1、 它是你建筑機(jī)電專業(yè)大廈的基石它是你建筑機(jī)電專業(yè)大廈的基石 濟(jì)南大學(xué)濟(jì)南大學(xué) 機(jī)電傳動(dòng)控制課題組制作機(jī)電傳動(dòng)控制課題組制作1.1 1.1 機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)品的組成要素機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)品的組成要素 第一臺火星探測器第一臺火星探測器SojournerSojourner第一章第一章 概概 述述洗衣機(jī)洗衣機(jī)1.1 1.1 機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)品的組成要素機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)品的組成要素 第一章第一章 概概 述述六軸工業(yè)機(jī)械手六軸工業(yè)機(jī)械手1.1 1.1 機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)品的組成要素機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)品的組成要素 第一章第一章 概概 述述數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床 本機(jī)床屬三座標(biāo)數(shù)控銑床，能完成銑、本機(jī)床屬三座標(biāo)數(shù)控銑床，

2、能完成銑、鏜、鉆等切削運(yùn)動(dòng)，可在沒有模具的鏜、鉆等切削運(yùn)動(dòng)，可在沒有模具的情況下完成凸輪、樣板、模具等形狀情況下完成凸輪、樣板、模具等形狀復(fù)雜零件的加工。復(fù)雜零件的加工。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1、主軸采用無級調(diào)速。、主軸采用無級調(diào)速。 2、進(jìn)給系統(tǒng)由交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。、進(jìn)給系統(tǒng)由交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。 3、滑動(dòng)面優(yōu)質(zhì)貼塑與淬硬磨削導(dǎo)軌、滑動(dòng)面優(yōu)質(zhì)貼塑與淬硬磨削導(dǎo)軌 配合，具有良好耐磨性及伺服性。配合，具有良好耐磨性及伺服性。 4、配有主軸快換螺母換刀裝置。、配有主軸快換螺母換刀裝置。 5、根據(jù)需要可加配第四軸。、根據(jù)需要可加配第四軸。 數(shù)控機(jī)床第一章第一章 概概 述述1.1 1.1 機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)品

3、的組成要素機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)品的組成要素 傳感器執(zhí)行機(jī)構(gòu)信息處理機(jī)械本體機(jī)電系統(tǒng)完成生機(jī)電系統(tǒng)完成生產(chǎn)任務(wù)的基礎(chǔ)產(chǎn)任務(wù)的基礎(chǔ)驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件的原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件的原動(dòng)機(jī)（各種電動(dòng)機(jī)）之總稱（各種電動(dòng)機(jī)）之總稱電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)和控制和控制電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的一整的一整套電氣套電氣系統(tǒng)系統(tǒng)第一章第一章 概概 述述1.1 1.1 機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)品的組成要素機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)品的組成要素 控制電動(dòng)控制電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)機(jī)的系統(tǒng) 第一章第一章 概概 述述1.1. 機(jī)電傳動(dòng)的目的和任務(wù)機(jī)電傳動(dòng)的目的和任務(wù) 傳動(dòng)：運(yùn)動(dòng)的傳遞（能量）傳動(dòng)：運(yùn)動(dòng)的傳遞（能量） 1).1).傳動(dòng)的分類傳動(dòng)的分類 機(jī)械傳動(dòng)：齒輪、杠桿、皮帶機(jī)械傳動(dòng)：齒

4、輪、杠桿、皮帶 流體傳動(dòng)：液壓與氣動(dòng)，液力傳動(dòng)流體傳動(dòng)：液壓與氣動(dòng)，液力傳動(dòng) 機(jī)電傳動(dòng)：電動(dòng)機(jī)機(jī)電傳動(dòng)：電動(dòng)機(jī)注：有時(shí)，在一個(gè)生產(chǎn)機(jī)械中由幾種傳動(dòng)形式聯(lián)合工作。2 2）機(jī)電傳動(dòng)）機(jī)電傳動(dòng)(又稱電力傳動(dòng)或電力拖動(dòng)又稱電力傳動(dòng)或電力拖動(dòng))：就是指以：就是指以電動(dòng)機(jī)為原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的系統(tǒng)之總稱。電動(dòng)機(jī)為原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的系統(tǒng)之總稱。第一章第一章 概概 述述 目前由于生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，生產(chǎn)機(jī)械的自動(dòng)化目前由于生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，生產(chǎn)機(jī)械的自動(dòng)化程度和生產(chǎn)精度不斷提高，所以要求機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)不程度和生產(chǎn)精度不斷提高，所以要求機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)不僅完成能量轉(zhuǎn)換的工作還要對傳動(dòng)過程進(jìn)行控制。僅完成能量轉(zhuǎn)換的

5、工作還要對傳動(dòng)過程進(jìn)行控制。3 3）機(jī)電傳動(dòng)控制）機(jī)電傳動(dòng)控制 1.1. 機(jī)電傳動(dòng)的目的和任務(wù)機(jī)電傳動(dòng)的目的和任務(wù) 重型鏜床重型鏜床為保證加工精度和粗糙度，要求在極慢的穩(wěn)速下為保證加工精度和粗糙度，要求在極慢的穩(wěn)速下進(jìn)給，即要求系統(tǒng)有很寬的調(diào)速范圍；進(jìn)給，即要求系統(tǒng)有很寬的調(diào)速范圍； 軋鋼車間的軋鋼車間的可逆式軋機(jī)可逆式軋機(jī)及其輔助機(jī)械，操作頻繁，要求在及其輔助機(jī)械，操作頻繁，要求在不到一秒的時(shí)間內(nèi)完成從正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)的過程，即要求系統(tǒng)能迅不到一秒的時(shí)間內(nèi)完成從正轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)的過程，即要求系統(tǒng)能迅速啟動(dòng)、制動(dòng)和反向；速啟動(dòng)、制動(dòng)和反向； 對于對于電梯和提升機(jī)電梯和提升機(jī)，則要求啟動(dòng)和制動(dòng)平穩(wěn)，并能準(zhǔn)確

