机变为一台与电网并联运行的发电机。3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩31第31页，此课件共68页哦3 3、他励直流电动机的制动、他励直流电动机的制动回馈制动（再生制动）回馈制动（再生制动）他励电动机改变电枢电压调速他励电动机改变电枢电压调速在降低电压的降速
21、过程中，当突然降低电枢电压，感应电动势还来不及变化时，就会发生EaU的情况，亦即出现了回馈制动状态。3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩32第32页，此课件共68页哦3 3、他励直流电动机的制动、他励直流电动机的制动回馈制动（再生制动）回馈制动（再生制动）如图所示，如果转速降到n01时，不再降低电压，则转速降到低于n01，Ea小于U1，
22、电动机恢复到电动状态，这时，由于IaIz，电动机转速继续下降，直到n=n1，I=Iz。他励电动机改变电枢电压调速他励电动机改变电枢电压调速3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩33第33页，此课件共68页哦3 3、他励直流电动机的制动、他励直流电动机的制动例题例题一台他励直流电动机的数据如下：PN=29kW,UN=440V,IN=76.2
23、A,Ra=0.393W，nN=1050rpm1)电动机带动一个位能负载，在固有特性上作回馈制动下放，Ia=60A，求电动机反向下放转速；2)电动机带动位能负载，作反接制动下放，Ia=50A，转速n=-600rpm，串接在电枢电路中的电阻值、电网输入的功率、从轴上输入的功率及电枢电路电阻上消耗的功率；3)电动机带动反作用负载，从500rpm进行能耗制动，若其最大制动电流限制在100A，试计算串接在电枢电路中的电阻值。3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速
24、指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩34第34页，此课件共68页哦3 3、他励直流电动机的制动、他励直流电动机的制动例题例题解：解：1）电动机反向下放转速 2）电枢电路总电阻 3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩一台他励直流电动机的数据如下：PN=29kW,
25、UN=440V,IN=76.2A,Ra=0.393W，nN=1050rpm1)电动机带动一个位能负载，在固有特性上作回馈制动下放，Ia=60A，求电动机反向下放转速；2)电动机带动位能负载，作反接制动下放，Ia=50A，转速n=-600rpm，串接在电枢电路中的电阻值、电网输入的功率、从轴上输入的功率及电枢电路电阻上消耗的功率；3)电动机带动反作用负载，从500rpm进行能耗制动，若其最大制动电流限制在100A，试计算串接在电枢电路中的电阻值。35第35页，此课件共68页哦3 3、他励直流电动机的制动、他励直流电动机的制动例题例题解：解：电枢回路串接电阻 电枢电路电阻上消耗的功率 电网输入功率
26、轴上功率（为负值，表示从轴上输入功率）3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩一台他励直流电动机的数据如下：PN=29kW,UN=440V,IN=76.2A,Ra=0.393W，nN=1050rpm1)电动机带动一个位能负载，在固有特性上作回馈制动下放，Ia=60A，求电动机反向下放转速；2)电动机带动位能负载，作反接制动下放，Ia=-60
27、A，转速n=-600rpm，串接在电枢电路中的电阻值、电网输入的功率、从轴上输入的功率及电枢电路电阻上消耗的功率；3)电动机带动反作用负载，从500rpm进行能耗制动，若其最大制动电流限制在100A，试计算串接在电枢电路中的电阻值。36第36页，此课件共68页哦3 3、他励直流电动机的制动、他励直流电动机的制动例题例题解：解：3）能耗制动时最大电流出现在制动开始时，此时感应电动势为电枢电路总电阻电枢回路串接电阻 3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指
28、标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩一台他励直流电动机的数据如下：PN=29kW,UN=440V,IN=76.2A,Ra=0.393W，nN=1050rpm1)电动机带动一个位能负载，在固有特性上作回馈制动下放，Ia=60A，求电动机反向下放转速；2)电动机带动位能负载，作反接制动下放，Ia=-60A，转速n=-600rpm，串接在电枢电路中的电阻值、电网输入的功率、从轴上输入的功率及电枢电路电阻上消耗的功率；3)电动机带动反作用负载，从500rpm进行能耗制动，若其最大制动电流限制在100A，试计算串接在电枢电路中
