1、直流电动机直流电动机(Direct Current Motor ) 的启动、调速、反的启动、调速、反转与制动转与制动 能力目标：能力目标： 1、能正确分析直流电动机的工作原理、能正确分析直流电动机的工作原理 2、能根据直流电动机的结构类型，定性地分析其机、能根据直流电动机的结构类型，定性地分析其机械特性械特性 3、能、能定性分析直流电动机的启动、调速和制动方法定性分析直流电动机的启动、调速和制动方法知识目标：知识目标： 1、掌握直流电机工作原理、掌握直流电机工作原理 2、了解直流电机励磁的类型和调速特性、了解直流电机励磁的类型和调速特性 3、了解直流电机应用场合、了解直流电机应用场合任务任务1
2、 认识直流电动机认识直流电动机任务任务2 直流电动机的启动、调速、反转和制动直流电动机的启动、调速、反转和制动直流电动机应用图片直流电动机应用图片 任务任务1 1 认识直流电机认识直流电机 图中图中N和和S是一对固定的是一对固定的（主）磁极（主）磁极，用来建立恒定磁场。两磁极之间有一个可以转动，用来建立恒定磁场。两磁极之间有一个可以转动的圆柱形铁心，铁心上固定着线圈的圆柱形铁心，铁心上固定着线圈abcd。线圈的。线圈的ad端接在随电枢一起旋转的两片半圆形端接在随电枢一起旋转的两片半圆形铜片上，这两个铜片合称为铜片上，这两个铜片合称为换向器换向器，换向器固定在转轴上且与转轴绝缘。，换向器固定在转
3、轴上且与转轴绝缘。铁心、线圈铁心、线圈和和换向器换向器组合在一起形成组合在一起形成电枢电枢。电刷电刷A、B分别与换向片接触而通向外电路。分别与换向片接触而通向外电路。 通电线圈在磁场中要受到磁场力的作用。假设电刷通电线圈在磁场中要受到磁场力的作用。假设电刷A与电源的正极相连，电刷与电源的正极相连，电刷B与电源与电源的负极相连，电流经的负极相连，电流经A-d-c-b-a-B形成回路。根据左手定则，线圈形成回路。根据左手定则，线圈ab受力向右，线圈受力向右，线圈cd受受力向左。这样就形成一个转矩，使电枢逆时针方向旋转，力向左。这样就形成一个转矩，使电枢逆时针方向旋转， 直流电机由直流电机由定子定子
4、（固定不动）与（固定不动）与转子转子（旋转）两大部分组成，（旋转）两大部分组成，定子与转子之间有空隙定子与转子之间有空隙,称为气隙。称为气隙。 定子定子部分包括部分包括主磁极、换向极、电刷、机座主磁极、换向极、电刷、机座等；等； 转子转子部分包括部分包括电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴、风扇电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴、风扇等。等。 直流电机的主磁极直流电机的主磁极 1、定子部分、定子部分 （2）换向磁极换向磁极 减小电刷与换向器之间的火花。由铁心和绕组构成。换向极铁心减小电刷与换向器之间的火花。由铁心和绕组构成。换向极铁心一般用整块钢制成，如换向要求较高，则一般用整块钢制成，如换向要求较
5、高，则用用1.0mm1.5mm厚的厚的钢板叠压而成，其绕组中流过的是电枢电流。换向极装在相邻两钢板叠压而成，其绕组中流过的是电枢电流。换向极装在相邻两主极之间，用螺钉固定在机座上。主极之间，用螺钉固定在机座上。（1）主磁极主磁极 主磁极的作用是产生气隙磁场，由铁主磁极的作用是产生气隙磁场，由铁心和绕组（励磁绕组）构成。铁心一般心和绕组（励磁绕组）构成。铁心一般由由1.0mm1.0mm1.5mm1.5mm厚的低碳钢板冲片叠压厚的低碳钢板冲片叠压而成，包括极身和极靴两部分。极靴做而成，包括极身和极靴两部分。极靴做成圆弧形，以使磁极下气隙磁通较均匀。成圆弧形，以使磁极下气隙磁通较均匀。极身上面套有励