6、地，則要求啟動(dòng)和制動(dòng)平穩(wěn)，并能準(zhǔn)確地停止在給定的位置上；停止在給定的位置上； 對于對于冷、熱連軋機(jī)冷、熱連軋機(jī)以及以及造紙機(jī)造紙機(jī)的個(gè)機(jī)架或分部，則要求各的個(gè)機(jī)架或分部，則要求各機(jī)架或各分部的轉(zhuǎn)速保持一定的比例關(guān)系進(jìn)行協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)；機(jī)架或各分部的轉(zhuǎn)速保持一定的比例關(guān)系進(jìn)行協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)； 為了提高效率，由數(shù)臺或十幾臺設(shè)備組成的生產(chǎn)自動(dòng)線，為了提高效率，由數(shù)臺或十幾臺設(shè)備組成的生產(chǎn)自動(dòng)線，要求統(tǒng)一控制或管理。要求統(tǒng)一控制或管理。第一章第一章 概概 述述機(jī)電傳動(dòng)控制：機(jī)電傳動(dòng)控制： 1、任務(wù)：、任務(wù)： 將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能； 實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)機(jī)械的啟動(dòng)、停止以及速度的實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)機(jī)械的啟動(dòng)、停止以及速

7、度的 調(diào)節(jié)；調(diào)節(jié)； 完成各種生產(chǎn)工藝過程的要求；完成各種生產(chǎn)工藝過程的要求； 保證生產(chǎn)過程的正常進(jìn)行。保證生產(chǎn)過程的正常進(jìn)行。第一章第一章 概概 述述機(jī)電傳動(dòng)的目的和任務(wù)機(jī)電傳動(dòng)的目的和任務(wù) 2 2、目的：、目的： 從廣義上講，機(jī)電傳動(dòng)控制的目的就是要使生產(chǎn)設(shè)備、從廣義上講，機(jī)電傳動(dòng)控制的目的就是要使生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)線、車間乃至整個(gè)工廠都實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線、車間乃至整個(gè)工廠都實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化自動(dòng)化。 從狹義上講，則指控制電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)從狹義上講，則指控制電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)產(chǎn)品產(chǎn)品數(shù)量的增加數(shù)量的增加（效率）、（效率）、質(zhì)量的提高質(zhì)量的提高（精度）、（精度）、生產(chǎn)成本生產(chǎn)成本的降低的降低

8、、工人勞動(dòng)條件的改善工人勞動(dòng)條件的改善以及以及能量的合理利用能量的合理利用等。等。 第一章第一章 概概 述述機(jī)電傳動(dòng)的目的和任務(wù)機(jī)電傳動(dòng)的目的和任務(wù) 第一章第一章 概概 述述1.3 1.3 機(jī)電傳動(dòng)及其控制系統(tǒng)的發(fā)展概況機(jī)電傳動(dòng)及其控制系統(tǒng)的發(fā)展概況機(jī)電傳動(dòng)的發(fā)展：機(jī)電傳動(dòng)的發(fā)展：成組拖動(dòng)成組拖動(dòng)一臺電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)一根天軸（或地軸），然后再由一臺電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)一根天軸（或地軸），然后再由天軸（或地軸）通過皮帶輪和皮帶分別拖動(dòng)多臺生產(chǎn)機(jī)械。天軸（或地軸）通過皮帶輪和皮帶分別拖動(dòng)多臺生產(chǎn)機(jī)械。 單電機(jī)拖動(dòng)單電機(jī)拖動(dòng)一臺電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)一臺生產(chǎn)機(jī)械的各運(yùn)動(dòng)部件。一臺電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)一臺生產(chǎn)機(jī)械的各運(yùn)動(dòng)部件。多電機(jī)拖動(dòng)多

9、電機(jī)拖動(dòng)一臺生產(chǎn)機(jī)械的各個(gè)運(yùn)動(dòng)部件分別由不同的電一臺生產(chǎn)機(jī)械的各個(gè)運(yùn)動(dòng)部件分別由不同的電動(dòng)機(jī)來拖動(dòng)。動(dòng)機(jī)來拖動(dòng)。 特點(diǎn)是生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)條件差、一旦電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障，特點(diǎn)是生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)條件差、一旦電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障，將造成成組的生產(chǎn)機(jī)械停車；將造成成組的生產(chǎn)機(jī)械停車； 這種拖動(dòng)方式較成組拖動(dòng)前進(jìn)了一步，但當(dāng)一臺生產(chǎn)機(jī)械這種拖動(dòng)方式較成組拖動(dòng)前進(jìn)了一步，但當(dāng)一臺生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)部件較多時(shí)，其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)仍十分復(fù)雜；的運(yùn)動(dòng)部件較多時(shí)，其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)仍十分復(fù)雜；第一章第一章 概概 述述1.3 1.3 機(jī)電傳動(dòng)及其控制系統(tǒng)的發(fā)展概況機(jī)電傳動(dòng)及其控制系統(tǒng)的發(fā)展概況 控制系統(tǒng)的發(fā)展：控制系統(tǒng)的發(fā)展： 接觸器接觸器繼電

10、器控制繼電器控制: : 控制速度慢，控制精度差。控制速度慢，控制精度差。 電機(jī)放大機(jī)控制電機(jī)放大機(jī)控制: : 實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制。實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制。 晶閘管、晶體管控制：晶閘管、晶體管控制： 控制特性好，反應(yīng)快，壽命控制特性好，反應(yīng)快，壽命 長，可靠性高，維護(hù)容易，體積小，重量輕。長，可靠性高，維護(hù)容易，體積小，重量輕。 計(jì)算機(jī)控制：把晶閘管技術(shù)與微電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)控制：把晶閘管技術(shù)與微電子技術(shù)，計(jì)算機(jī) 技術(shù)結(jié)合在一起，使晶體管和晶閘管控制具有技術(shù)結(jié)合在一起，使晶體管和晶閘管控制具有 強(qiáng)大的生命力。強(qiáng)大的生命力。第一章第一章 概概 述述1. 課程的性質(zhì)的和任務(wù)課程的性質(zhì)的和任務(wù) 性質(zhì)：性質(zhì)：是機(jī)械

