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直流电机启动与调速制动 第一页，共二十七页，2022年，8月28日 二、他励直流电动机起动电阻的计算 （一）图解解析法 1．绘制固有机械特性 2．选取起动过程中的最大电流 I1与电阻切除时的切换电流 I2 （或T1 与T2） 3．画出分级起动特性图 第二页，共二十七页，2022年，8月28日 （二）解析法 在b点 在c点 两级起动时 推广到m级起动的一般情况 称为起动电流比 第三页，共二十七页，2022年，8月28日 [例9-2] 一台他励直流电动机的铭牌数据为： 试用解析法计算四级起动时的起动电阻值。 解 已知起动级数m=4 选择 第四页，共二十七页，2022年，8月28日 各分段电阻如下 ： 则各级起动总电阻如下： 第五页，共二十七页，2022年，8月28日 三、他励直流电动机起动的过渡过程 在电力拖动系统中，一些电气参数（如电压、电阻等）与负载转矩的突然变化，会引起过渡过程，但由于惯性，这些变化却不能导致电动机的转速、电流、转矩及磁通等参量的突变，而必须是个连续变化的过程 。 电力拖动系统中一般存在以下三种惯性： 1．机械惯性 ——反映在系统的飞轮惯量上，它使转速不能突变。 2．电磁惯性 ——反映在电枢回路电感及励磁回路电感上，它们分别使电枢电流和励磁电流不能突变，从而使磁通不能突变。 3．热惯性 ——它使电动机的温度不能突变。 第六页，共二十七页，2022年，8月28日 电力拖动的过渡过程一般分为两种： 1）机械过渡过程—— 它只考虑机械惯性，忽略影响较小的电磁惯性。 2）电气一机械过渡过程 —— 它同时考虑机械与电磁两种惯性。 第七页，共二十七页，2022年，8月28日 第四节 他励直流电动机的调速 采用一定的方法来改变生产机械的工作速度，以满足生产的需要，这种方法通常称为调速。 一、调速指标 调速方法最主要的有两大指标：即技术指标与经济指标 （一）调速的技术指标 1. 调速范围 不同生产机械要求的调速范围是不同的，例如车床D＝20～120，龙门刨床D＝10～40，机床的进给机构D＝5～200，轧钢机D＝3～120，造纸机D＝3～20等 第八页，共二十七页，2022年，8月28日 不同机械特性下的静差率 2．静差率（或称相对稳定性） 电动机的机械特性愈硬，则静差率愈小，相对稳定性就愈高。 调速范围D与低速静差率?%间的关系 允许的转速降 第九页，共二十七页，2022年，8月28日 3．平滑性 在一定的调速范围内，调速的级数愈多则认为调速愈平滑。 值愈接近于1，则平滑性愈好。时称为无级调速，即转速连续可调，级数接近无穷多，此时调速的平滑性最好。 4．调速时的容许输出（或调速时的功率与转矩） 容许输出是指电动机在得到充分利用的情况下，在调速过程中轴上所能输出的功率和转矩。 第十页，共二十七页，2022年，8月28日 （二）调速的经济指标 调速的经济指标决定于调速系统的设备投资及运行费用，而运行费用又决定于调速过程的损耗，它可用设备的效率来说明。 [例9-5 ]一直流调速系统采用改变电源电压调速，已知电动机的额定转速 ，高速机械特性的理想空载转速 如果额定负载下低速机械特性的转速 ，而相应的理想空载转速 。 （1）试求出电动机在额定负载下运行的调速范围D和静差率 ； （2）如果生产工艺要求静差率 ≤20%，则此时额定负载下能达到的调速范围是多少？还能否满足原有的要求？ 第十一页，共二十七页，2022年，8月28日 电枢串联电阻调速 解 （1） 低速静差率 （2） 不能满足原有调速范围的要求 二、降低电枢端电压调速 （一）电枢串联电阻 分析电枢串接电阻调速的经济性： 效率 第十二页，共二十七页，2022年，8月28日 （二）降低电源电压 降低电源电压的调速系统的机械特性方程式为 晶闸管整流器供电的直流调速系统 降低电源电压调速时的机械特性 第十三页，共二十七页，2022年，8月28日 减弱磁通的人为机械特性 三、弱磁调速 弱磁调速电路示意图 较大容量系统 小容量系统 弱磁调速时，机械特性方程式是 ： 第十四页，共二十七页，2022年，8月28日 弱磁调速的优点是，在功率较小的励磁电路中进行调节，控制方便，能量损耗小，调速的平滑性较高。由于调速范围不大，常和额定转速以下的降压调速配合应用，以扩大调整范围。 减弱磁通时的电枢电流、转速、磁通变化曲线 第十五页，共二十七页，2022年，8月28日 四、调速时的功率与转矩