第3章直流電機的電力拖動?本章目標知道電力拖動系統的運動方程；知道負載轉矩特性；掌握他勵直流電動機的機械特性；了解他勵直流電動機的啟動、調速和制動；第3章直流電機的電力拖動電力拖動系統的運動方程一、運動方程式

電力拖動系統運動方程式描述了系統的運動狀態，系統的運動狀態取決于作用在原動機轉軸上的各種轉矩。

根據如圖給出的系統（忽略空載轉矩），可寫出拖動系統的運動方程式：其中為系統的慣性轉矩。第3章直流電機的電力拖動運動方程的實用形式：系統旋轉運動的三種狀態1)當或時,系統處于靜止或恒轉速運行狀態，即處于穩態。2)當或時,系統處于加速運行狀態，即處于動態。3)當或時,系統處于減速運行狀態，即處于動態。常把或稱為動負載轉矩,把稱為靜負載轉矩.第3章直流電機的電力拖動

首先確定電動機處于電動狀態時的旋轉方向為轉速的正方向，然后規定：二、運動方程式中轉矩正、負號的規定（1）電磁轉矩與轉速的正方向相同時為正，相反時為負。（2）負載轉矩與轉速的正方向相同時為負，相反時為正。(3)慣性轉矩的大小和正負號由和的代數和決定。第3章直流電機的電力拖動

負載的轉矩特性一、恒轉矩負載特性負載的轉矩特性，就是負載的機械特性，簡稱負載特性。

恒轉矩負載特性是指生產機械的負載轉矩與轉速無關的特性。分反抗性恒轉矩負載和位能性恒轉矩負載兩種。1.反抗性恒轉矩負載TLn2.位能性恒轉矩負載TLn第3章直流電機的電力拖動二、恒功率負載特性

恒功率負載特點是：負載轉矩與轉速的乘積為一常數，即與成反比，特性曲線為一條雙曲線。TLn三、泵與風機類負載特性

負載的轉矩基本上與轉速的平方成正比。負載特性為一條拋物線。TLn理想的通風機特性實際通風機特性TL0第3章直流電機的電力拖動他勵直流電動機的機械特性機械特性的表達式

直流電動機的機械特性是指電動機在電樞電壓、勵磁電流、電樞回路電阻為恒值的條件下，即電動機處于穩態運行時，電動機的轉速與電磁轉矩之間的關系：由他勵直流電動機的原理圖可知：式中：為電樞回路總電阻。第3章直流電機的電力拖動他勵直流電動機的機械特性方程式稱為理想空載轉速。實際空載轉速第3章直流電機的電力拖動

固有機械特性和人為機械特性一、固有機械特性當時的機械特性稱為固有機械特性：

由于電樞電阻很小，特性曲線斜率很小，所以固有機械特性是硬特性。第3章直流電機的電力拖動二、人為機械特性當改變或或得到的機械特性稱為人為機械特性。1、電樞串電阻時的人為特性

保持不變,只在電樞回路中串入電阻的人為特性特點：1）不變，變大；

2）越大，特性越軟。第3章直流電機的電力拖動2、降低電樞電壓時的人為特性

保持不變，只改變電樞電壓時的人為特性：特點：1)

隨變化,不變;2)不同,曲線是一組平行線。第3章直流電機的電力拖動3、減弱勵磁磁通時的人為特性

保持不變，只減弱磁通的人為特性：特點：1）弱磁，

增大；

2）弱磁，增大第3章直流電機的電力拖動

電力拖動系統穩定運行條件

處于某一轉速下運行的電力拖動系統，由于受到某種擾動，導致系統的轉速發生變化而離開原來的平衡狀態，如果系統能在新的條件下達到新的平衡狀態，或者當擾動消失后系統回到原來的轉速下繼續運行，則系統是穩定的，否則系統是不穩定的。在點，系統平衡擾動使轉速有微小增量，轉速由上升到，。擾動消失,系統減速，回到點運行。擾動使轉速有微小下降，由下降到。擾動消失,系統加速，回到點運行。第3章直流電機的電力拖動在點，系統平衡擾動使轉速有微小增量，轉速由上升到，,系統加速

。即使擾動消失,也不能回到點運行。擾動使轉速有微小下降，由下降到,系統減速。即使擾動消失,也不能回到點運行。第3章直流電機的電力拖動電力拖動系統穩定運行的充分必要條件是：(1)必要條件:電動機的機械特性與負載的轉矩特性必須有交點,即存在(2)充分條件:在交點處,滿足:。或者說,在交點的轉速以上存在,在交點的轉速以下存在第3章直流電機的電力拖動他勵直流電動機的啟動

電動機的起動是指電動機接通電源后，由靜止狀態加速到穩定運行狀態的過程。生產機械對直流電動機的起動要求是：起動轉矩T足夠大，因為只有T大于負載轉矩T時，電動機方可順利起動；起動電流I不可太大；起動設備操作方便，起動時間短，運行可靠，成本低廉。

一、起動方法

1、全壓起動

Ist=UN/Ra

Tst=CTφNIst

2、減壓起動

Ust=IstRa

=(1.5-2)

IN

Ra3、電樞回路串電阻起動Ist=

UN/(Ra+

Rst)第3章直流電機的電力拖動第3章直流電機的電力拖動他勵直流電動機的制動常用的電氣制動有能耗制動、反接制動和發電回饋制動。此時電動機電磁轉矩T與轉速n的方向相反，其機械特性在第Ⅱ、第Ⅳ象限內。

一、能耗制動

1、制動原理2、機械特性

n==-第3章直流電機的電力拖動當電動機拖動的是位能性負載時，下放重物能耗制動的電路工作情況。第3章直流電機的電力拖動二、反接制動

（一）電樞反接制動

1、制動原理

Ia=

=-第3章直流電機的電力拖動2、機械特性

n=（二）倒拉反接制動

這種制動方法一般發生在提升重物轉為下放重物的情況下。

第3章直流電機的電力拖動1、制動原理

2、機械特性n=第3章直流電機的電力拖動三、發電回饋制動

（一）位能負載高速拖動電動機時的發電回饋制動n=第3章直流電機的電力拖動（二）降低電樞電壓調速時的發電回饋制動第3章直流電機的電力拖動第五節直流他勵電動機的調速

由直流電動機機械特性方程式

n＝可知，人為地改變電樞電壓U、電樞回路總電阻R和主磁通