1、第四章 航空直流電動(dòng)機(jī)分類：他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)、復(fù)勵(lì)特點(diǎn)：調(diào)速范圍寬廣，調(diào)速特性平滑； 過載能力較強(qiáng)，起動(dòng)和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大； 由于存在換向器，其制造復(fù)雜，價(jià)格較高。I=Ia +If，Ia=If I=Ia=IfI=Ia +IfI=Ia ，If 與Ia無關(guān) 復(fù)勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)第四章 航空直流電動(dòng)機(jī)直流電機(jī)的可逆原理直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速直流電動(dòng)機(jī)的電磁制動(dòng)直流電機(jī)基本電磁關(guān)系機(jī)械量電氣量直流電機(jī)的可逆原理發(fā)電機(jī)： 、 方向相同， 、 方向相反 空載損耗Ia改變方向電動(dòng)機(jī) 、 方向相反 、 方向相同 原動(dòng)機(jī)功率下降轉(zhuǎn)速下降4-1 直流電

2、動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性定義一、并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 自然（固有）機(jī)械特性（額定）硬特性！考慮電樞反應(yīng)去磁理想空載轉(zhuǎn)速實(shí)際空載轉(zhuǎn)速忽略電樞反應(yīng)去磁，為直線方程：斜率6改變電樞回路所串電阻的人為機(jī)械特性改變電樞兩端電壓的人為機(jī)械特性改變磁通的人為機(jī)械特性人為機(jī)械特性二、串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性磁路不飽和時(shí)磁路不飽和時(shí)，機(jī)械特性為一雙曲線。磁路飽和時(shí)，近乎常值，機(jī)械特性趨于線性。串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)不允許空載或很輕負(fù)載下運(yùn)動(dòng)。（機(jī)械和換向）過載能力強(qiáng)：負(fù)載增加后，電機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)自動(dòng)降低，使輸出功率 變化不大，電動(dòng)機(jī)能承受較大的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，但從電源獲取的電功率不大。起動(dòng)性能好：如不計(jì)飽和影響，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 與起動(dòng)電流的

3、平方成正比。而在并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)中，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與電流的一次方成比例。因此，起動(dòng)困難的地方采用串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)。三、復(fù)勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 1為并勵(lì)特性 2為串勵(lì)特性 3為并勵(lì)為主的復(fù)勵(lì)特性 4為串勵(lì)為主的復(fù)勵(lì)特性 5 差復(fù)勵(lì)：串勵(lì)磁勢與并勵(lì)的 方向相反，其運(yùn)行 是不穩(wěn)定的。 積復(fù)勵(lì)串勵(lì)磁勢與并勵(lì)的方向相同 當(dāng)擾動(dòng)時(shí)，能運(yùn)行在新的運(yùn)行點(diǎn)，當(dāng)擾動(dòng)消除還能回到原運(yùn)行點(diǎn)。 運(yùn)行穩(wěn)定性判據(jù)4-2直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)起動(dòng)要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 要大起動(dòng)電流 應(yīng)限制在允許范圍起動(dòng)設(shè)備簡單，控制操作方便起動(dòng)方法直接起動(dòng)（小型電機(jī)）并勵(lì)串勵(lì)提前勵(lì)磁起動(dòng)性能好4-2-1直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電樞回路串電阻限流起動(dòng) 隨著轉(zhuǎn)速升

4、高，反電動(dòng)勢不斷增大，起動(dòng)電流繼續(xù)減小，同時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也在減小，所以為了在整個(gè)起動(dòng)過程中保持一定的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，加速電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)過程，采用將起動(dòng)電阻一段一段逐步切除，最后電動(dòng)機(jī)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。（可采用手動(dòng)操作或接觸器控制）13降壓起動(dòng)對于他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，可以采用專門設(shè)備降低電樞回路的電壓以減小起動(dòng)電流。 串電阻起動(dòng)設(shè)備簡單，投資小，但起動(dòng)電阻上要消耗能量；電樞降壓起動(dòng)設(shè)備投資較大，但起動(dòng)過程節(jié)能。注意串勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)絕對不允許在空載下起動(dòng)？為什么降壓起動(dòng)不適合于并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)？154.2.2 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法調(diào)速性能調(diào)速：調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，即根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求人為調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速機(jī)械調(diào)速：改

5、變傳動(dòng)機(jī)構(gòu)速比的改變速度方法；電氣調(diào)速：改變電動(dòng)機(jī)的參數(shù)而改變系統(tǒng)的運(yùn)行轉(zhuǎn)速16調(diào)速方法改變電樞回路所串電阻的調(diào)速改變電樞兩端電壓的調(diào)速改變磁通的調(diào)速17一.電樞串電阻調(diào)速接線圖18電樞串電阻調(diào)速分析電樞串電阻的機(jī)械特性的變化調(diào)速的過程分析轉(zhuǎn)速的變化電樞電流的變化電磁轉(zhuǎn)矩的變化感應(yīng)電勢的變化調(diào)速的計(jì)算(nRa+R)調(diào)速過程19基速向下調(diào)速如果TL不變， Ia= TL / CT 不變所串電阻越大，機(jī)械特性越軟，穩(wěn)定性差所串電阻R損耗的電能多，經(jīng)濟(jì)性差R功率較大，不易連續(xù)調(diào)節(jié)，有級調(diào)速恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速調(diào)速特點(diǎn)磁通恒定的調(diào)速方法，電流不變，轉(zhuǎn)矩不變20二.降低電源電壓調(diào)速接線圖21調(diào)速過程22基速向下調(diào)速

