1、第一节 直流电机的基本工作原理和结构一. 直流电机的主要结构主磁极主磁极：产生恒定的气隙磁通，由铁心和励磁绕组构成产生恒定的气隙磁通，由铁心和励磁绕组构成换向磁极：换向磁极：改善换向。改善换向。电刷装置：电刷装置：与换向片配合与换向片配合, ,完成直流与交流的互换完成直流与交流的互换机座和端盖：机座和端盖：起支撑和固定作用。起支撑和固定作用。定子定子转子转子电枢铁心：电枢铁心：主磁路的一部分，放置电枢绕组。主磁路的一部分，放置电枢绕组。电枢绕组：电枢绕组：由带绝缘的导线绕制而成，是电路部分。由带绝缘的导线绕制而成，是电路部分。换向器：换向器：与电刷装置配合与电刷装置配合, ,完成直流与交流的互
2、换完成直流与交流的互换转轴转轴轴承轴承二、直流电动机工作原理 把电刷把电刷A A、B B接到直流电源上，接到直流电源上，电刷电刷A A接正极，电刷接正极，电刷B B接负极。此接负极。此时电枢线圈中将电流流过。时电枢线圈中将电流流过。 直流电动机是将电能转变直流电动机是将电能转变成机械能的旋转机械。成机械能的旋转机械。 在磁场作用下，在磁场作用下，N N极性下导体极性下导体abab受力方向从右向左，受力方向从右向左，S S 极下导极下导体体cdcd受力方向从左向右。该电磁受力方向从左向右。该电磁力形成逆时针方向的电磁转矩。力形成逆时针方向的电磁转矩。当电磁转矩大于阻转矩时，电机当电磁转矩大于阻转
3、矩时，电机转子逆时针方向旋转。转子逆时针方向旋转。 电机：直流，交流（同步，异步） 工作机构：生产设备 控制机构：各种控制器（PLC,单片机等） 传动机构：减速机1.方程式 电力拖动系统运动方程式描述了系统的运动状态，电力拖动系统运动方程式描述了系统的运动状态，系统的运动状态取决于作用在原动机转轴上的各系统的运动状态取决于作用在原动机转轴上的各种转矩。种转矩。参数:(注意参考方向注意参考方向）dtdJTTLgGDmJ4/2260/2 ndtdnGDTTL3752MTnLTU 动态：TTL = dn/dt 0，系统加速（动态） T dn/dt dn/dt = 0， 恒速或静止（静态） T:电磁转
4、矩 m：质量 TL:负载转矩 G：重量 J:转动惯量 ：半径 n:转速（角速度?） D：直径 d?/dt=?角加速度 GD2=4gJ：飞轮矩单轴系统：电机直接带动负载多轴系统：电机通过减速机带动负载关系：多轴系统可以等效成单轴系统（能量守恒原理）两级传动速比：j1=n/n1，j2=n1/n2 两级传动效率：1，2转矩折算：LT飞轮矩折算：LLTT 22212,GDGDGDGDLdLT以三轴拖动系统为例：n为电机转速，n1中间级转速，n2 为负载侧转速1.转矩折算（能量守恒） a)不考虑传动损耗LLLTPLLTPLLPP 1LLLLLLTjnnTTT b)考虑传动损耗cLLCLLjTTPP11其
5、中：2121,jjjc动能：22112221212121LLdJJJJ两边乘以 得2g221221212211LLdjjGDjGDGDGD近似计算：221dGDGD一.恒转矩负载特性（ TL大小恒定)1.反抗性恒转矩负载定义： TL的实际方向与转速的实际方向相反参考方向规定: TL的正方向与n的正方向相反=TL0,n0 or TL0,n TL0,n0 下降： TL的实际方向与转速的实际方向相同且参考方向相反= TL0,n nN上升=曲线陡=特性软，反之特性硬 由于电枢电阻很小，特性曲线斜率很小，所以固有由于电枢电阻很小，特性曲线斜率很小，所以固有 机械特性是硬特性。机械特性是硬特性。(4)空载