11、工程及自動(dòng)化專業(yè)基礎(chǔ)課程。是機(jī)械工程及自動(dòng)化專業(yè)基礎(chǔ)課程。 任務(wù)：任務(wù)：以伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為主導(dǎo)，以控制為線以伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為主導(dǎo)，以控制為線 索，系統(tǒng)介紹電動(dòng)機(jī)基本原理、運(yùn)行索，系統(tǒng)介紹電動(dòng)機(jī)基本原理、運(yùn)行 特性、控制方法、控制手段等知識。特性、控制方法、控制手段等知識。第一章第一章 概概 述述1.5 課程的內(nèi)容安排課程的內(nèi)容安排重重 點(diǎn)點(diǎn) 內(nèi)內(nèi) 容容 第二章第二章 機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 第三章第三章 直流電機(jī)的工作原理及特性直流電機(jī)的工作原理及特性 第四章第四章 交流電機(jī)的工作原理及特性交流電機(jī)的工作原理及特性 第五章第五章 控制電動(dòng)機(jī)控制電動(dòng)機(jī) 第六章第六章 繼電器

12、繼電器- -接觸器控制接觸器控制 第九章第九章 直流調(diào)速系統(tǒng)直流調(diào)速系統(tǒng) 第十章第十章 交流自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)交流自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)本本 章章 重重 點(diǎn)點(diǎn)掌握機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式及多掌握機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式及多軸拖動(dòng)系統(tǒng)中轉(zhuǎn)矩的折算；學(xué)會分析機(jī)電軸拖動(dòng)系統(tǒng)中轉(zhuǎn)矩的折算；學(xué)會分析機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。本章內(nèi)容不僅適用于直流電機(jī)拖動(dòng)，本章內(nèi)容不僅適用于直流電機(jī)拖動(dòng)，也適用于交流電機(jī)拖動(dòng)，是電力拖動(dòng)系統(tǒng)也適用于交流電機(jī)拖動(dòng)，是電力拖動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。的基礎(chǔ)。2.1 2.1 機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程一、單軸機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程一、單軸機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程d

13、tdvmFFL直線：直線：dtdJTTLM旋轉(zhuǎn)：旋轉(zhuǎn)：其中：其中：TM 電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩 TL 負(fù)載轉(zhuǎn)矩負(fù)載轉(zhuǎn)矩 J 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量, J=m 22.1 2.1 機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程dtdJTTLM運(yùn)動(dòng)方程式：運(yùn)動(dòng)方程式： 60/2 n實(shí)際工程中：常用飛輪轉(zhuǎn)矩實(shí)際工程中：常用飛輪轉(zhuǎn)矩GD2代替代替J，用，用n代替代替 。gJGDmJDgG42422dtdnGDTTLM3752dLMdLMTTTTdtdnGDTT3752動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩2 2）當(dāng)）當(dāng)TM TL 時(shí)，時(shí)，dn/dt 0，系統(tǒng)加速，系統(tǒng)加速， 當(dāng)當(dāng)TMTL 時(shí)，時(shí)，dn/dt 0，系統(tǒng)減速。系統(tǒng)減速。討論：討論

14、： 1 1）當(dāng)）當(dāng) T TM M=T=TL L 時(shí)，加速度為零，電機(jī)轉(zhuǎn)速為零或時(shí)，加速度為零，電機(jī)轉(zhuǎn)速為零或 為常數(shù)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為為常數(shù)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為靜態(tài)（或穩(wěn)態(tài)）；靜態(tài)（或穩(wěn)態(tài)）；動(dòng)態(tài)2.1 2.1 機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程運(yùn)動(dòng)狀態(tài)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)dLMTdtdnGDTT 37522.1 2.1 機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程N(yùn)oticeNotice: : TM、TL、n 的參考方向的參考方向 以轉(zhuǎn)速以轉(zhuǎn)速n n的轉(zhuǎn)動(dòng)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)閰⒖迹瑸閰⒖?，T TM M的方向與轉(zhuǎn)速的方向與轉(zhuǎn)速n n的方向相同時(shí)，為正方的方向相同時(shí)，為正方向；向；T TL L的方向與轉(zhuǎn)速的

15、方向與轉(zhuǎn)速n n的的方向相反為正方向。方向相反為正方向。dLMTdtdnGDTT 37522.1 2.1 機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程 TM、TL、n 的參考方向的參考方向例：起重機(jī)提升重物時(shí)的啟動(dòng)和例：起重機(jī)提升重物時(shí)的啟動(dòng)和制動(dòng)過程（即加速和減速上升）。制動(dòng)過程（即加速和減速上升）。a）啟動(dòng)時(shí)）啟動(dòng)時(shí): TM TL =Td b）制動(dòng)時(shí)）制動(dòng)時(shí): -TM - TL=Td2.2 2.2 轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算多軸拖動(dòng)系統(tǒng)：多軸拖動(dòng)系統(tǒng)：等效折算為等效折算為單軸拖動(dòng)系統(tǒng)：單軸拖動(dòng)系統(tǒng)：dtdnGDTTLM37522.2 2.2 轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動(dòng)

16、慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算1.1.負(fù)載轉(zhuǎn)矩的折算負(fù)載轉(zhuǎn)矩的折算a) a) 對于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：對于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：折算原則：折算原則：功率守恒功率守恒電動(dòng)狀態(tài)：電動(dòng)狀態(tài)：MLMLLLTPTP后：前：LMCLMCLLLMLLLCMLCCjjTTTTTPP / 其中其中，等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩，為傳動(dòng)效率，為傳動(dòng)效率，2.2 2.2 轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算1.1.負(fù)載轉(zhuǎn)矩的折算負(fù)載轉(zhuǎn)矩的折算a) a) 對于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：對于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：折算原則：折算原則：功率守恒功率守恒MLMLLLTPTP后：前：.:/,321率，為整個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的總效其中等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩

