文档介绍:海南风光
第七章
直流电动机
单相异步电动机
步进电机
清华大学电机系电工学教研室 唐庆玉编
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第七章 电动机
§ 直流电动机
概述
工作原理
电枢电动势流。
(2)改变电机旋转的方向:改变电枢电流的方向或者
改变磁通的方向。
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二、 转矩平衡关系
电磁转矩T为驱动转矩,在电机运行时,必须和外
加负载和空载损耗的阻转矩相平衡,即
TL: 负载转矩
T0 :空载转矩
转矩平衡过程:当负载转矩(TL)发生变化时,
通过电机转速、电动势、电枢电流的变化,电磁
转矩自动调整,以实现新的平衡。
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例:
设外加电枢电压 U 一定,T=TL+ T0(平衡),这时,
若TL突然增加,则调整过程为:
与原平衡点相比,新的平衡点:Ia 、 P入
TL
n
E
Ia
T
最后达到新的平衡点。
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机械特性指的是电机的电磁转矩和转速间的关系,下边以他励和串励电机为例说明。
他励电动机和并励电动机的特性一样。
机械特性
一、 他励电动机的机械特性
即:
其中
,
M
他励
Uf
If
Ia
U
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n0: 理想空载转速,即T=0时的转速。(实际工作时,由于有空载损耗,电机的T不会为0。)
当 T时n ,但由于他励电动机的电枢电阻Ra很小,
所以在负载变化时, 转速 n 的变化不大,属硬机械
特性。
根据 n-T 公式
画出特性曲线
n0
nN
TN
T
n
n
其中
,
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串励的特点:励磁线圈的电流和电枢线圈的电流相同。
二、 串励电动机的机械特性
设磁通和电流成正比,即 =K Ia ,则
据此公式做出 T-n 曲线
n
T
M
串励
U
Ia
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(1) T=0时,在理想情况下,n。但实际上负
载转矩不会为 0,不会工作在 T=0 的状态,
但空载时 T 很小,n 很高。串励不允许空载
运行,以防转速过高。
串励特性:
(2) 随转矩的增大,n 下降得很快,这种特性属
软机械特性。
n
T
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(2) 恒功率负载(P 一定时,T 和 n 成反比),
要选软特性电机拖动。如:电气机车等。
直流电动机特性类型的选择:
(1) 恒转矩的生产机械(TL一定,和转速无关)要
选硬特性的电动机,如: 金属加工、起重机
械等。
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直流电动机的调速
与异步电动机相比,直流电动机结构复杂,价
格高,维护不方便,但它的最大优点是调速性能好。
下面以他励电动机为例说明直流电动机的调速方法。
(1)调速均匀平滑,可以无级调速。
(2)调速范围大,调速比可达200 (他励式)以上
(调速比等于最大转速和最小转速之比)。
直流电动机调速的主要优点是:
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由该式可知,n 和 有关,在 U 一定的情
况下,改变 可改变 n 。在励磁回路中串
上电阻Rf,改变Rf大小调节励磁电流,从而
改变 的大小。
一、改变磁通(调磁)
其中
,
M
他励
Uf
If
Ia
U
其中: =K If
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Rf If n ,但在额定情况下, 已接
近饱和,If 再加大,对 影响不大,所以这种增加
磁通的办法一般不用。
Rf If n ,减弱磁通是常用的调速方
法。
If的调节有两种情况:
概念:改变磁通调速的方法—
减小磁通,n只能上调。
其中
,
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所以:磁通减小以后特性上移,而且斜率增加。
,
因为:
( 减小)
TL
Rf
增
加
T
n
其中
,
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调速过程: U一定,则
Rf
E
Ia
T
n
Ia
E
暂时
T > TL
其中
,
最后达到新的平衡
T =TL
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(1)调速平滑,可做到无级调速,但只能向上调,
受机械本身强度所限,n不能太高。
(2)调的是励磁电流(该电流比电枢电流小得多),
调节控制方便。
调速的特点:
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二、改变电枢电压调速
由转速特性方程知:
调电枢电压U,n0
变化,斜率不变,
所以调速特性是一
组平行曲线。