6、时，n0=n0-T0(5)转速特性： 不变=Ia与T正比（线性关系）得IaCeRannN0机械特性(1)电枢串电阻时的人为机械特性，既串Rs 改变，n0不变TCeCtRsRannN20SaRR 0nnaRT特点：特点：1 1） 不变，不变， 变大；变大； 2 2） 越大，特性越软。越大，特性越软。0n 2.人为机械特性曲线 改变电机回路的参数:U,If,Rs(2)改变U，不变，no与U成正比TCeCtRaCeUnNN21UNUU101n0nnNUemT特点：特点：1)1) 随随 变化变化, , 不变不变; ; 2) 2) 不同不同, ,曲线是一组平行线。曲线是一组平行线。0nUU保持保持 不变
7、，只改变电枢电压时的人为特性：不变，只改变电枢电压时的人为特性：Na,RRTCeCtRaCeUnN2下降-n0上升下降=上升特性上移，变软(3)改变励磁电流If特点：特点：1 1）弱磁，）弱磁， 增大；增大； 2 2）弱磁，）弱磁， 增大增大0n保持保持 不变，只改变励磁回路调节电阻不变，只改变励磁回路调节电阻 的人为特性：的人为特性：NaUU,RRSfR01n11kT202n2kTNn0nemTkTN12机械特性求取机械特性求取一、固有特性的求取一、固有特性的求取 )nn,(Tem00)nn,T(TNNem已知已知 ，求两点，求两点:1:1）理想空载）理想空载点点 和额定运行和额定运行 。N
8、NN,Nn,IU,P具体步骤：具体步骤：(1)(1)估算估算:Ra2NNNNaIPIU)(R3221(2)(2)计算计算:CCNTNe和NNNNNenPIUCNeNTCC9.55(3)(3)计算理想空载点：计算理想空载点：NeNemCUn,T00(4)(4)计算额定工作点：计算额定工作点：NNNTNnn,ICT二、人为特性的求取二、人为特性的求取 在固有机械特性方程在固有机械特性方程 : : 的基础上，根据人为特性所对应的参数的基础上，根据人为特性所对应的参数RsRs或或U U或或变化，重新计算变化，重新计算n n0 0和和, ,然后得到人为机械特然后得到人为机械特性方程式。性方程式。em0T
9、nn稳定运行： 电力拖动系统在系统的某种干扰作用下，离开了平衡位置，在新的条件下达到新的平衡，并在扰动消失后，还能回到原来的位置。分析负载为恒转矩负载时的情况结论：对恒转矩负载，电机的机械特性曲线 斜率向下则稳定，反之不稳定。推广1：在T与TL的交点处（平衡点），转速之上TTL，则稳定。推广2：在T=TL处，dT/dn加速度大加速度大-电磁转矩大电磁转矩大 -电电枢电流大枢电流大-换向困难，火花大，产生机械撞击。换向困难，火花大，产生机械撞击。 加额定电压后，起动瞬间的起动转矩和起动电流加额定电压后，起动瞬间的起动转矩和起动电流分别为：分别为：stTstNstaTC IUIR 起动时由于转速为
10、零，电枢电动势为零，而且电枢电阻很起动时由于转速为零，电枢电动势为零，而且电枢电阻很小，所以起动电流和起动转矩将达很大值。起动时间和起动电小，所以起动电流和起动转矩将达很大值。起动时间和起动电流要达到平衡。流要达到平衡。 过大的起动电流将引起电网电压下降、影响电网上其它用户过大的起动电流将引起电网电压下降、影响电网上其它用户的正常用电、使电动机的换向恶化；同时过大的冲击转矩会损的正常用电、使电动机的换向恶化；同时过大的冲击转矩会损坏电枢绕组和传动机构。一般直流电动机不允许直接起动。坏电枢绕组和传动机构。一般直流电动机不允许直接起动。方法方法1：电枢回路串电阻：电枢回路串电阻 Ia=(U-E)/
11、(Ra+R)=U/(Ra+R)，改变，改变R 使得使得 Ia（1.82.5）In方法方法2：降压起动，：降压起动，U由低到高，使得由低到高，使得 Ia I2IL，I2=(1.12.2)IL a-b-c-d-e-f-g-h-i33st2st1staRRRRRLLIT2IT21IT1IT0nabn1122aststRRRRbncd211astRRRef3aRNnghfn UN-Cenb=I2(Ra+Rst1+Rst2+Rst3) b点 UN-Ce nc=I1(Ra+Rst1+Rst2) c点 nb=nc3.起动电阻计算(Ra+Rst1+Rst2+Rst3)/ (Ra+Rst1+Rst2)=I1/I