17、CCLMLCMLLCLLLCMLLCMNoticejjTTTTTPP制動(dòng)狀態(tài)：制動(dòng)狀態(tài)：b) 對于直線運(yùn)動(dòng)：對于直線運(yùn)動(dòng)：MCLMMMLCMLMLnFTnTFTPvFP /55. 960/2/:; ，電動(dòng)：電動(dòng)：后后，前前2.2 2.2 轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算折算原則：折算原則：功率守恒功率守恒MCLnFT/55. 9制動(dòng)：2. 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的折算轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的折算 折算原則：動(dòng)能守恒折算原則：動(dòng)能守恒設(shè)傳動(dòng)系統(tǒng)有設(shè)傳動(dòng)系統(tǒng)有m個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)件和個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)件和n個(gè)平動(dòng)件組成，轉(zhuǎn)個(gè)平動(dòng)件組成，轉(zhuǎn)動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和角速度分別為動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和角速度分別為 Ji和和i；平動(dòng)件的質(zhì)；平

18、動(dòng)件的質(zhì)量和速度分別為量和速度分別為mj和和vj；系統(tǒng)總的動(dòng)能為：系統(tǒng)總的動(dòng)能為：2.2 2.2 轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算njjjmiiivmJE121212121折算到電機(jī)軸上時(shí)，系統(tǒng)總動(dòng)能為：折算到電機(jī)軸上時(shí)，系統(tǒng)總動(dòng)能為：2221MJE21233222)(/MjnjjMvmjJjJJJ2/LLMjJJJ動(dòng)慣量忽略中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)2.2 2.2 轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算根據(jù)動(dòng)能守恒：根據(jù)動(dòng)能守恒：E2 = E1故：故：21122121)()()(MjnjjmiiiMjnjjMimiivmjJvmJJ2222)/(/Ll

19、LiiMLLiiMvmjJJJjJjJJJ 3. 飛輪轉(zhuǎn)矩的折算飛輪轉(zhuǎn)矩的折算 依據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與飛輪轉(zhuǎn)矩的關(guān)系，得到折依據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與飛輪轉(zhuǎn)矩的關(guān)系，得到折算到電機(jī)軸上的總的飛輪轉(zhuǎn)矩為：算到電機(jī)軸上的總的飛輪轉(zhuǎn)矩為：2.2 2.2 轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算gJGD42gvmjDGGDnjMjjmiiii4)(211222dtdnGDTTLM37522.3 生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性機(jī)械特性：機(jī)械特性：力（力（力矩力矩）與運(yùn)動(dòng)參數(shù)（包括位移、）與運(yùn)動(dòng)參數(shù)（包括位移、速度速度、 加速度）之間的關(guān)系。加速度）之間的關(guān)系。生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性：生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性

20、：n=f (T L) 電機(jī)的機(jī)械特性：電機(jī)的機(jī)械特性： n=f (T M)2.3 生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性幾種典型機(jī)械特性：幾種典型機(jī)械特性： 恒轉(zhuǎn)矩型機(jī)械特性恒轉(zhuǎn)矩型機(jī)械特性 特點(diǎn)：特點(diǎn)：TL=常數(shù)。常數(shù)。例：機(jī)床切削、提升機(jī)、皮例：機(jī)床切削、提升機(jī)、皮帶運(yùn)輸機(jī)等。包括帶運(yùn)輸機(jī)等。包括反抗轉(zhuǎn)反抗轉(zhuǎn)矩矩和和位能轉(zhuǎn)矩。位能轉(zhuǎn)矩。 反抗轉(zhuǎn)矩反抗轉(zhuǎn)矩：又稱摩擦性轉(zhuǎn)矩，因摩擦、非彈性體的：又稱摩擦性轉(zhuǎn)矩，因摩擦、非彈性體的壓縮、拉伸與扭轉(zhuǎn)等作用而產(chǎn)生的負(fù)載轉(zhuǎn)矩。機(jī)械壓縮、拉伸與扭轉(zhuǎn)等作用而產(chǎn)生的負(fù)載轉(zhuǎn)矩。機(jī)械加工過程中切削力產(chǎn)生的負(fù)載轉(zhuǎn)矩就是反抗轉(zhuǎn)矩。加工過程中切削力產(chǎn)生的負(fù)載轉(zhuǎn)矩就是反抗

21、轉(zhuǎn)矩。位能轉(zhuǎn)矩：位能轉(zhuǎn)矩：由物體的的重力和彈性體的壓縮、由物體的的重力和彈性體的壓縮、 拉拉伸與扭轉(zhuǎn)等作用而產(chǎn)生的負(fù)載轉(zhuǎn)矩。伸與扭轉(zhuǎn)等作用而產(chǎn)生的負(fù)載轉(zhuǎn)矩。2.3 生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性幾種典型機(jī)械特性：幾種典型機(jī)械特性： 恒轉(zhuǎn)矩型機(jī)械特性恒轉(zhuǎn)矩型機(jī)械特性 特點(diǎn)：特點(diǎn)：TL=常數(shù)。常數(shù)。例：提升機(jī)、皮帶運(yùn)輸機(jī)等。例：提升機(jī)、皮帶運(yùn)輸機(jī)等。包括包括反抗轉(zhuǎn)矩反抗轉(zhuǎn)矩和和位能轉(zhuǎn)矩位能轉(zhuǎn)矩2. 風(fēng)機(jī)型機(jī)械特性風(fēng)機(jī)型機(jī)械特性 特點(diǎn)：特點(diǎn)：TL= C n 2 例：鼓風(fēng)機(jī)、水泵等。例：鼓風(fēng)機(jī)、水泵等。 2.3 生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性3. 直線型機(jī)械特性直線型機(jī)械特性 特點(diǎn)：特點(diǎn)：