6、如果TL不變， Ia= TL / CT ，不變降壓后的機(jī)械特性硬度不變，穩(wěn)定性好調(diào)速范圍較大無級調(diào)速需要專用的直流調(diào)壓電源恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速調(diào)速特點(diǎn)23三.弱磁調(diào)速U=UN，電樞回路不串電阻，TL不過分大時(shí)，降低，n上升接線圖24調(diào)速過程25基速向上調(diào)速若拖動(dòng)恒功率負(fù)載，則 PM= UN Ia Ia2 Ra，即 Ia恒定機(jī)械特性硬度變化不大，穩(wěn)定性較好調(diào)速范圍較小無級調(diào)速損耗較小恒功率調(diào)速，弱磁調(diào)速調(diào)速特點(diǎn)26恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速與恒功率調(diào)速電樞損耗： Ia2 Ra，Ia越大損耗越大， IN是長期運(yùn)行時(shí)的Ia值；實(shí)際運(yùn)行時(shí)希望Ia = IN ，取決于負(fù)載；恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式（恒磁通）： Ia= IN不變時(shí)，即使n變

7、化，T也不變，例如：電樞串電阻、降電樞電壓調(diào)速恒功率調(diào)速方式（弱磁）： Ia= IN不變時(shí)，若n變化，T變化但PM=T 不變，例如：弱磁調(diào)速27匹配： 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載； 恒功率調(diào)速方式拖動(dòng)恒功率負(fù)載；28調(diào)速的性能指標(biāo)調(diào)速范圍調(diào)速的相對穩(wěn)定性調(diào)速的平滑性調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性29調(diào)速性能指標(biāo)調(diào)速范圍D：在T=TN調(diào)速時(shí)，最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比 其中： nmax受電動(dòng)機(jī)的換向和機(jī)械強(qiáng)度的限制； nmin受生產(chǎn)機(jī)械相對穩(wěn)定性的要求（即靜差率要求）的限制靜差率（轉(zhuǎn)速變化率） ：電動(dòng)機(jī)由理想空載到額定負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)速的變化率。30靜差率及調(diào)速范圍的分析生產(chǎn)工藝對 有一定的要求！D只有在一定的下才有意義!

8、=0.2531調(diào)速性能指標(biāo)D與的關(guān)系： D與相互制約，D只有在一定的下才有意義，采用同一種方法調(diào)速時(shí)，越大nmin越小，D越大； 一定時(shí)采用不同方法調(diào)速時(shí)，D也不相同，在一定時(shí)，要提高D只有提高機(jī)械特性的硬度； 一定則降低電源電壓調(diào)速比串電阻調(diào)速的D大；調(diào)速的平滑系數(shù)調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性 主要考慮：投入、維修費(fèi)、效率32調(diào)速方法電樞串電阻降電源電壓減弱磁通調(diào)速方向 50%的調(diào)速范圍 一定D內(nèi)的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性負(fù)載能力調(diào)速平滑性設(shè)備初投資電能損耗性能比較基速以下基速以下基速以上約2約1012，最大1.22, 最小差好一般恒轉(zhuǎn)矩恒轉(zhuǎn)矩恒功率有級無級無級 少多少多少少調(diào)速方法電樞串電阻，用以改變電樞端電壓；改變磁

9、通。兩種方法：電樞兩端并聯(lián)電阻，使電樞分 流，勵(lì)磁電流增大，轉(zhuǎn)速降低；勵(lì)磁繞組兩端并聯(lián)電 阻，使勵(lì)磁分流，轉(zhuǎn)速增大。四、串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速一、能耗制動(dòng)機(jī)械特性能量關(guān)系 動(dòng)能 電能 熱能優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)：操作簡單 缺：低速制動(dòng)力小4-2-3直流電動(dòng)機(jī)的電磁制動(dòng)二、反饋制動(dòng)產(chǎn)生原因：電源電壓突然下降或者轉(zhuǎn)速升高能量關(guān)系：優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)：節(jié)能 缺：只有特殊場合才能使用反饋發(fā)電制動(dòng)動(dòng)能電源熱能電能三、反接制動(dòng)能量關(guān)系 動(dòng)能 電能優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)：制動(dòng)效果好。 缺：接近停轉(zhuǎn)時(shí)必須斷開電源，否則反轉(zhuǎn)反接制動(dòng)熱能37他勵(lì)電動(dòng)機(jī)四象限機(jī)械特性URa+ Rcn=CeCT Ce 2TemnTTLon0-n0電動(dòng)運(yùn)行能耗制動(dòng)運(yùn)行倒拉反轉(zhuǎn)運(yùn)行回饋制動(dòng)運(yùn)行能耗制動(dòng)電壓反接制動(dòng)反向電動(dòng)運(yùn)行反向回饋制動(dòng)運(yùn)行航空直流起動(dòng)發(fā)電機(jī) 航空直流起動(dòng)發(fā)電機(jī)起動(dòng)渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)四級起動(dòng)第一級：接入起動(dòng)電阻 ,限流 起動(dòng)。 、 合，A、B 合降壓第二級：切除起動(dòng)