6、磁绕组，绕组中通入直极身上面套有励磁绕组，绕组中通入直流电流。整个磁极用螺钉固定在机座上。流电流。整个磁极用螺钉固定在机座上。 1613 （3）电刷装置电刷装置 电刷与换向器配合可以把转动的电电刷与换向器配合可以把转动的电枢绕组电路和外电路连接并把电枢枢绕组电路和外电路连接并把电枢绕组中的交流量转变成电刷端的直绕组中的交流量转变成电刷端的直流量。电刷装置如图所示。流量。电刷装置如图所示。电刷组电刷组的个数，一般等于主磁极的个数。的个数，一般等于主磁极的个数。 直流电机的电刷装置直流电机的电刷装置 （4）机座机座 机座既可以固定主磁极、换向极、机座既可以固定主磁极、换向极、端盖等，又是电机磁路的
7、一部分端盖等，又是电机磁路的一部分（称为磁轭）。机座一般用铸钢或（称为磁轭）。机座一般用铸钢或厚钢板焊接而成，具有良好的导磁厚钢板焊接而成，具有良好的导磁性能和机械强度。性能和机械强度。2、转子、转子(电枢电枢)部分部分 （1）电枢铁心电枢铁心 电枢铁心是电机磁路的一部分，其外圆周开槽，用来嵌放电枢铁心是电机磁路的一部分，其外圆周开槽，用来嵌放电枢绕组。电枢铁心一般用电枢绕组。电枢铁心一般用0.5mm0.5mm厚、两边涂有绝缘漆的硅钢片厚、两边涂有绝缘漆的硅钢片冲片叠压而成，如图所示。电枢铁心固定在转轴或转子支架上。冲片叠压而成，如图所示。电枢铁心固定在转轴或转子支架上。铁心较长时，为加强冷却
8、，可把电枢铁心沿轴向分成数段，段铁心较长时，为加强冷却，可把电枢铁心沿轴向分成数段，段与段之间留有通风孔。与段之间留有通风孔。 （2）电枢绕组电枢绕组 作用是感应电动势、通过电枢电流。通常用绝缘导线绕成线圈，作用是感应电动势、通过电枢电流。通常用绝缘导线绕成线圈，按一定规律连接而成。按一定规律连接而成。 电枢绕组电枢绕组（3）换向器换向器 换向器是由多个紧压在一起的梯形铜片构成的一个圆筒，片换向器是由多个紧压在一起的梯形铜片构成的一个圆筒，片与片之间用一层薄云母绝缘，电枢绕组与换向片按一定规律与片之间用一层薄云母绝缘，电枢绕组与换向片按一定规律连接。换向器与转轴固定在一起。连接。换向器与转轴固
9、定在一起。（4）转轴转轴 对于小容量直流电机对于小容量直流电机, ,电枢铁心就装在转轴上。电枢铁心就装在转轴上。 直流电机的励磁方式直流电机的励磁方式复励：复励：励磁绕组一部分与电枢绕组串联，另一部分与电枢绕组并联。并励绕励磁绕组一部分与电枢绕组串联，另一部分与电枢绕组并联。并励绕组匝数多而线径细，串励绕组匝数少而线径粗。组匝数多而线径细，串励绕组匝数少而线径粗。他励：他励：励磁绕组的电流由独立电源提供的。即励磁电路与电枢电路没有电励磁绕组的电流由独立电源提供的。即励磁电路与电枢电路没有电的连接。的连接。并励：并励：励磁绕组与电枢绕组并联。励磁电压等于电枢电压，励磁绕组匝数较励磁绕组与电枢绕组
10、并联。励磁电压等于电枢电压，励磁绕组匝数较多，电阻较大。（是他励的特殊方式）多，电阻较大。（是他励的特殊方式）串励：串励： 励磁绕组与电枢绕组串联。励磁电流和电枢电流相等。励磁绕组与电枢绕组串联。励磁电流和电枢电流相等。(1) 型号型号。国产电动机的型号一般采用大写的汉语拼音字母和数。国产电动机的型号一般采用大写的汉语拼音字母和数字表示电动机的结构和使用特点。字表示电动机的结构和使用特点。 例如：例如： Z2 _ 56 / 42表示直流电动机表示直流电动机设计代号，表示第二次设计设计代号，表示第二次设计机座中心高机座中心高56mm磁极数为磁极数为42号铁心长度号铁心长度Z2-56/4-2铭铭牌
11、牌1产品代号的含义如下：产品代号的含义如下： Z系列：一般用途直流电动机，如系列：一般用途直流电动机，如Z2、Z3、 Z4等系列；等系列； ZJ系列：精密机床用直流电动机；系列：精密机床用直流电动机； ZT系列：广调速直流电动机；系列：广调速直流电动机； ZQ系列：牵引直流电动机；系列：牵引直流电动机； ZH系列：船用直流电动机；系列：船用直流电动机； ZA系列：防暴安全型直流电动机；系列：防暴安全型直流电动机； ZKJ系列：挖掘机用直流电动机；系列：挖掘机用直流电动机； ZZJ系列：冶金起重机用直流电动机。系列：冶金起重机用直流电动机。 (2) 额定功率额定功率PN。指电动机在额定情况下轴上