29、的电阻值。37第37页，此课件共68页哦4 4、他励直流电动机的调速、他励直流电动机的调速采用一定的方法来改变生产机械的工作速度，以满足生产的需要，这种方法通常称为调速调速调速方法调速方法机械方法：机械方法：主要采用齿轮变速箱。电气方法：电气方法：机械方法、电气方法、机械电气配合他励直流电动机机械特性方程式改变电枢供电电压、改变励磁、改变电枢回路电阻。3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调速
30、弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩38第38页，此课件共68页哦4 4、他励直流电动机的调速、他励直流电动机的调速调速指标调速指标调速方法最主要的有两大指标：即技术指标与经济指标 调速的技术指标调速的技术指标1)调速范围D不同生产机械要求的调速范围是不同的，例如车床D20120，龙门刨床D1040，机床的进给机构D5200，轧钢机D3120，造纸机D320等。3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢
31、端电压调速4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩39第39页，此课件共68页哦4 4、他励直流电动机的调速、他励直流电动机的调速调速指标调速指标调速的技术指标调速的技术指标增大调速范围的方法：a)增大最高转速nmax 增大nmax受机械强度、换向等方面限制，在额定转速以上，提高转速是有限的；b)减小最低转速nmin 降低nmin受低速运行时的相对稳定性限制。相对稳定性相对稳定性是指：负载转矩变化下的转速变化的程度。3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈制动4.他励直流电动机的调速他励直流电
32、动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩40第40页，此课件共68页哦4 4、他励直流电动机的调速、他励直流电动机的调速调速指标调速指标调速的技术指标调速的技术指标2)静差率d（或称相对稳定性）相对稳定性的程度用静差率d来表示，定义为：在一条机械特性上运行时，电动机从理想负载加到额定负载所出现的转速降，用百分数表示电动机机械特性越硬，则静差率d来越小，相对稳定性就越高。3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈制动4.
33、他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩41第41页，此课件共68页哦4 4、他励直流电动机的调速、他励直流电动机的调速调速指标调速指标调速的技术指标调速的技术指标2)静差率d（或称相对稳定性）不同生产机械要求的静差率d是不同的，例如普通车床允许静差率d 30%，而造纸机则要求静差率d 0.1%。静差率和机械特性硬度相关，但两条平行的机械特性硬度相同，但静差率不同，转速越低，静差率越大。3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.
34、2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩42第42页，此课件共68页哦4 4、他励直流电动机的调速、他励直流电动机的调速调速指标调速指标调速的技术指标调速的技术指标2)静差率d（或称相对稳定性）静差率和调速范围是相关的，两者的关系为 d 一般为低速运行时允许的静差率；DnN为低速特性额定负载下的转速降落。3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动
35、回馈制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩43第43页，此课件共68页哦4 4、他励直流电动机的调速、他励直流电动机的调速调速指标调速指标调速的技术指标调速的技术指标2)静差率d（或称相对稳定性）一般在设计调速方案前，D和d是已知的，则允许的转速降落为如右图所示，1为固有机械特性，2为电枢回路串电阻时的机械特性，3为降低电压时的机械特性。3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈
36、制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩44第44页，此课件共68页哦4 4、他励直流电动机的调速、他励直流电动机的调速调速指标调速指标调速的技术指标调速的技术指标如下图所示，特性2和特性3均可得到低速nmin，D调速范围满足要求，若要求d=0.5，允许的DnN为nmin2)静差率d（或称相对稳定性）如 右 图 所 示，DnN3(DnN1)nminDnN2，可见，串电阻调速不能满足要求，调压调速满足要求。3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.
