資源描述：
《電機有效過程控制與拖動-第5章-直流電動機及其拖動有效過程控制-1.ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、1第5章直流電機及其拖動控制2.直流電動機的機械特性3.電樞回路串聯(lián)電阻和降低電樞電壓的啟動本章重點：1.直流電動機的工作原理4.直流電動機的3種調(diào)速方法5.直流電動機的幾種驅(qū)動控制電路2直流電動機由于其性能優(yōu)越，在電力拖動自動控制系統(tǒng)中仍占有很重要的地位。利用晶閘管整流電源配合直流電動機而組成的調(diào)速系統(tǒng)仍在迅速地發(fā)展。3直流電動機的優(yōu)點：（1）調(diào)速性能好:調(diào)速范圍廣，易于平滑調(diào)節(jié)。（2）起動、制動轉(zhuǎn)矩大，易于快速起動、停車。（3）易于控制。應(yīng)用：（1）軋鋼機、電氣機車、中大型龍門刨床等調(diào)速范圍大的大型設(shè)備。（2）用
2、蓄電池做電源的地方，如汽車、拖拉機等。45.1直流電動機的工作原理及結(jié)構(gòu)1.直流電動機的工作原理換向片和電源固定聯(lián)接，線圈無論怎樣轉(zhuǎn)動，總是上半邊的電流向里，下半邊的電流向外。電刷壓在換向片上。5由左手定則，通電線圈在磁場的作用下，使線圈逆時針旋轉(zhuǎn)。由轉(zhuǎn)矩公式可知：(1)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的條件：必須有勵磁磁通和電樞電流。(2)改變電動機旋轉(zhuǎn)的方向：改變電樞電流的方向或者改變磁通的方向。6由右手定則，線圈在磁場中旋轉(zhuǎn)，將在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，感應(yīng)電動勢的方向與電流的方向相反。7線圈中的電流是交變的，感應(yīng)電動勢也是交變的，但線
3、圈所受的電磁轉(zhuǎn)矩方向是不變的。82.直流電動機的基本結(jié)構(gòu)也由定子和轉(zhuǎn)子組成，定子主要包括機座、主磁極、電刷裝置、端蓋等；轉(zhuǎn)子為可動部分，主要包括電樞鐵芯、電樞繞組、換向器、轉(zhuǎn)軸等。9（1）主磁極由勵磁繞組建立電機的主磁通，改變勵磁電流的大小可以改變磁場的大小，改變勵磁電流的方向可以改變磁場的方向，從而改變電機轉(zhuǎn)向。小型直流電機也用永久磁鐵為主磁極。10（2）換向磁極主磁極邊上的小磁極，產(chǎn)生附加磁場，用于改善換向，減少電刷與換向片之間的火花。11（3）電樞鐵心（圖中標(biāo)號為7）在轉(zhuǎn)子上，為主磁路的一部分，一般用表面涂有絕
4、緣漆的硅鋼片疊壓而成，以減少磁滯損耗和渦流損耗，表面具有均勻分布的槽來放置電樞繞組。12（4）電樞繞組（圖中標(biāo)號為6）均勻放置于鐵心的槽內(nèi)，按一定規(guī)律連接的線圈，為電機的主要電路部分，實現(xiàn)電能到機械能的轉(zhuǎn)換。13（5）換向器由許多換向片組成，換向片之間用云母絕緣。143.直流電動機的銘牌數(shù)據(jù)銘牌數(shù)據(jù)即電動機的額定值，是電機制造廠家對電機正常運行時，對有關(guān)的電量或機械量所規(guī)定的數(shù)據(jù)。3）額定電流5）額定轉(zhuǎn)速7）額定效率155.2直流電動機的勵磁方式與基本方程式1.直流電動機的勵磁方式勵磁磁場：主磁極的勵磁磁動勢單獨建立
5、的磁場，即電機的主磁場。勵磁方式：是指勵磁繞組如何供電、產(chǎn)生勵磁磁動勢而建立主磁場的問題。16（1）他勵：電樞繞組和勵磁繞組無關(guān)，分別由不同的直流電源供電（2）并勵：電樞繞組和勵磁繞組并聯(lián)接到同一直流電源上（3）串勵：電樞繞組和勵磁繞組串聯(lián)后接到同一直流電源上（4）復(fù)勵：勵磁繞組分為兩個部分，一部分與電樞繞組并聯(lián)后再與另一部分勵磁繞組串聯(lián)接到直流電源上172.直流電動機的基本方程式（1）電動勢平衡方程式反電動勢為(單位V)：為電動勢常數(shù)為電機每極磁通為電機轉(zhuǎn)速r/min18（2）轉(zhuǎn)矩平衡方程式在電動機運行時，電磁轉(zhuǎn)矩
6、T必須和負(fù)載轉(zhuǎn)矩T2和空載損耗的阻轉(zhuǎn)矩T0相平衡。為轉(zhuǎn)矩常數(shù)電磁轉(zhuǎn)矩（單位為N?m）：19（3）電動勢常數(shù)和轉(zhuǎn)矩常數(shù)之間的關(guān)系輸入電機電樞的電功率：電機輸出的功率為：由能量守恒可得：即：故：20（4）功率平衡方程式由電動勢平衡方程式：可得：即：由轉(zhuǎn)矩平衡方程式：可得：即：空載損耗為：故：則直流電機效率為：21225.3他勵直流電動機的機械特性直流電動機的機械特性是指，當(dāng)Ua、If保持不變時，電動機轉(zhuǎn)速n與電磁轉(zhuǎn)矩T的關(guān)系，即：n=f(T)電磁轉(zhuǎn)矩并不是輸出轉(zhuǎn)矩，兩者相差一個空載損耗轉(zhuǎn)矩，但由于空載損耗轉(zhuǎn)矩很小，常可以
7、忽略不計。機械特性分固有特性和人為特性。231.直流電動機的機械特性(1)電動勢平衡方程式：其中：(2)感應(yīng)電動勢：(3)電動機轉(zhuǎn)速特性方程：(4)電磁轉(zhuǎn)矩：(5)機械特性方程式：24(5)機械特性方程式：n0：理想空載轉(zhuǎn)速?：機械特性的斜率。越小表明隨著轉(zhuǎn)矩T的增大轉(zhuǎn)速下降越平緩，機械特性越硬252.固有機械特性當(dāng)他勵電動機的的電源電壓、勵磁磁通均為額定值，電樞回路沒有串接外電阻時的機械特性稱為固有機械特性，其方程式為：額定轉(zhuǎn)速變化率（約10%~18%）特點：向下傾斜，電樞回路無外接電阻時機械特性較硬263.人為機
8、械特性他勵直流電動機還可通過改變電樞電壓、電樞回路電阻和勵磁電流的方法得到相應(yīng)的人為機械特性，以滿足生產(chǎn)機械起動、調(diào)速、制動等工作狀態(tài)下的要求。27（1）電樞回路串接電阻的人為機械特性特點：（1）隨著串接電阻的加大，機械特性曲線的斜率增加，特性變軟。（2）在相同負(fù)載下，串接電阻增加，轉(zhuǎn)速下載。（3）理想空載轉(zhuǎn)速不變。28（2）降低電樞電壓的人為