12、输出的机械功率。单位是。指电动机在额定情况下轴上输出的机械功率。单位是kW或或W。(3) 额定电压额定电压UN。在额定情况下，电动机直流电源的电压。单位是。在额定情况下，电动机直流电源的电压。单位是V。(4) 额定电流额定电流IN。在额定负载时，电源输入到电动机的允许电流，单位是。在额定负载时，电源输入到电动机的允许电流，单位是A。(5) 额定转速额定转速nN。电机运行在额定电压、额定电流、额定功率时所对应的转。电机运行在额定电压、额定电流、额定功率时所对应的转速，单位是速，单位是r/min。(6) 励磁励磁。指电机的励磁方式，包含他励、并励、串励、。指电机的励磁方式，包含他励、并励、串励、
13、复励等。复励等。(7) 励磁电压励磁电压。电机在额定状态下励磁绕组两端所加的电压，对于并励的电。电机在额定状态下励磁绕组两端所加的电压，对于并励的电机，励磁电压等于电机的额定电压；机，励磁电压等于电机的额定电压； 对于他励电机，励磁电压要根据情况来对于他励电机，励磁电压要根据情况来定。单位是定。单位是V。(8) 励磁电流励磁电流。电机产生主磁通所需要的励磁电流，单位是。电机产生主磁通所需要的励磁电流，单位是A。Z2-56/4-2(9) 定额定额。指电机在额定状态下可以持续运行的时间和顺序。指电机在额定状态下可以持续运行的时间和顺序。 例如标有例如标有“连连续续”，则表示电机可以不受时间限制连续
14、运行，则表示电机可以不受时间限制连续运行;标有标有“25%”，则表示电机在，则表示电机在一个周期内工作一个周期内工作25%的时间，休息的时间，休息75%的时间。的时间。(10) 温升温升。 表示电机允许发热的一个限度。表示电机允许发热的一个限度。 温升限度取决于电机所使用的温升限度取决于电机所使用的绝缘材料。绝缘材料。Z2-56/4-2直直 流流 电电 动动 机机型号型号Z4-112/2-1励磁方式励磁方式并励并励额定功率额定功率5.5kW励磁电压励磁电压180V额定电压额定电压440V励磁电流励磁电流0.4A额定电流额定电流15A额定效率额定效率81.2%额定转速额定转速3000r/min绝
15、缘等级绝缘等级B级级定额定额连续连续出厂日期出厂日期年年月月电机厂电机厂铭牌铭牌2例例1： 一台直流电动机的额定数据为：一台直流电动机的额定数据为：PN=13KW，UN=220V，nN=1500r/min，N=87.6%，求额定输入功率，求额定输入功率PIN、额定电流、额定电流IN和和额定输出转矩额定输出转矩T2N。KWPPNNIN84.14876. 013AUPININN45.672201084.143mNnPTNNN77.82150013955095502解：解：(1)电压方程式电压方程式(2)转矩方程式转矩方程式nCEeaTICTLTTT0aaRIEU电动机电动机( (并励并励) )的基
16、本方程式的基本方程式(3)功率方程式功率方程式P1=P2?T=TL?启动的含义：启动的含义：直流电动机的转速从直流电动机的转速从0 0加速到稳定运行速度的整加速到稳定运行速度的整个过程。个过程。生产机械对启动的要求：生产机械对启动的要求： （1）启动电流在允许的范围内）启动电流在允许的范围内, Ist=2-2.5IN （2）启动转矩）启动转矩TstTL, Tst=2-2.5TN （3）启动时间短）启动时间短,符合生产技术要求符合生产技术要求 （4）启动设备简单、经济、可靠）启动设备简单、经济、可靠他励直流他励直流电动机的电动机的固有机械固有机械特性特性任务任务2 直流电动机的启动、调速、反转和