22、TL=C n 例如：他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)。例如：他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)。4. 恒功率型機(jī)械特性恒功率型機(jī)械特性 特點(diǎn)：特點(diǎn)：TL=K/n 例如：車床加工例如：車床加工 此外，還有其他形式的機(jī)械此外，還有其他形式的機(jī)械特性，如轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)角變化的，隨特性，如轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)角變化的，隨機(jī)變化的；也可能是以上幾種典機(jī)變化的；也可能是以上幾種典型的綜合。型的綜合。2.4 機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件 由機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式：由機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式： 為了使系統(tǒng)運(yùn)行合理電動(dòng)機(jī)的機(jī)械持性與生產(chǎn)機(jī)為了使系統(tǒng)運(yùn)行合理電動(dòng)機(jī)的機(jī)械持性與生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性要互相配合。特性配合好的一個(gè)基本械的機(jī)械特性要互相

23、配合。特性配合好的一個(gè)基本要求是系統(tǒng)能要求是系統(tǒng)能穩(wěn)定運(yùn)行穩(wěn)定運(yùn)行。 dtdnGDTTLM3752 小球穩(wěn)定動(dòng)畫2.4 機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件一、機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行含義：一、機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行含義：1 1、系統(tǒng)應(yīng)能以一定速度勻速運(yùn)轉(zhuǎn)；、系統(tǒng)應(yīng)能以一定速度勻速運(yùn)轉(zhuǎn)；2 2、系統(tǒng)受某種外部干擾時(shí)，運(yùn)行速度稍有變化，應(yīng)保、系統(tǒng)受某種外部干擾時(shí)，運(yùn)行速度稍有變化，應(yīng)保證在干擾消除后系統(tǒng)能恢復(fù)到原來的運(yùn)行速度。證在干擾消除后系統(tǒng)能恢復(fù)到原來的運(yùn)行速度。二、機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行條件二、機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行條件必要條件：必要條件：生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性曲線與電動(dòng)機(jī)的機(jī)械

24、生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性曲線與電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線有交點(diǎn)特性曲線有交點(diǎn),即即TMTL。充分條件：充分條件：擾動(dòng)消除后仍能回到原來的平衡點(diǎn)。擾動(dòng)消除后仍能回到原來的平衡點(diǎn)。dtdnGDTTLM3752n0TnOTLab 干擾使干擾使 TL a 點(diǎn)點(diǎn):TTL n T a a點(diǎn)。點(diǎn)。 a 點(diǎn)。點(diǎn)。 n T 干擾過后干擾過后 TTL T = TL 2.4 機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件討論：討論：n0TnOTLaba 干擾使干擾使 TL a 點(diǎn)點(diǎn):TTL n T a點(diǎn)。點(diǎn)。 干擾過后干擾過后 TTL n T T = TL a 點(diǎn)。點(diǎn)。 干擾使干擾使 TL n TTLT a 點(diǎn)。點(diǎn)。 T

25、 = TL干擾過后干擾過后 TTL n T T = TL a 點(diǎn)。點(diǎn)。 2.4 機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件結(jié) 論 ：結(jié) 論 ： a點(diǎn)點(diǎn)是穩(wěn)定的是穩(wěn)定的平衡點(diǎn)平衡點(diǎn)。討論：討論：n0TnOabTLb 點(diǎn)點(diǎn): 干擾使干擾使 TL n n = 0 堵轉(zhuǎn)。堵轉(zhuǎn)。 T n TTL干擾過后干擾過后 T TL ，不能運(yùn)行。，不能運(yùn)行。 b2.4 機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件討論：討論：n0TnOabTLb 點(diǎn)點(diǎn): 干擾使干擾使 TL n T n n = 0 堵轉(zhuǎn)。堵轉(zhuǎn)。 TTL干擾過后干擾過后 T TL ，不能運(yùn)行。，不能運(yùn)行。 干擾使干擾使 TL n TT

26、LT b 點(diǎn)。點(diǎn)。 n b干擾過后干擾過后 TTL n T a 點(diǎn)。點(diǎn)。 2.4 機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件結(jié)論：結(jié)論： b b點(diǎn)不是穩(wěn)定點(diǎn)不是穩(wěn)定 的平衡點(diǎn)的平衡點(diǎn)討論：討論：2.4 機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件穩(wěn)定運(yùn)行的充要條件是穩(wěn)定運(yùn)行的充要條件是：1）生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性曲）生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性曲線與電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線與電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線有交點(diǎn)；線有交點(diǎn)； 2）在平衡點(diǎn)對應(yīng)的轉(zhuǎn)速之）在平衡點(diǎn)對應(yīng)的轉(zhuǎn)速之上應(yīng)保證上應(yīng)保證TMTL。2.5 機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)過渡過程分析機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)過渡過程分析本節(jié)重點(diǎn)：本節(jié)重點(diǎn)： 過渡過程的概念過渡過程的概念 研

27、究過渡過程的實(shí)際意義研究過渡過程的實(shí)際意義 產(chǎn)生過渡過程的原因產(chǎn)生過渡過程的原因 機(jī)電時(shí)間常數(shù)的概念機(jī)電時(shí)間常數(shù)的概念 加快過渡過程的方法加快過渡過程的方法一、一、 研究機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)過渡過程的意義研究機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)過渡過程的意義過渡過程：過渡過程： 當(dāng)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩當(dāng)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩TM或負(fù)載轉(zhuǎn)矩或負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL發(fā)生變化發(fā)生變化時(shí)系統(tǒng)就要由一個(gè)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)變化到另一個(gè)穩(wěn)定時(shí)系統(tǒng)就要由一個(gè)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)變化到另一個(gè)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，這個(gè)變化過程稱為過渡過程。運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，這個(gè)變化過程稱為過渡過程。 目的和意義：目的和意義： 為滿足生產(chǎn)機(jī)械對過渡過程的各種要求，必須研究為滿足生產(chǎn)機(jī)械對過渡過程的各種要求，