12、2= (1)同理对d,e点和f,g点,得方程(2): (Ra+Rst1+Rst2)/ (Ra+Rst1)=(Ra+Rst1)/(Ra)=I1/I2= 由（1）（2）得 Ra+Rst1+Rst2+Rst3= Ra3 (3)由a点得方程 UN-Cena=I1(Ra+Rst1+Rst2+Rst3) 其中，na=0 即，UN/I1= (Ra+Rst1+Rst2+Rst3) (4)由（3）和（4）得31aNRIURa+Rst1=Ra=Rst1=(-1)RaRa+Rst1+Rst2=Ra 2=Rst2= Rst1Ra+Rst1+Rst2+Rst3= Ra 3 =Rst3= Rst2一般情况：Rst1=(-
13、1)Ra， Rst2= Rst1, Rstm= Rst(m-1)maNRIU1由方程式（2）得：求解步骤：(1)已知级数m求得：Rst1=(-1)Ra， Rst2= Rst1, Rstm= Rst(m-1)(2)已知I2，得 取整后，由m重新按（1）求解，再验证I2 = I1 /IL负载电流maNRIU1lglg121RaIUmIIN三三 降压起动降压起动 当直流电源电压可调时，可采用降压方法起动。当直流电源电压可调时，可采用降压方法起动。 起动时，以较低的电源电压起动电动机，起动电流随电源起动时，以较低的电源电压起动电动机，起动电流随电源电压的降低而正比减小。随着电动机转速的上升，反电动势逐
14、电压的降低而正比减小。随着电动机转速的上升，反电动势逐渐增大，再逐渐提高电源电压，使起动电流和起动转矩保持在渐增大，再逐渐提高电源电压，使起动电流和起动转矩保持在一定的数值上，保证按需要的加速度升速。一定的数值上，保证按需要的加速度升速。 降压起动需专用电源，设备投资较大，但它起动平稳，起降压起动需专用电源，设备投资较大，但它起动平稳，起动过程能量损耗小，因此得到广泛应用。动过程能量损耗小，因此得到广泛应用。定义：通过人为改变电动机的机械特性，根 据生产需要调节转速一他励直流电动机的调速方法 机械特性曲线分析：改变：电阻Ra+Rs，电压U，磁通=调节nTCeCtRsRaCeUn21电枢回路串电
15、阻原理 由电机数学方程分析（以速降为例）稳态分析：T不变-Ia不变R上升，U不变, Ia不变-则E下降-n下降LTIaCtTIaRUE未串电阻时未串电阻时的工作点的工作点串电阻后串电阻后, ,工作点由工作点由AAAABB0aRn0nNnLTTASaRR 1nAB由机械特性曲线分析动态分析：电机状态：A-A-B稳定优点：电枢串电阻调速设备简单，操作方便。优点：电枢串电阻调速设备简单，操作方便。)(LTTTIEnTIR2 2）低速时特性曲线斜率大）低速时特性曲线斜率大, ,静差率大静差率大, ,所以转速的相对所以转速的相对稳定性差稳定性差3 3）轻载时调速范围小，额定负载时调速范围）轻载时调速范围
16、小，额定负载时调速范围D D一般一般2 24 4）损耗大，效率低，不经济。对恒转矩负载，调速）损耗大，效率低，不经济。对恒转矩负载，调速前、后因增通不变而使电磁转矩和电枢电流不变，输前、后因增通不变而使电磁转矩和电枢电流不变，输入功率不变，输出功率却随转速的下降而下降，减少入功率不变，输出功率却随转速的下降而下降，减少的部分被串联电阻消耗了。的部分被串联电阻消耗了。缺点：缺点：1 1）由于电阻只能分段调节，所以调速的平滑性差；）由于电阻只能分段调节，所以调速的平滑性差；调速性能1.损耗大，电阻发热功率损耗2.空载或轻载时，调速范围小3.低速时，特性变软，稳定性差4.为有级调速5.实现简单改进方