37、1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩45第45页，此课件共68页哦4 4、他励直流电动机的调速、他励直流电动机的调速调速指标调速指标调速的技术指标调速的技术指标在一定的调速范围内，调速的级数愈多则认为调速愈平滑，平滑程度用j 来衡量，它是相邻两级转速（或线速度）之比3)平滑性 j 值愈接近于1，则平滑性愈好。j=1时称为无级调速，即转速连续可调，级数接近无穷多，此时调速的平滑性最好。
38、3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩46第46页，此课件共68页哦4 4、他励直流电动机的调速、他励直流电动机的调速调速指标调速指标调速的技术指标调速的技术指标容许输出是指电动机在得到充分利用的情况下，在调速过程中轴上所能输出的功率和转矩。4)调速时的容许输出电动机稳定运行时，实际输出功率和转矩由负载的需要决定。在不同转速下不同负载需要
39、的功率Pz和转矩Tz也是不同的，调速方法应适应负载的要求。3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩47第47页，此课件共68页哦4 4、他励直流电动机的调速、他励直流电动机的调速调速指标调速指标调速的经济指标调速的经济指标调速的经济指标决定于调速系统的设备投资及运行费用，而运行费用又决定于调速过程的损耗，它可用设备的效率h来说明各种调速方法
40、经济指标相差较大，电枢串接电阻调速效率最低。在满足一定技术指标的情况下，力求投资少，电能损耗小，而且维修方便。式中：P2电动机轴上功率；DP调速时的功率损耗。3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩48第48页，此课件共68页哦4 4、他励直流电动机的调速、他励直流电动机的调速调速指标调速指标调速的经济指标调速的经济指标例例题题：一直流调速
41、系统采用改变电源电压调速，已知电动机的额定转速nN=900rpm，高速机械特性的理想空载转速n0=1000rpm；如果额定负载下低速机械特性的转速nmin=100rpm，而相应的理想空载转速n0=200rpm。（1）试求出电动机在额定负载下运行的调速范围D和静差率d；（2）如果生产工艺要求静差率d 20%，则此时额定负载下能达到的调速范围是多少？还能否满足原有的要求？3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速
42、4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩49第49页，此课件共68页哦4 4、他励直流电动机的调速、他励直流电动机的调速调速指标调速指标调速的技术指标调速的技术指标解解（1）低速静差率 调速范围不能满足原有调速范围的要求调速范围（2）3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩例例题题：一直流调速系统采用改变电源电压
43、调 速，已 知 电 动 机 的 额 定 转 速nN=900rpm，高速机械特性的理想空载转速n0=1000rpm；如果额定负载下低速机械特性的转速nmin=100rpm，而相应的理想空载转速n0=200rpm。（1）试求出电动机在额定负载下运行的调速范围D和静差率d；（2）如果生产工艺要求静差率d 20%，则此时额定负载下能达到的调速范围是多少？还能否满足原有的要求？50第50页，此课件共68页哦4 4、他励直流电动机的调速、他励直流电动机的调速降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速通常有两种方法：分别是：电枢回路串电阻和改变供电电压电枢串接电阻后，负载电流在电阻上产生压降，则
44、加在电枢两端的电压就会下降，电动机转速随之降低，如图所示。电枢回路串电阻电枢回路串电阻3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩51第51页，此课件共68页哦4 4、他励直流电动机的调速、他励直流电动机的调速降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速电枢回路串电阻电枢回路串电阻调速指标不高；调速范围不大；调速平滑性不高；有级调速。电枢串接电阻调速的
45、经济性分析电动机从电网吸收的功率效率电源供电电压不变，n0不变，随着转速降低，效率下降。3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩52第52页，此课件共68页哦4 4、他励直流电动机的调速、他励直流电动机的调速降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速降低供电电源电压降低供电电源电压直流电动机的供电电源可以是晶闸管可控整流电源，如下图（左）所示；3
46、.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩也可以是交流电动机直流发电机机组，而用晶闸管可控整流装置体调节发电机励磁，如下图（右）所示。53第53页，此课件共68页哦4 4、他励直流电动机的调速、他励直流电动机的调速降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速降低供电电源电压降低供电电源电压降低电源电压的调速系统的机械特性方程式U0整流装置输出电压或发电
47、机感应电势；R0整流装置内阻或直流发电机电枢电阻。3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩54第54页，此课件共68页哦4 4、他励直流电动机的调速、他励直流电动机的调速降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速降低供电电源电压降低供电电源电压改变直流电动机的供电电压得到一组平行的机械特性，如下图所示。n0与U0成正比，特性斜率为b=(R0Ra)
48、/(CeCTF)。3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩55第55页，此课件共68页哦4 4、他励直流电动机的调速、他励直流电动机的调速弱磁调速弱磁调速减弱直流电动机励磁，对小容量系统可直接在励磁回路串电阻，如下图（左）所示；3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈
49、制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩对大容量系统可以用晶闸管可控整流装置向电动机励磁电路供电，如下图（右）所示。56第56页，此课件共68页哦4 4、他励直流电动机的调速、他励直流电动机的调速弱磁调速弱磁调速弱磁调速时，机械特性方程式是3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低
50、电枢端电压调速4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩57第57页，此课件共68页哦3.他励直流电动机的制动他励直流电动机的制动3.1 能耗制动能耗制动 3.2 反接制动反接制动3.3 回馈制动回馈制动4.他励直流电动机的调速他励直流电动机的调速4.1 调速指标调速指标4.2 降低电枢端电压调速降低电枢端电压调速4.3 弱磁调速弱磁调速4.4 调速时的功率与转矩调速时的功率与转矩4 4、他励直流电动机的调速、他励直流电动机的调速弱磁调速弱磁调速弱磁调速的调速过程不突变注意：但58第58页，此课件共68页哦4 4、他励直流电动机的调速、他励直流电动机的调速弱磁调速弱磁