17、制动直流电动机的启动、调速、反转和制动启动特点：启动特点： （1）Ist很大，是很大，是IN的的1020倍；倍； （2）操作简单、启动时间短，不需启动其他设备；）操作简单、启动时间短，不需启动其他设备； （3）应用于容量很小的直流电动机）应用于容量很小的直流电动机（大型直流电机电枢电阻更小）大型直流电机电枢电阻更小）。1、直接启动、直接启动将电机直接接到额定电源的启动方法。将电机直接接到额定电源的启动方法。启动方法：启动方法：先建立磁场，然后全压启动先建立磁场，然后全压启动启动计算：启动计算：启动过程结束下降下降增加迅速上升启动转矩很大很大NaastTTTIEnInCEe例：一直流电机例：一直
18、流电机PN=0.8KW，UN=220V，IN=5A，Ra=4。若电动机直接接入电。若电动机直接接入电网启动，启动电流网启动，启动电流=？ 一台一台Z2-61/4-2他他励直流电动机。已知：励直流电动机。已知：PN=10KW,UN=220V,nN=1500r/min,IN=53.8A,Ra=0.286,求：（求：（1）直接启动时的启动电流。）直接启动时的启动电流。 （2）在额定磁通下启动的启动转矩。）在额定磁通下启动的启动转矩。例例1：解：解：（1） （2) ARUIIaNast2 .769286. 0220NstNstIITT 7.639550mNnPTNNN3.14NstII 4.9103.
19、14mNTTNststTstICT则则TstIst 电枢回路串电阻启动电枢回路串电阻启动 降压启动降压启动常用的启动方法常用的启动方法 直接启动直接启动 aaNastREUII2、电枢回路串电阻（分级）启动、电枢回路串电阻（分级）启动 图图(a)所示为他励电动机的启动接线图，图中所示为他励电动机的启动接线图，图中KM1、KM22分别为短接启动电分别为短接启动电阻阻Rst1、Rst2的接触器。启动时，先接通励磁电源，的接触器。启动时，先接通励磁电源，KM合上，合上，KM1、KM2全部全部断开，启动电阻全部接入。随着转速的上升，再将启动电阻逐步切除。断开，启动电阻全部接入。随着转速的上升，再将启动
20、电阻逐步切除。缺点缺点: : 在启动过程中启动电阻上有能量损耗在启动过程中启动电阻上有能量损耗（a） （b）astII21ststaNRRRU 一台他励直流电动机，一台他励直流电动机，PN=10KW，UN=220V，IN53.8A，nN=1500r/min,Ra=0.286,求：求： （1）直接启动时的启动电流）直接启动时的启动电流 （2）若限制启动电流不超过）若限制启动电流不超过100A，采用电枢回路串电，采用电枢回路串电阻起动，则开始时应串入多大电阻阻起动，则开始时应串入多大电阻？解：解：（1） 例例2：ARRUIstaNst100914. 1286. 0100220astNstRIUR（
21、2） ARUIIaNast2 .769286. 02203、减压启动、减压启动减压启动是指通过暂时降低供电电压的方式启动。减压启动是指通过暂时降低供电电压的方式启动。启动时，励磁电压保持额定值，电枢电压从零逐渐升高到额定值。启动时，励磁电压保持额定值，电枢电压从零逐渐升高到额定值。降压启动只能在电动机有专用电源时才采用，目前多采用晶闸管降压启动只能在电动机有专用电源时才采用，目前多采用晶闸管可控直流电源作为降压启动的供电电源。可控直流电源作为降压启动的供电电源。 降压启动时启动电流小，降压启动时启动电流小， 启动过程中能耗小，启动过程中能耗小， 缺点是需要缺点是需要有专用电源，有专用电源， 设
22、备投资大。设备投资大。减压启动减压启动机械特性机械特性曲线曲线一台直流电机一台直流电机PN=60kW，UN440V，IN150A，Ra0.156,nN=1000r/min，驱动额定恒转矩负载。试求：，驱动额定恒转矩负载。试求： (1) 若直接启动，若直接启动， 则启动电流是多少？（则启动电流是多少？（2） 若要求若要求Ist=2IN，采，采用电枢回路串电阻启动，则启动开始时应串入多大阻值的启动用电枢回路串电阻启动，则启动开始时应串入多大阻值的启动电阻？（电阻？（3） 如果要求降压启动，则启动电压是多少如果要求降压启动，则启动电压是多少?例例3：解：解：(1) A2820156. 0440aNs