17、法：电枢并电阻，特性硬，稳定性好2.降压调速原理： 由电机数学方程分析稳态分析：LTIaCtTIaRUET不变-Ia不变U下降，R不变, Ia不变-则E下降-n下降动态分析：电机状态： A-A-B稳定LTIaCtTIaRUE)(LTTTIEnTIUT0nnNUTLNnA1U01nAB1n调速压前调速压前工作点工作点A A降压瞬间降压瞬间工作点工作点稳定后工稳定后工作点作点 降压调速降压调速过程与电枢串过程与电枢串电阻调速过程电阻调速过程相似，调速过相似，调速过程中转速和电程中转速和电枢电流（或转枢电流（或转矩）随时间变矩）随时间变化的曲线也相化的曲线也相似似。由机械特性曲线分析实现方法1. 发
18、电机电动机系统 性能比较优越，总投资大，容量大 2. 可控硅直流调速系统 结构简单，调速性能高，容量大，应用普遍3.弱磁调速原理 由电机数学方程分析稳态分析：动态分析：电机状态：A-A-B不变LTIaCtTIa)(载很大时速度减小负载小时速度上升，负上升，用于升速CeRaIaUn)(LTTTIaEnIaCtTIaE调节磁场前调节磁场前工作点工作点弱磁瞬间工作弱磁瞬间工作点点AAAA弱磁稳定后的弱磁稳定后的工作点工作点Nn0nANnemTLT01n11nBA减弱磁通后，减弱磁通后，理想空载转速理想空载转速上升上升, 曲线的曲线的斜率值增大。斜率值增大。 由机械特性曲线分析优点：优点： 由于在电流
19、较小的励磁回路中进行调节，因而控制方便，由于在电流较小的励磁回路中进行调节，因而控制方便，能量损耗小，设备简单，调速平滑性好。弱磁升速后电枢电流能量损耗小，设备简单，调速平滑性好。弱磁升速后电枢电流增大，电动机的输入功率增大，但由于转速升高，输出功率也增大，电动机的输入功率增大，但由于转速升高，输出功率也增大，电动机的效率基本不变，因此经济性是比较好。增大，电动机的效率基本不变，因此经济性是比较好。2 2）转速的升高受到电动机换向能力和机械强度的限制，升速范）转速的升高受到电动机换向能力和机械强度的限制，升速范围不可能很大，一般围不可能很大，一般 调速范围调速范围D2D2； 为了扩大调速范围，
20、通常把降压和弱磁两种调速方法结合起来，为了扩大调速范围，通常把降压和弱磁两种调速方法结合起来，在额定转速以上，采用弱磁调速，在额定转速以下采用降压在额定转速以上，采用弱磁调速，在额定转速以下采用降压 调调速。速。思考：当电机运行时，励磁电源突然掉电，则会发生什么情况思考：当电机运行时，励磁电源突然掉电，则会发生什么情况? ?缺点：缺点：1 1）机械特性的斜率变大，特性变软；）机械特性的斜率变大，特性变软； 1.静差率（对某一个机械特性曲线而言） 定义： n0:该特性理想空载转速 n1:该特性额定负载转速 静差率与机械特性曲线硬度的差别：对一组平行的机械特性曲线，硬度相同，但静差率不同。(理想空
21、载转速小，静差率大）0010nnnnnN2.调速范围D（对一簇机械特性曲线而言）定义：电动机在额定负载下，可能的最高转速与最低转速之比minmaxnnD min0min0minmin0minnnnnnNDnn/maxmin)1 (minminmaxNnnD所以得到静差率下降=调速范围下降（nmax,nN一定）nN下降=D上升（nmax,静差率一定）=采用无静差的闭环控制3.调速平滑性定义：相邻两级转速的接近程度。 在一定的调速范围内，调速的级数越多，调速越平滑。相在一定的调速范围内，调速的级数越多，调速越平滑。相邻两级转速之比，为平滑系数。邻两级转速之比，为平滑系数。 平滑系数：=ni/(ni