28、必須研究過渡過程的基本規(guī)律，研究系統(tǒng)各參量對時(shí)間的變化規(guī)過渡過程的基本規(guī)律，研究系統(tǒng)各參量對時(shí)間的變化規(guī)律，如轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、電流等對時(shí)間的變化規(guī)律，才能正律，如轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、電流等對時(shí)間的變化規(guī)律，才能正確地選擇機(jī)電傳動(dòng)裝置，為機(jī)電傳動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)提供確地選擇機(jī)電傳動(dòng)裝置，為機(jī)電傳動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)提供控制原則，設(shè)計(jì)出完善的啟動(dòng)、制動(dòng)等自動(dòng)控制線路，控制原則，設(shè)計(jì)出完善的啟動(dòng)、制動(dòng)等自動(dòng)控制線路，以求改善產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)率和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。以求改善產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)率和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。二、二、 機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)過渡過程的分析機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)過渡過程的分析1) 機(jī)械慣性機(jī)械慣性：反映在：反映在J或或GD2上，使轉(zhuǎn)

29、速上，使轉(zhuǎn)速n不能不能突變；突變；2) 電磁慣性電磁慣性：反映在電樞回路電感和勵(lì)磁繞組電感：反映在電樞回路電感和勵(lì)磁繞組電感 上，電樞回路電流和勵(lì)磁磁通不能突變。上，電樞回路電流和勵(lì)磁磁通不能突變。3) 熱慣性熱慣性：反映在溫度上，使溫度不能突變。：反映在溫度上，使溫度不能突變。 機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生過渡過程的原因：機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生過渡過程的原因： 這三種慣性在系統(tǒng)中雖然是互相影響的，如電機(jī)這三種慣性在系統(tǒng)中雖然是互相影響的，如電機(jī)運(yùn)行發(fā)熱時(shí)，電樞電阻和勵(lì)磁繞組電阻都會變化從運(yùn)行發(fā)熱時(shí)，電樞電阻和勵(lì)磁繞組電阻都會變化從而會引起電流和磁通的變化。但是由于熱慣性較大，而會引起電流和磁通的變化。但是由于

30、熱慣性較大，溫度變化較轉(zhuǎn)速、電流等參量變化慢的多，一般不考溫度變化較轉(zhuǎn)速、電流等參量變化慢的多，一般不考慮。只考慮機(jī)械慣性和電磁慣性。在有些場合，電磁慮。只考慮機(jī)械慣性和電磁慣性。在有些場合，電磁慣性也較小，所以過渡過程主要考慮機(jī)械慣性。慣性也較小，所以過渡過程主要考慮機(jī)械慣性。三、三、 加快機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)過渡過程的措施加快機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)過渡過程的措施縮短過渡過程應(yīng)采取的措施縮短過渡過程應(yīng)采取的措施:減少系統(tǒng)減少系統(tǒng)GD2或或J 例如：龍門刨床的刨臺采用兩臺電動(dòng)機(jī)同軸運(yùn)行。例如：龍門刨床的刨臺采用兩臺電動(dòng)機(jī)同軸運(yùn)行。2.增加動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩增加動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩Td 從電機(jī)方面考慮：使用大慣量直流電動(dòng)機(jī)，從電機(jī)方面

31、考慮：使用大慣量直流電動(dòng)機(jī)，Tmax/GD2較大。較大。 從控制系統(tǒng)方面考慮：在過渡過程中，盡可能在從控制系統(tǒng)方面考慮：在過渡過程中，盡可能在最大轉(zhuǎn)矩下運(yùn)行。最大轉(zhuǎn)矩下運(yùn)行。Td越大，系統(tǒng)加速度越大，過渡過越大，系統(tǒng)加速度越大，過渡過程時(shí)間就短。程時(shí)間就短。dtdnGDdtdJTTTLMd3752 第二章小結(jié)第二章小結(jié)1）掌握依據(jù)機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)，寫出其運(yùn)動(dòng)方程；）掌握依據(jù)機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)，寫出其運(yùn)動(dòng)方程；2 2）對于多軸系統(tǒng)，要學(xué)會根據(jù)功率守恒和動(dòng)能守恒，）對于多軸系統(tǒng)，要學(xué)會根據(jù)功率守恒和動(dòng)能守恒，將將負(fù)載轉(zhuǎn)矩負(fù)載轉(zhuǎn)矩和和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量進(jìn)行等效轉(zhuǎn)換；進(jìn)行等效轉(zhuǎn)換；3 3）掌握機(jī)械特性的概念，了解

32、常見生產(chǎn)機(jī)械的幾種）掌握機(jī)械特性的概念，了解常見生產(chǎn)機(jī)械的幾種機(jī)械特性；機(jī)械特性；4 4）掌握機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件；）掌握機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件；5 5）學(xué)會正確判定穩(wěn)定平衡點(diǎn)。）學(xué)會正確判定穩(wěn)定平衡點(diǎn)。dtdnGDTTLM3752作業(yè)作業(yè)23272 211第三章第三章 直流電機(jī)的工作原理及特性直流電機(jī)的工作原理及特性本本 章章 重重 點(diǎn)：點(diǎn)： 掌握直流電機(jī)的工作原理；掌握直流電機(jī)的工作原理； 掌握直流電機(jī)的機(jī)械特性；掌握直流電機(jī)的機(jī)械特性； 掌握直流電機(jī)啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)的掌握直流電機(jī)啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)的 方法。方法。 3.1 直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理直

33、流電機(jī)交流電機(jī)3.1 直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理一一. . 基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)定子定子： 主磁極、主磁極、 換向極、換向極、 機(jī)座、機(jī)座、 軸承、軸承、 電刷電刷轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子： 氣隙氣隙3.1 直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理定子定子： 主磁極、主磁極、 換向極、換向極、 機(jī)座、機(jī)座、 軸承、軸承、 電刷電刷轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子：也稱電樞：也稱電樞 電樞鐵心、電樞鐵心、 電樞繞組、電樞繞組、 軸、軸、換向片換向片氣隙氣隙一一. . 基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)3.1直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理二二. 工作原理工作原理電動(dòng)機(jī)：電動(dòng)機(jī)：通電導(dǎo)體在

