直流电机的工作原理及特性.ppt

当电压的实际方向与参考方向相相反时，电动机的机械特性为: 其特性曲线分别如图（b）中的曲线1和曲线2所示。 a点：当电动机稳速运行在第一象限中特性曲线1的a点时： b—c段： n>0，Tm<0——反接制动状态。 n>0，Tm>0——电动状态 注意:由于在反接制动期间，电枢感应电动势和电源电压是串联相加的，因此，为了限制电枢电流 ，电动机的电枢电路中必须串接足够大的限流电阻。 电源反接制动一般应用在生产机械要求迅速减速、停车和反向的场合以及要求经常正反转的机械上。 2．倒拉反接制动 电动机固有机械特性和电枢回路串接电阻和曲线2所示。 现电动机驱动位能负载转矩，机械特性如图（b）中的曲线3所示。 a点：重物匀速上升。 Tm>0，n>0，电动机工作在电动状态。 c—d段：Tm>0，n>0，电动机工作在电动状态。 由于电动机的输出转矩小于负载转矩，转速沿着曲线2下降。 d—b段：当转速下降到0时，由于电动机的输出转矩TM仍然小于负载转矩TL，所以，在位能负载的作用下，电动机反向启动，直到平衡点b而稳定运行。电动机匀速下放重物。 电动机在d—b段： Tm>0，n<0，电动机工作在制动状态。 常称这种制动状态为倒拉制动状态。 三、能耗制动 电阻越小，产生的反向电流越大，制动越快。 当切断电源接入电阻后，工作点由a点转到b点。 b—o段：Tm<0，n>0，能耗制动。 三、人为机械特性 人为机械特性是指人为地改变电动机电枢外加电压U和励磁磁通Φ的大小以及电枢回路串接附加电阻Rad所得到的机械特性。 1. 电枢回路中串接附加电阻时的人为特性 电压平衡方程式为： 得到的人为机械特性方程式为： M E Ia Ra U If Uf Ф Rad 0 T n0 n Rad=0 Rad1 Rad2 Rad1< Rad2 特性变软 空载速度不变； 随着电阻的增加，转速降落增加； M E Ia Ra U If Uf Ф Rad 0 T n0 n Rad=0 Rad1 Rad2 Rad1< Rad1 2. 改变电枢电压U时的人为特性 由于电动机电枢绕组绝缘耐压强度的限制，电枢电压只允许在其额定值以下调节，所以，不同值的人为特性曲线均在固有特性曲线之下。 空载速度随着U的减小而减小； 转速降落不变； 特性硬度不变 0 T n0 n UN UN > U1 > U2 > U3 n01 U1 n02 U2 n03 U3 3．改变磁通? 时的人为特性 转速降随磁通的改变而变化。 理想空载转速随磁通的改变而变化； 特性变软 n 0 T n0 ФN> Ф1 > Ф2 > Ф3 n01 n02 n03 Tst3 ФN Ф1 Ф2 Ф3 Tst2 Tst1 Tst 由于励磁线圈发热和电动机磁饱和的限制，电动机的励磁电流和它对应的磁通只能在低于其额定值的范围内调节； 当磁通过分削弱后： （2）当?＝0时，从理论上说，空载时电动机速度趋近? ，通常称为“飞车”； 当电动机轴上的负载转矩大于电磁转矩时，电动机不能启动，电枢电流为Ist ，长时间的大电流会烧坏电枢绕组。 因此，直流他励电动机启动前必须先加励磁电流，在运转过程中，决不允许励磁电路断开或励磁电流为零，为此，直流他励电动机在使用中，一般都设有“失磁”保护。 （1）如果负载转矩不变，将使电动机电流大大增加而严重过载； 3．3 直流他励电动机的启动特性 一、启动特性 电动机的启动就是施电于电动机，使电动机转子转动起来，达到要求转速的这一过程。 对直流电动机而言，在未启动之前n=0 , E=0, 而Ra一般很小。当将电动机直接接入电网并施加额定电压时，启动电流为： 这个电流很大，一般情况下能达到其额定电流的（10～20）倍。过大的启动电流危害很大： （1） 对电动机本身的影响： ? 使电动机在换向过程中产生危险的火花，烧坏整流子； ? 过大的电枢电流产生过大的电动应力，可能引起绕组的损坏； （2） 对机械系统的影响： 与启动电流成正比例的启动转矩使运动系统的动态转矩很大，过大的动态转矩会在机械系统和传动机构中产生过大的动态转矩冲击，使机械传动部件损坏； （3）对供电电网的影响： 过大的启动电流将使保护