22、-1), 越接近越接近1，平滑性越好，当，平滑性越好，当=1时，称为无级调速，即转时，称为无级调速，即转速可以连续调节。调速不连续时，级数有限，称为有级调速可以连续调节。调速不连续时，级数有限，称为有级调速。速。 4.调速的经济性 投资费用、运行效率及维修费用 5.调速时允许输出 调速过程所能输出的功率与转矩三.调速方式与负载类型的配合 1.稳定运行条件分析 1）T=TL 2）Ia T变负-n-E - Ia - T - T =0方向变化图示：图2-17 电动状态:T 0,Ia0,E0,TL0,n0 制动状态: T 0,Ia0,TL0,n0机械特性曲线：运动状态点变化过程：A -B -C电阻值大
23、小：Rs=-E/Ia-Ra,E为制动瞬间电动机感应电动势，此时Ia允许最大值。TCeCtRsRan2能耗制动时的机械特性为：能耗制动时的机械特性为：SRRaBn0naRACLTT电动机状态工电动机状态工作作点点制动瞬间制动瞬间工作点工作点制动过程制动过程工作段工作段电动机拖动反抗性电动机拖动反抗性负载，电机停转。负载，电机停转。若电动机带若电动机带位能性负载位能性负载, ,即下放重物，即下放重物，稳定工作点稳定工作点TCeCtRsRan2 电动状态（电路未改变之前,A点）： EIa0,表示电动机将电能转化为动能 制动状态：（B点） EIa EIa=-Ia2(Ra+Rs) 电动机由于摩擦力和电磁
24、转矩而停止，因此，电动机动能转化为摩擦力消耗的热能和电枢电阻消耗的热能。 3.能耗制动用于恒速下放重物机械特性方程：同前制动过程参数状态变化： Ia=(U-E)/(RS+Ra) 变负- T变负-n-E - Ia - T - T =0 - T变正- n变负，大小增加- T= TL（稳定）方向变化图示： 制动状态:T 0,Ia0,TL0,n0(第二象限） T 0,Ia0,E0,nB -C-D电阻值大小：同前能量分析（对第二象限和第四象限都有） EIa T变负-n-E - Ia - T - T =0 TCeCtRsRaCeUn2SRRaCBn0naRA0LTTLT0nD方向变化图示： 电动状态(电压
25、未反向前）: T 0,Ia0,E0,TL0,n0,U0 制动状态: T 0,Ia0,TL0,n0,-UB -C电阻值大小：方法同上能量转化分析： EIa0,表示电网向电动机传递能量。 E=-U-Ia(Ra+Rs) - Ia2(Ra+Rs) =EIa + UIa 电阻耗能 电动机能量 电源能量 以上说明制动过程中，电网向电枢回路输送能量，同时电动机将动能转化成电能并输送至电枢回路，它们都消耗在电阻的热能上了。四.转速反向反接制动（倒拉反转） 倒拉反转反接制动只适用于位能性恒转矩负载倒拉反转反接制动只适用于位能性恒转矩负载 在电枢回路中串联一个较大的电阻在电枢回路中串联一个较大的电阻,转速反向电压
26、正向,即可实现制动即可实现制动.机械特性方程：TCeCtRsRaCeUn2机械特性曲线：制动过程参数状态变化： Ia=(U-E)/(RS+Ra) 变小- T减小,Tn -E - Ia - T - T =TLSRRaCBn0naRA0LTTBTDKT电枢回路串入较大电电枢回路串入较大电阻阻 后特性曲线后特性曲线BR正向电动状态提正向电动状态提升重物升重物(A(A点点) )负载作用下负载作用下电机反向旋电机反向旋转转( (下放重物下放重物) )电机以稳电机以稳定的转速定的转速下放重物下放重物D D点点工作点由工作点由A-B-A-B-C-D,CDC-D,CD段为制段为制动段动段 方向变化图示： 电动
27、状态:（增加电阻改变电路后，n下降） T 0(T 0,E0,TL0,n0,U0 制动状态:（第四象限，n增加） T 0,Ia0,E0,n0运动状态点变化过程： A -B -C -D能量转化分析：（D点） EIa0,表示电网向电动机传递能量。 E=U-Ia(Ra+Rs)- Ia2(Ra+Rs) =EIa + UIa 电阻耗能 电动机能量 电源能量 以上说明制动过程中，电网向电枢回路输送电能，同时电动机将动能转化成电能并输送至电枢回路，它们都消耗在电枢电阻的热能上了。（与电压反向反接制动比较）五.回馈制动定义：nn0, E和U同号，EU, Ia0, Tn-E- Ia- T- T=0，n=n0, E
