1、電 機 原 理 及 拖 動1主要內容： 機械特性 基礎 最重要起動調速制動 難點3 直流電動機的電力拖動重 點 章 節2一 、他勵直流電動機機械特性概念1. 定義：電源電壓U、氣隙磁通、電樞回路總電阻 均為常數時，討論 ，即為機械特性。 3.1 他勵直流電動機的機械特性2. 方程：(回路總電阻)(理想空載轉速)(特性斜率)TUnTLRa+RcEaIaM3大時 特性曲線越陡 機械特性軟小時 特性曲線越平 機械特性硬一 、他勵直流電動機機械特性概念3. 機械特性曲線：穿越、象限的一條略下傾的直線； 機械特性的軟硬度圖32他勵直流電動機的機械特性曲線TACBnnnA3.1 他勵直流電動機的機械特性4

2、一 、他勵直流電動機機械特性概念4. 分析 四個特殊點：理想空載點（ 0， ） 理想空載點 A實際空載點（ ， ） 實際空載點 A當時，故有：（ ）人為通過外界經電機軸上轉入與 同方向的拖動轉距 ，克服 。起動理想空載點，僅靠電機本身達不到，但為什么實驗中則可以測得？nACBnnAT3.1 他勵直流電動機的機械特性5 額定工作點 C額定工作點（ ， ） 堵轉點 B堵轉點（ ， 0 ） 堵轉轉矩： 堵轉電流： 僅由外加電壓和電樞回路總電阻決定。（空載堵轉電流很大， ）nACBnnATA、B兩點，因為電機電磁功率，所以不能實現機電能量轉換。一 、他勵直流電動機機械特性概念4. 分析 四個特殊點：（

3、例）3.1 他勵直流電動機的機械特性6一 、他勵直流電動機機械特性概念5. 三個象限曲線： 象限 電動狀態 ， 方向同向，T為拖動轉矩；當 ，從 到 時分析過程：nACBnnAT拖動轉矩 ，而轉速？在U、RaRc為常值條件下當拖動轉矩負載轉矩時，電機穩定運行于C3.1 他勵直流電動機的機械特性7一 、他勵直流電動機機械特性概念5. 三個象限曲線： 象限 發電狀態nACBnnAT ， 方向反向，T為阻轉矩；且 ， 象限 制動狀態 ， 方向反向，電機反轉，T為阻轉矩；又 , 3.1 他勵直流電動機的機械特性8二 、固有機械特性及人為機械特性1. 固有機械特性時，條件是一條略下傾的直線 當 時，額定

4、轉速降固有特性值較小， Ra值較小 特性硬3.1 他勵直流電動機的機械特性9二 、固有機械特性及人為機械特性2. 人為機械特性 通過人為改變 電動機機械特性方程式中三個參數 U R 機械特性也隨之發生變化。三種人為特性 電樞串電阻的人為機械特性有 不變， 變化； 隨 的增加而增加，特性也隨之變軟。3.1 他勵直流電動機的機械特性102. 人為機械特性 改變電源電壓的人為特性有 變， 不變，一組平行線。 減弱氣隙磁通的人為機械特性有 ， 同時變化。3.1 他勵直流電動機的機械特性11三 、電樞反應對機械特性的影響 電樞反應表現為去磁效應，電樞反應時，氣隙磁密不再是常數，將隨電樞電流增大而減小。

5、電樞電流較小時，電樞反應不明顯，電樞電流增大時，氣隙磁通下降較多，電機n增大，使機械特性出現上翹。3.1 他勵直流電動機的機械特性圖37電樞反應的去磁效應引起的機械特性上翹12四 、他勵直流電動機機械特性的繪制3.1 他勵直流電動機的機械特性 固有機械特性的繪制根據 、 、 ，估算 ;計算 ;求 ;計算 .通過（ , 0）、（ , ） 兩點，繪制固有機械特性。結合例題P56 3-113四 、他勵直流電動機機械特性的繪制3.1 他勵直流電動機的機械特性估算 ，計算 ;計算 , ;求 ， ;計算結合例題P56 3-1 人為機械特性的繪制14五 、電力拖動系統穩定運行的條件1. 兩個基本概念 電機工

6、作點：TAn 穩定運行 ；在工作點穩定運行但不表示系統穩定運行； 穩定運行點： 系統在工作點運行，當有干擾使電機運行暫時離開此工作點而運行，當干擾消失后電機仍回到此工作點而運行則此工作點為穩定運行點。電機的機械特性負載的機械特性交點3.1 他勵直流電動機的機械特性152. 電網電壓波動干擾分析 電網電壓 由狀態- ：U即電壓由 到 狀態；電機機械特性由 1 2；轉速不突變 即A B點： ； B點分析 ：n減小 NY到 C點TABCD12nU3.1 他勵直流電動機的機械特性162. 電網電壓波動干擾分析 電網電壓 由狀態- ：U即電壓由 到 狀態；U能否回到A點穩定運行呢？電機機械特性由 2 1

7、 ；轉速不突變 即C D點： ； D點分析 ：TABCD12nn增大 NY回到 A點故，A是穩定運行點！3.1 他勵直流電動機的機械特性173. 負載轉矩波動分析ba21Tn 穩定運行點a點時 ：即 ， ； 當負載轉矩變大時 ：負載轉矩機械特性由 1 2 ；因為 ， ，所以 ； NY到 b點 “自跟隨”現象：當外界負載發生變化時，電機內部自我調整使輸出跟上負載變化要求。 同理，當 ： 時，由 b a 。故，a 是穩定運行點！3.1 他勵直流電動機的機械特性3.1 他勵直流電動機的機械特性184. 不穩定狀態分析 穩定運行點a點時 ： 當負載轉矩由 變為 ： 有電樞反應影響隨 的升高， 不斷增大，系統不斷加速，最后導致電機因轉速過高和電樞電流過大而損壞。abTn故，a 是不穩定運行點！3.1 他勵直流電動機的機械特性19 結 論 一個電力拖動系統穩定運行的充要條件： 電機的機械特性與負載的機械特性的交點， 在交點之上 在交點之下 則：為穩定運行點； 反之，為不穩定運行點。 BATnA1A2B1B23.1 他勵直流電動機的機械特性20理解并掌握機械特性曲線和方程；熟練掌握固有機械特性和人為特性的繪制、典型特點并會利用特性解釋現象；熟練掌握固有機械特性和人為特性的計算；理解判定系統穩定運行的方法，并能利用此方法判定拖動系統的工作點是否為穩定點。3.1 他勵直流電動機