34、磁場中通電導(dǎo)體在磁場中要受到電磁力（矩）的作用。要受到電磁力（矩）的作用。因此只要電樞繞組里有電流因此只要電樞繞組里有電流（外電源提供或感應(yīng)電流），（外電源提供或感應(yīng)電流），在磁場中就會受到電磁力的在磁場中就會受到電磁力的作用。作用。轉(zhuǎn)矩方程式：轉(zhuǎn)矩方程式：atIKT 3.1直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理二二. 工作原理工作原理3.1直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理二二. 工作原理工作原理3.1直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理二二. 工作原理工作原理3.1直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理二二. 工

35、作原理工作原理3.1直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理發(fā)電機(jī)：發(fā)電機(jī)：導(dǎo)體在磁場內(nèi)作導(dǎo)體在磁場內(nèi)作切割磁力線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體中切割磁力線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體中便感應(yīng)出電動(dòng)勢。（電磁便感應(yīng)出電動(dòng)勢。（電磁感應(yīng)）感應(yīng)）電勢方程式：電勢方程式：nKEe 二二. 工作原理工作原理01TTT0TTTL電機(jī)電機(jī)運(yùn)行方運(yùn)行方式式E與與Ia的的方向方向E的作用的作用 T的性質(zhì)的性質(zhì)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系之間的關(guān)系發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)相同相同電源電源電動(dòng)勢電動(dòng)勢阻轉(zhuǎn)矩阻轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)相反相反反電動(dòng)勢反電動(dòng)勢驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩表表1 電機(jī)在不同運(yùn)行方式下，電機(jī)在不同運(yùn)行方式下，E和和T的作用的作用3.1直流電機(jī)的基本結(jié)

36、構(gòu)和工作原理直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理直流電機(jī)作發(fā)電機(jī)運(yùn)行和作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，雖然都直流電機(jī)作發(fā)電機(jī)運(yùn)行和作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，雖然都產(chǎn)生電動(dòng)勢產(chǎn)生電動(dòng)勢E和電磁轉(zhuǎn)矩和電磁轉(zhuǎn)矩T，但二者的作用正好相反，但二者的作用正好相反3.1直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 直流發(fā)電機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)直流發(fā)電機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的作用不同：電磁轉(zhuǎn)矩的作用不同： 發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩矩是是阻轉(zhuǎn)矩；阻轉(zhuǎn)矩； 電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 直流發(fā)電機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)的直流發(fā)電機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)的電勢作用也不同：電勢作用也不同： 直流發(fā)電機(jī)的電勢是有益的；直流發(fā)電機(jī)的電勢

37、是有益的； 直流電動(dòng)機(jī)的電勢是反電勢，他的方向總直流電動(dòng)機(jī)的電勢是反電勢，他的方向總是與電源的電壓方向相反。是與電源的電壓方向相反。 3.2 直流發(fā)電機(jī)直流發(fā)電機(jī)他勵(lì)：他勵(lì)：勵(lì)磁電流由外電源供電，不勵(lì)磁電流由外電源供電，不受電樞端電壓或電流的影響受電樞端電壓或電流的影響( (圖圖a).a).并勵(lì)：并勵(lì)：勵(lì)磁繞組與電樞繞組并聯(lián)勵(lì)磁繞組與電樞繞組并聯(lián) （圖（圖b b）串勵(lì)：串勵(lì)：勵(lì)磁繞組與電樞繞組串聯(lián)勵(lì)磁繞組與電樞繞組串聯(lián) （圖（圖c c）復(fù)勵(lì)：復(fù)勵(lì)：一部分并聯(lián)，一部分串聯(lián)一部分并聯(lián)，一部分串聯(lián) （圖（圖d d）勵(lì)磁方式：勵(lì)磁方式：是指勵(lì)磁繞組如何供電，是指勵(lì)磁繞組如何供電，以產(chǎn)生勵(lì)磁磁場。以產(chǎn)生

38、勵(lì)磁磁場。自自勵(lì)勵(lì)發(fā)發(fā)電電機(jī)機(jī)一、他勵(lì)發(fā)電機(jī)一、他勵(lì)發(fā)電機(jī)1、原理：、原理：RUIIIRUEIRIEUaaaaa/ )( 空載時(shí)，即空載時(shí)，即 I Ia a=0=0，有，有 U U = = E E = = K Ke en n他勵(lì)發(fā)電機(jī)電樞回路中，電他勵(lì)發(fā)電機(jī)電樞回路中，電壓與電流的關(guān)系如下壓與電流的關(guān)系如下：一、一、他勵(lì)發(fā)電機(jī)他勵(lì)發(fā)電機(jī)2、機(jī)械特性：、機(jī)械特性：外特性曲線：外特性曲線：發(fā)電機(jī)端電壓發(fā)電機(jī)端電壓 U 與負(fù)載電與負(fù)載電流流I 之間關(guān)系的曲線稱為外之間關(guān)系的曲線稱為外特性曲線特性曲線U f ( I )?？蛰d特性曲線：空載特性曲線：當(dāng)發(fā)電機(jī)空當(dāng)發(fā)電機(jī)空載時(shí)，即載時(shí)，即 Ia=0，有，有