28、=U0-n n0，Ia变负，T 也变负，Tn - T= TL 以上黑色过程为电动，红色过程为回馈制动 (2)U 变小, n0变小- nn0,Ia变负,T变负-n-E - Ia - T - T=0, Ia=0, n=n0 ,E=U0- T变正, Ia变正- T - T =TL以上黑色过程为电动，红色过程为回馈制动方向变化图示： T 0,Ia0,TL0,U0, EU运动状态点变化过程：A-C能量转化分析： EIa0,表示电动机将动能转化为电能 UIa Ia2Ra +UIa = EIa 电阻耗能 电源输能 电动机能量以上说明回馈制动过程中，电动机将动能转化成电能，再将大部分电能通过电枢回路返回至电网
29、。第四节直流拖动系统的过渡过程稳定运行：过渡过程：过渡过程定义： 是系统从一种稳定状态到另一种稳定状态过渡所经历的过程变化：na目的： 控制过渡过程，减小损耗，提高效率，准确停车方法： 解析法，图解法，计算机仿真或数值计算分析一忽略电枢电感时的过渡过程产生原因: 能量不能突变电磁惯性：电感电流不能突变机械惯性：转速不能突变.他励直流电动机拖动恒转矩负载过渡过程一般规律（电枢串电阻）运动方程： 0 机械特性：dtdnGDTTL3752TCeCtRsRaCeUn2得到：令 得： 其解为：将边界条件t=0,n=nB带入得：CLnTCeCtRsRaCeUndtdnCeCtRsRaGD222375223
30、75)(tesamCCRRGDTcmnndtdnTcTtnCenmcTtCBnennnm)(同样可得：一般表达式：三要素法BG:起始值，ED：终止值（稳态值）Tm:时间常数初始值：过渡过程开始前的稳态值稳态值：过渡过程开始后，电机满足机械特性与负 载特性的交点机电时间常数：运动方程和机械特性中有关参数的 确定LTtLBTeTTTm)(aLTtaLaBaIeIIIm)(EDTtEDBGfefffm)(推广：对电压引起的过渡过程，解法相同对负载转矩发生突变引起的过渡过程，解法也相同由过渡过程开始到转速nME（或ME，ME）达到某一中间值所经历的时间tME。EDMEEDBGmMEnnnnTtlnED
31、MEEDBGmMETTTTTtlnaEDaMEaEDaBGmMEIIIITtln.他励直流电动机带恒转矩负载，电枢回路串固定电阻启动的过渡过程分析：转速初始值n0，所以过渡过程可视为U从0到某一定值变化而引起的过渡过程.设起动瞬间t=0。起始值： nBG=0, IaBG=U/(Ra+Rs), TBG=CTIaBG,终止值： TED=TL, IaED=TED/CT, nED=U-(Ra+Rs) IED/(Ce)机电时间常数：22375)(tesamCCRRGDT满足t=4Tm，时认为过渡过程已经结束。LTtLTeTRsRaUCtTm)(TCeCtRsRaCeUn2CtTeCtTRsRaUIaLT
32、tLm)(3.他励直流电动机串电阻分级起动时间计算(以3级为例)t在0-t1时间段：电枢电阻为Ra+Rst1+Rst2+Rst3IaBG=I1, IaED=IL,Iame=I2,则t1=Tm1ln(I1-IL)/(I2-IL)232121375)(testststamCCRRRRGDTt在t1-t2时间段：电枢电阻为Ra+Rst2+Rst3IaBG=I1, IaED=IL,Iame=I2,则t2=Tm2ln(I1-IL)/(I2-IL)t在t2-t3时间段：电枢电阻为Ra+Rst3IaBG=I1, IaED=IL,Iame=I2,则t3=Tm3ln(I1-IL)/(I2-IL)23222375