23、tRUI(2）Ist=2IN=2150=300A Ust=IstRa=3000.156=46.8 V （3） 31. 1156. 0300440astNstRIURstaNastaNastRRUIIRUII PN=10kW，UN220V，IN53.8A，Ra0.286,nN=1500r/min的他励电动机。试求：的他励电动机。试求： (1) 若直接启动，若直接启动， 则启动电流是多少？（则启动电流是多少？（2） 若要求启动电流限若要求启动电流限制在额定电流的制在额定电流的2.5倍，采用降压启动，则启动电压是多少倍，采用降压启动，则启动电压是多少?（3） 如果要求启动电流限制在额定电流的如果要求
24、启动电流限制在额定电流的2.5倍，电枢回路串电阻启倍，电枢回路串电阻启动，则启动开始时应串入多大阻值的启动电阻？动，则启动开始时应串入多大阻值的启动电阻？ 例例4：解：解：(1) A2 .769286. 0220aNstRUI(2）Ist=2.5IN=2.553.8=134.5A Ust=IstRa=134.50.286=38.5 V （3） Ist=2.5IN=2.553.8=134.5 A 35. 1286. 05 .134220astNstRIURstaNastaNastRRUIIRUII1、电气传动系统、电气传动系统用电动机作为原动机带动生产机械的工作机构运转，完成一定用电动机作为原动
25、机带动生产机械的工作机构运转，完成一定生产过程，称为电气传动。生产过程，称为电气传动。2、生产机械的负载特性、生产机械的负载特性(1)恒转矩负载特性恒转矩负载特性(2)恒功率负载特性恒功率负载特性(3)通风型负载特性通风型负载特性2nTL3、他励直流电动机的调速、他励直流电动机的调速aaRIEUnCEeaaeRInCUTaeCTRnCUaTICTnnCCTRCUnTeae02 n0：理想空载转矩：理想空载转矩 直流他励电动机的固有机械特性直流他励电动机的固有机械特性(1)机械特性机械特性 直流他励电动机的固有机械特性直流他励电动机的固有机械特性（1）随着）随着T的增大，的增大，n降低，特性曲线
26、是一条略为向下倾斜的直线。降低，特性曲线是一条略为向下倾斜的直线。（2）机械特性斜率很小，曲线较平，为硬特性。）机械特性斜率很小，曲线较平，为硬特性。（3）当）当T=0，n=n0，电机处于理想空载状态。，电机处于理想空载状态。（4）当）当T=TN， n=nN，为电动机的额定工作点。，为电动机的额定工作点。（5）电动机启动时，）电动机启动时，n=0，Ea=0，由于，由于Ra很小，电枢电流很小，电枢电流Is（启动电流）（启动电流）=10-20IN、启动转矩、启动转矩Ts=10-20TN。aaRIEUnnCCTRCUnTeae02 由特性方程可知，改变以下三项参数可改变电动机由特性方程可知，改变以下
27、三项参数可改变电动机的速度。的速度。电枢回路电阻：电枢回路电阻：RaRa输入电压：输入电压：U U磁通：磁通： (2)调速调速人为机械特性人为机械特性（3 3）只能在额定转速以下进行平滑调速。）只能在额定转速以下进行平滑调速。（4 4）转速越低，机械特性越软，负载波动时转速的稳定性越差。）转速越低，机械特性越软，负载波动时转速的稳定性越差。（5 5）串入的电阻越大，电能损耗越大，经济性差。）串入的电阻越大，电能损耗越大，经济性差。（6 6）调速范围小。）调速范围小。（7 7）在各种转速下，能输出相同的转矩，为）在各种转速下，能输出相同的转矩，为恒转矩调速恒转矩调速。a、电枢回路串电阻调速、电枢
