机电传动控制(5).ppt

1,机电传动控制,总学时48理论学时48实验学时0周学时4,主讲西南科技大学制造学院先进制造教研室中心实验室马有良13458328979mayouliang,2,第三章直流电机的工作原理及特性,3,第三章直流电机的工作原理及特性,本章要求掌握直流电机的基本工作原理及特性，特别是直流电机的机械特性；掌握直流电机的启动、调速和制动的各种方法的优缺点和应用场所。,3.1直流电机的基本结构和工作原理,一、基本结构定子和转子两大部分。略讲,4,5,它是以导体在磁场中运动而产生感应电动势和载流导体在磁场中受到力的作用为基础。电流的方向N极下的有效边中的电流总是一个方向，而S极下的有效边中的电流总是另一个方向，这样才能使两个边上受到的电磁力的方向一致，电枢因而转动。产生电磁转矩。（换向器的作用）,二、基本工作原理,第三章直流电机的工作原理及特性,6,发电机依电磁感应定理（右手定则），电动机依安培电磁力定律（左手定则）。,第三章直流电机的工作原理及特性,7,8,直流电机中能量（电能、机械能）转换的方向是可逆的，可用三个方程来描述,转矩方程式,电机等速运行转矩平衡.,电势方程式,电压平衡方程式,第三章直流电机的工作原理及特性,9,电磁转矩T、负载转矩TL、及空载消耗转矩T0相平衡。当负载发生变化时，则n、E、I、T将自动进行调整，以适应负载的变化，保持新的平衡。例如当TL↑→T＜TL→n↓，当Φ不变时→E↓（EKeΦn）→Ia（U-E）/Ra↑→T↑→→TTL（新的平衡）,3.1直流电机的基本结构和工作原理,10,分类按励磁方法的不同，分为他励、并励、串励和复励四类，常用他励和并励。,3.2直流发电机,11,3.3直流电动机的机械特性,将直流电机的电势方程和转矩方程代入直流电动机电压平衡方程式中，并略加整理后，可得他励直流电机的机械特性方程为,当时的转速称为理想空载转速。,12,机械硬度转矩变化dT与所引起的转速变化dn的比值，用于衡量机械特性的平直程度。,一.固有机械特性自然特性）是指在额定电压和额定磁通下，电枢电路内不接任何电阻时的nf（T）。当UUN，ΦφN时，nf（T）是一条直线。通常用（0，n0）和（TN，nN）两点来作直线,3.3直流电动机的机械特性,13,根据铭牌参数（PN，UN，IN，nN）计算Ra，KeΦ，n0，TN。,电机正转在第一象限，反转在第三象限。,3.3直流电动机的机械特性,14,（1）计算电枢电阻Ra（通常电动机在额定负载下的铜耗Ia2Ra约占总损耗∑△PN的50--75）Ia2Ra（50--75）∑△PN（0.50.75）[输入功率-输出功率]（0.50.75）（1-ηN）UNIN式中ηN为效率，且此时IaIN故有,3.3直流电动机的机械特性,15,（2）求KeΦ在额定条件运行下的反电势ENKeΦnNUN-INRa故KeΦ（UN-INRa）/nN,对于一台直流电机而言，它是唯一的。,（3）求理想空载转速n0UN/KeΦ,3.3直流电动机的机械特性,16,（4）求额定转矩,例一台Z2-51型他励电动机，已知PN5.5kW，UN220V，IN31A，nN1500r/min，认为额定运行时的电磁转矩近似等于额定输出转矩，试绘出这台电机近似的固有机械特性。,3.3直流电动机的机械特性,17,解因他励电动机的nf（T）是一条直线，故只要求出（0，n0）、（TN，nN）两点即可。,18,二.人为机械特性是指供电电压或磁通不是额定值、电枢电路内接有外加电阻Rad时的机械特性；电动机的启动、调速、制动的方法就是利用人为机械特性。,1.电枢电路内接有外加电阻Rad时的机械特性,当UUN，ΦΦN时，电枢电路内接有外加电阻Rad，机械特性方程为,3.3直流电动机的机械特性,19,3.3直流电动机的机械特性,20,（特性随Rad的增大而变软）,可得从（0，n0点发出的一簇的人为机械特性曲线。,3.3直流电动机的机械特性,21,当ΦΦN，Rad0时，改变电压时，空载转速变化而转速降落不变。（U＜UN；n＜nN）可得一簇平行于固有特性曲线的人为机械特性曲线。,2.改变电压时的机械特性,3.3直流电动机的机械特性,22,当UUN，Rad0时，改变磁通空载转速和转速降落都要发生变化。（Φ＜ΦN；T随磁通的降低而减小；n＞nN，电动机工作在交点以左的区域。系统特性较软）,3.改变磁通时的机械特性,3.3直流电动机的机械特性,23,预习直流电机的启动和调速特性。,作业3-9,消弱磁通时，注意“飞车”现象，一般要加“失磁”保护。,3.3直流电动机的机械特性,24,,谢谢观看,