33、)(teststamCCRRRGDT2323375)(testamCCRRGDTt在t3-t4时间段：电枢电阻为RaIaBG=I1, IaED=IL,Iame=IL,则t4=Tm3ln(I1-IL)/(IL-IL)-无穷大这里取t4=4Tm4,得到总时间：t=t1+t2+t3+t4=(Tm1+Tm2+Tm3)ln(I1-IL)/(I2-IL)-4Tm22375teamCCRGDT4.电压反向的反接制动过渡过程分析 1)位能性恒转矩负载nBG=nB,nED=nC, TBG=TB,TED=TL,速度降为0的时间为tb,Tp为n=0时的电磁转矩 2)反抗性恒转矩负载CCBmLpLBmbnnnTTTT
34、TTt0lnln三 过渡过程中能量损耗1.空载过渡过程能量损耗(铜耗,不考虑电枢电感)W为电枢回路铜耗， E为电源输入总能量RIaEIaUIa2nCeEa0nCeUIaCtT)0( ,LTdtdJTxBGxBGdJRdtIaWtt)(02)(000BGxttttttxBGxBGxBGJdJdtCTCUIadtE1)空载起动能量损耗BG=0, x=0,分别带入上面两式得：2)空载能耗制动停车的能量损耗由U=0得0=0, X=02005 . 0)(JdJWxBG20JExBGdJW)(25 . 0BGJ0E3)电压反向反接制动空载停车U0 , 0Ia,为常数磁路未饱和，即当IaIa=(T/Ctk)
35、1/2得n=C/(T1/2)-B,其中 C=UN(Ctk)1/2/(Cek)为常数2.人为特性 1)电枢回路串电阻 磁路未饱和：R-B,曲线下移，n=A/Ia-B 磁路饱和： 励磁不随Ia变化而变化，为恒值，类似他励。T（或Ia） 为常数： R(U=E+IaR)-E (E=Ce n) -n 2)降低电源电压 当磁路未饱和：U -C 当磁路饱和：类似他励 T（或Ia）为常数： U (U=E+IaR)-E (E=Ce n) -n 3.串励直流电动机调速 串电阻，降压等4.串励直流电动机作电动运行的特点 (1)磁路未饱和T=CtIa=CtkIa2=起动转矩大，过载能力强。 (2)T-Ia , -n=
36、(Un-IaR)/(Ce) -特性变软 (3)n=A/Ia-B, 当Ia很小时，则n很大，Ia-0=n-, 与他励直流电机Ia-0时进行比较 (4)Ia换向- 换向-T=Ct Ia不换向5.串励直流电动机制动运行特点 1)能耗制动实现方法：电源断开,电枢回路串入电阻 励磁反接，则E=IaR= Ia R, (Ia反向)电路图磁化曲线：机械特性曲线：过渡过程：T反向-n-E -Ia -T -R -T-n -E -Ia -T -T=0,n=0 A-B-C-D-O 2)转速反向反接制动(位能性负载) 实现方法：电枢回路串大电阻 电枢回路串大电阻R=Ia-T-n-E-Ia-T-T=TL 3)电压反向反接
37、制动(反抗性负载) 实现方法：电枢回路串大电阻,电压实际方向不变，电机方向变反，电枢电流反向,励磁电流方向不变。 过渡过程变化:.Ia反向，IL方向不变-T反向-n -E -Ia -T -n=0,TTL(D点）-n反向-E反向-Ia -T -T=TL二.复励差复励,积复励 机械特性曲线比较 特点:具有串励直流电机特点，起动转矩很大，过载能力强。并励 可轻载运行 n=(U-Ia)/(Ce)人有了知识，就会具备各种分析能力，人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说古人说“书中自有黄金屋。书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进鼓舞我们前进。