28、回路串电阻调速 串联电阻调速的特点：串联电阻调速的特点：（1 1）改变电枢回路电阻，理想空载转速）改变电枢回路电阻，理想空载转速n n0 0不变。不变。（2 2）R RP P越大，斜率越大，特性越软。越大，斜率越大，特性越软。应用场合应用场合: : 调速性能要求不高的生产机械调速性能要求不高的生产机械起重机起重机(3)(3)转速只能从额定转速往下调。转速只能从额定转速往下调。(4)(4)调速前、后机械特性斜率不变，机械特性硬度高，速度稳定性好，调速范围广，最高调速前、后机械特性斜率不变，机械特性硬度高，速度稳定性好，调速范围广，最高转速与最低转速之比可打转速与最低转速之比可打1010倍以上。倍
29、以上。(5)(5)当电压连续可调时，转速也连续可调，可实现无级调速。当电压连续可调时，转速也连续可调，可实现无级调速。(6)(6)降压调速是通过减小输入功率来降低转速的，故调速时损耗减小，降压调速是通过减小输入功率来降低转速的，故调速时损耗减小， 调速经济性好。调速经济性好。(7)在各种转速下，能输出相同的转矩，为在各种转速下，能输出相同的转矩，为恒转矩调速恒转矩调速。b、降低电源电压调速、降低电源电压调速降低电源电压调速的优点是：降低电源电压调速的优点是： (1)(1)理想空载转速理想空载转速n n0 0与电枢电压与电枢电压U U成正比。成正比。(2)(2)改变电枢电压后斜率不变。改变电枢电
30、压后斜率不变。 降低电源电压调速的缺点：降低电源电压调速的缺点：要有电压可调的直流电源，要有电压可调的直流电源， 设备多，较复杂，初次投资大。设备多，较复杂，初次投资大。应用场合应用场合: : 调速性能要求较高的生产机械调速性能要求较高的生产机械机床机床c、改变励磁磁通调速、改变励磁磁通调速(弱磁调速弱磁调速)减小fI减小变阻器在励磁电路中接入调速改变励磁磁通调速的优点是：改变励磁磁通调速的优点是： (1) (1) 理想空载转速随磁通的减弱而上升。理想空载转速随磁通的减弱而上升。 (2) (2) 斜率随磁通的减弱而增大，机械特性变软。斜率随磁通的减弱而增大，机械特性变软。 (3) (3) 电阻
31、能连续调节，可实现无级调速，调速平滑。电阻能连续调节，可实现无级调速，调速平滑。 (4) (4) 励磁电流小励磁电流小, ,能量损耗少，调速前后电动机的效率基本不变，能量损耗少，调速前后电动机的效率基本不变， 经济性比较经济性比较好。好。 (5) (5) 机械特性较硬，转速稳定。机械特性较硬，转速稳定。 (6)(6)在各种转速下在各种转速下, ,能输出相同的功率能输出相同的功率, ,为为恒功率调速恒功率调速。三种调速方法的比较三种调速方法的比较调速方法调速方法 改变的参数改变的参数 特特 点点 串电阻串电阻电枢电路串接电枢电路串接电阻电阻,减小减小Ia向下调速，特性变软向下调速，特性变软,低速
32、低速稳定性更差稳定性更差,耗能多耗能多,调速调速范围小范围小,恒转矩调速恒转矩调速调调 压压降低电枢电路降低电枢电路电压电压向下调速，特性硬度不变向下调速，特性硬度不变, 稳定性好稳定性好,耗能少耗能少,调速范调速范围较大围较大,恒转矩调速恒转矩调速调调 磁磁励磁电路串接励磁电路串接电阻电阻,减小减小If,减减小小向上调速，特性硬度变化向上调速，特性硬度变化不大不大, 稳定性好稳定性好,耗能少耗能少,调调速范围较小速范围较小,如保持如保持Ia不变不变,为为恒功率调速恒功率调速例例5： 一台并励电动机，其额定数据如下：一台并励电动机，其额定数据如下：PN=25kW, UN=110V,=86%,
33、nN=1200 r/min, Ra=0.04,Rf=27.5，试求：（，试求：（1） 额定电流、额定励磁电流、额定电额定电流、额定励磁电流、额定电枢电流；（枢电流；（2） 额定转矩；（额定转矩；（3） 感应电动势。感应电动势。 解：解：（1）额定功率额定功率P PN N就是指输出的机械功率就是指输出的机械功率P P2 2，输入电功率为，输入电功率为 kW1 .2986. 02521PPA265110101 .293N1NUPIARUI45 .27110fNfA2614265fNaIII（2） mN19912002595509550NNNnPT（3）感应电动势）感应电动势 V6 .9904. 0
