文档介绍：4-6   负载的机械特性
电动机拖动生产机械运转,构成一个电力拖动系统,其工作状况不仅取决于电动机的特性,同时也取决于作为负载的生产机械的特性。生产机械的负载转矩与转速之间的关系称为负载的机械特性。由负载性质决定。
一、恒转矩负载
(1)反抗性恒转矩负载:
(负载转矩的大小为常量,与转速无关)
转矩方向总是和转速方向相反,永远是阻转矩。
(2)势能性恒转矩负载:转矩方向不随转速方向改变。如重力型负载。
二、泵类负载转矩的大小与转速平方成正比。例如:泵,风机等
三、恒功率负载负载转矩基本上与转速反比。例如:车床进刀。功率基本不变。
4-7  电动机稳定运行的条件
最简单的电力拖动系统就是电动机与生产机械轴对轴直接相连。实际情况复杂得多,但可以简化为简单情况来分析。电动机负载运行时,一般负载转矩T2>>T0,故在拖动分析时忽略T0。同轴相连时,电动机与负载的转速始终相等。
当电动机转矩T > T2时,系统加速;反之,系统减速。T=T2时,系统转速稳定。也就是说在电动机的机械特性与负载的机械特性的交点处转速将不变。
转速不变并不意味着电动机在该点就能稳定运行。
判断工作点是否稳定的方法为: 给该点施加干扰,使转速变化,然后取消干扰,如果转速能恢复,则该点为稳定点,反之为不稳定点。
稳定运行的条件为: (1)电动机与负载两条机械特性有交点; (2)交点处 dT/dn > dTz/dn。
4-8    他励直流电动机调速方法
电动机拖动机械负载运转时,电动机与负载就构成了一个
拖动系统。
要使得系统稳定运行,电动机和负载的机械特性就必须同
时得到满足。也就是说系统的工作点就是电动机和负载机械
特性的交点。
只要改变了这一交点(工作点),也就改变了系统转速。
研究电动机调速时,总是假定负载的机械特性不变。要改变 工作点,只能设法改变电动机的机械特性。
他励直流电动机的机械特性
减
小
磁
通
降
低
电
压
增
加
电
阻
固有机械特性
固有机械特性
人为机械特性 改变电枢电压
改变磁通(励磁电流)
电枢回路串入电阻
4-8    他励直流电动机调速方法
对应于三种人为机械特性,他励直流电动机的调速方法有三种:
(1)改变电枢电压U; (2)改变磁通即改变励磁电流Φ; (3)电枢串入电阻Rp。
一、改变电枢电压调速
降低电枢电压时,电动机机械特性平行下移。负载不变时,交点也下移,速度也随之改变。
调速过程分析:
降压前: 工作点为 A1 , 转速为 nA1
降压瞬间:转速没来得及改变还是nA1 , 但工作点变为B1.
降压过程中,电动机机械特性向下平移,工作点由 A1-B1-A2-B2-A3-B3-A4变化。最后稳定在A4点, 转速变为nA4 。
举例:一直流他励电动机(不计饱和)
负载和励磁情况不变,将电枢电压降为215V,求
(1)电源电压下降瞬间的电枢电流,转速。
(2)稳定后的电枢电流和转速。
解答:
优点:调速后,转速稳定性不变、无级、平滑、损耗小。便于计算机控制。
缺点:需要专门设备,成本较高。(可控硅调压调速系统)
解:设原额定工作点为A,电源电压下降瞬间工作点为B,稳定后工作点为C。
(1) 在电源电压下降的瞬间,转速没来得及改变,仍然为额定转速。
(2) 稳定后,C点与A点的转矩相同。由于:
所以
问题1 对于他励直流电动机电动机,采取降压调速时,调速前与调速后
A 转速与电压成正比; B 转速差与电压差成正比
假设调速过程中电机磁路未饱和。
二、改变励磁电流调速(弱磁增速)
减少励磁电流时,磁通Φ减少,电动机机械特性n0点和斜率增大。负载不变时,交点也上移,速度也随之改变。
优点:励磁回路电流小约为(1~3)%IN , 损耗小,连续调速,易控制。
缺点:只能上调,最高转速受机械强度的限制,负载转矩大时调速范围小。
调速过程分析:
弱磁前: 工作点为 A1 , 转速为 nA1
弱磁瞬间:转速没来得及改变还是nA1, 但工作点变为B点。
弱磁过程中,电动机机械特性向上移动,工作点由 A1-B1-A2-B2-A3-B3-A4变化。最后稳定在A4点,转速也变为nA4 。
举例:一直流他励电动机
负载和电压不变,将磁通降为原来的80%,求
(1)弱磁瞬间的电枢电流,转速。
(2)稳定后的电枢电流和转速。
解答:
解:设原额定工作点为A,弱磁瞬间工作点为B, 稳定后工作点为C。
(1) 在弱磁瞬间,转速没来得及改变,仍然为额定转速。
(2) 稳定后,C点与A点的转矩相同。由于:
所以
三、电枢回路串入调节电阻调速
给电枢回路串入电阻Rp时,电动机机械特性的斜率增大,与负载机械特性的交点也会改变,达到调速目的。