34、261110aaNRIUE练习练习：一台并励电动机，其额定数据如下：一台并励电动机，其额定数据如下：PN=7.5kW, UN=220V, IN=42.61A, nN=1500r/min, Ra=0.1014,Rf=46.5，试求：（，试求：（1）、电枢电流、输出转矩电枢电流、输出转矩T2；（；（2）感应电动势。）感应电动势。解：（解：（1） %80%10061.422205 . 7%100%100NNNNIUPPP入AIIIfNa88.3773. 461.42mNnPTNN75.471500750055. 955. 92VRIUERIEUaaNaaaaN16.2161014. 088.3722
35、0（2） ARUIfNf73. 45 .462204、串励电动机的机械特性、串励电动机的机械特性ffaaRIRIEUnCEeaTICTffaaeRIRInCUfIC)(21faRRCTUCneeTCCCCCCCC121（1）空载时）空载时,转速很高，不允许空载启动和空载转速很高，不允许空载启动和空载运行。运行。（2）T=KI2，启动和过载能力较强。，启动和过载能力较强。 主要用于地铁、电车、电梯等牵引设备中。主要用于地铁、电车、电梯等牵引设备中。afIII改变转向的方法：改变转向的方法：1 1、电枢电流不变，改变励磁电流的方向、电枢电流不变，改变励磁电流的方向, ,即改变主磁通即改变主磁通的方
36、向；的方向； 反转：就是改变电动机的转动方向。反转：就是改变电动机的转动方向。2 2、励磁电流的方向不变、励磁电流的方向不变, ,改变电枢电流改变电枢电流I Ia a的方向。的方向。由于励磁绕组的匝数多，电感大，电磁惯性较大，为了实现电动机高效、快由于励磁绕组的匝数多，电感大，电磁惯性较大，为了实现电动机高效、快速地反转，往往采用电枢反接的方法速地反转，往往采用电枢反接的方法 。为了使电动机在停车时能迅速停止，需要对电动机为了使电动机在停车时能迅速停止，需要对电动机进行制动。进行制动。 制动过程的要求：制动过程的要求：制动过程要有足够大的转矩；制动过程要有足够大的转矩；制动电流不应大于额定电流
37、的制动电流不应大于额定电流的2-2.5倍倍;不要造成明显的机械冲击；不要造成明显的机械冲击；制动时间尽可能短。制动时间尽可能短。制动方法：制动方法：图图(b)(b)所示。这时他励直流电动机由于转子惯性的作用，电动机所示。这时他励直流电动机由于转子惯性的作用，电动机仍按原来的方向旋转。由于磁通方向不变，因此产生的电枢绕组中产生感应仍按原来的方向旋转。由于磁通方向不变，因此产生的电枢绕组中产生感应电动势电动势E Ea a方向也不变，电动机此时作发电机运行，电枢电流方向及其产生的方向也不变，电动机此时作发电机运行，电枢电流方向及其产生的电磁转矩的方向都改变了，电磁转矩的方向都改变了， 使电磁转矩的方
38、向与旋转方向相反，成为制动转使电磁转矩的方向与旋转方向相反，成为制动转矩。矩。 电动机由自身惯性和生产机械的作用而驱动发电，把电动机储存的动能和生电动机由自身惯性和生产机械的作用而驱动发电，把电动机储存的动能和生产机械转换为电能，再消耗到产机械转换为电能，再消耗到R Rb b上。上。1、能耗制动、能耗制动（a）电动状态）电动状态 （b）能耗制动状态）能耗制动状态TCCRCUnTeae20, 00nUTCCRnTea2TCCRRnTeba2能耗制动适用于要求迅速停车的场合。能耗制动适用于要求迅速停车的场合。2、反接制动、反接制动需接入制动电阻需接入制动电阻RzaaNaREUI)(TCCRCUnTeae2UaaNaREUITCCRCUnTeae2反接制动适用于要求迅速反转的场合。反接制动适用于要求迅速反转的场合。本模块结束本模块结束