39、 U = E = Ken，當(dāng)轉(zhuǎn)速為常數(shù)時(shí)，而當(dāng)轉(zhuǎn)速為常數(shù)時(shí)，而f (If)是一條磁化曲線，是一條磁化曲線，所以所以E = f ( If ) 與磁化曲線與磁化曲線相似。相似。aaRIEU二、并勵(lì)發(fā)電機(jī)二、并勵(lì)發(fā)電機(jī)1、原理：勵(lì)磁繞組與電樞并聯(lián)、原理：勵(lì)磁繞組與電樞并聯(lián)IIIIRUEIRUIRUIRIEUfaaaffaa/ )(/2、思考思考：并勵(lì)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流從何而來？：并勵(lì)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流從何而來？ 電壓是如何建立起來的？電壓是如何建立起來的？條件：條件：1 1）磁極有剩磁）磁極有剩磁 ；2 2）起始勵(lì)磁電流所產(chǎn)生的磁場）起始勵(lì)磁電流所產(chǎn)生的磁場方向與剩磁磁場方向相同方向與剩磁磁場方向相同

40、；3 3）R Rf f 不能過大。不能過大。措施：措施： 1）在直流電源上充磁；）在直流電源上充磁；2）將勵(lì)磁繞組兩端接線對調(diào)；）將勵(lì)磁繞組兩端接線對調(diào)； 3）將）將Rf 減小減小。二、并勵(lì)發(fā)電機(jī)二、并勵(lì)發(fā)電機(jī)三、三、 復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)原理：勵(lì)磁繞組與電樞有一部分并聯(lián)，一部分串聯(lián)。原理：勵(lì)磁繞組與電樞有一部分并聯(lián)，一部分串聯(lián)。 在并勵(lì)發(fā)電機(jī)中，其端在并勵(lì)發(fā)電機(jī)中，其端電壓隨著負(fù)載電流的增大而電壓隨著負(fù)載電流的增大而下降。但在復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)，當(dāng)下降。但在復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)，當(dāng)負(fù)載電流增大時(shí)，串勵(lì)繞組負(fù)載電流增大時(shí)，串勵(lì)繞組能自動(dòng)增加磁通，以補(bǔ)償端能自動(dòng)增加磁通，以補(bǔ)償端電壓的下降。所以在復(fù)勵(lì)發(fā)電壓的下降

41、。所以在復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行范圍內(nèi)，其電機(jī)的正常運(yùn)行范圍內(nèi)，其端電壓變化不大，這是它的端電壓變化不大，這是它的優(yōu)點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)。3.3直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性一、他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性一、他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性nKERIEUeaa 電壓平衡方程電壓平衡方程：nnTKKRKUnKTIteaeta02)/(直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的一般表達(dá)式aeaeIKRKUn +_IUETIaRaRfIfnUfM(a)一、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性一、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性討論討論:1)理想空載轉(zhuǎn)速理想空載轉(zhuǎn)速 n0 ：當(dāng)當(dāng)T=0 時(shí)時(shí), n0 = U / (K e)； 2)額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速 nN :當(dāng)當(dāng)T=T

42、N時(shí)時(shí), nN = n0- n 3)機(jī)械特性硬度：機(jī)械特性硬度：令令 Ra /KeKt2, n= T， 小小速降就小，機(jī)械特性硬速降就小，機(jī)械特性硬, 大速降大速降就大，機(jī)械特性軟。就大，機(jī)械特性軟。TnTKKRKUnteae02機(jī)械特性硬度機(jī)械特性硬度： d T/d n=T/n100%1）絕對硬特性）絕對硬特性 ,如交流同如交流同 步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性2）硬特性）硬特性 10，如直流他勵(lì)電，如直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性3）軟特性）軟特性 10，如直流串勵(lì)電，如直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性一、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性一、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性TnTKKR

43、KUnteae021 1、固有機(jī)械特性：、固有機(jī)械特性： 又稱自然機(jī)械特性，是指在又稱自然機(jī)械特性，是指在額定條件下的機(jī)械特性，對于他額定條件下的機(jī)械特性，對于他勵(lì)電動(dòng)機(jī)而言，就是在勵(lì)電動(dòng)機(jī)而言，就是在額定電壓額定電壓UN和額定磁通和額定磁通N下，電樞電路不下，電樞電路不外接任何電阻時(shí)的外接任何電阻時(shí)的機(jī)械特性。機(jī)械特性。nnTKKRKUnNteaNeN02 一般通過兩點(diǎn)，一般通過兩點(diǎn)，理想空載點(diǎn)理想空載點(diǎn)（0，n0）和額定轉(zhuǎn)速和額定轉(zhuǎn)速點(diǎn)（點(diǎn)（TM,，nN ），），可得電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性曲線?？傻秒妱?dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性曲線。一、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性一、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性2、人為機(jī)械

44、特性：、人為機(jī)械特性： 是改變是改變電壓電壓 U 、磁通、磁通 或電樞電路外加電阻或電樞電路外加電阻Rad時(shí)的機(jī)械特性。時(shí)的機(jī)械特性。一、一、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性TKKRKUnNteaNeN22、人為機(jī)械特性：、人為機(jī)械特性：1 1）串接）串接Rad時(shí)的人為特性。時(shí)的人為特性。nnTKKRRKUnNteadaNeN02特點(diǎn)：特點(diǎn)：1 1） n n0 0不變，不變， 2 2） 變小，機(jī)械特性變變小，機(jī)械特性變 軟，軟，是一組射線。是一組射線。一、一、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性TKKRKUnNteaNeN22 2）變）變U U時(shí)的人為機(jī)械特性時(shí)的人

45、為機(jī)械特性nnTKKRKUnNteaNe02特點(diǎn)：特點(diǎn)：1 1）n0 與與U成正比，成正比，n0 變小。變小。 2 2） 不變，不變，機(jī)械特性硬度機(jī)械特性硬度 不變，不變，是一組平行線。是一組平行線。 3 3）電樞電壓只允許在額定）電樞電壓只允許在額定 電壓下調(diào)節(jié)。電壓下調(diào)節(jié)。一、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性一、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性3 3）變）變時(shí)的人為機(jī)械特性時(shí)的人為機(jī)械特性nnTKKRKUnteaeN0特點(diǎn)：特點(diǎn)：1）n0與與成反比，成反比，下降下降 n0變大；變大；2）下降，下降， 變大，機(jī)械特性硬度變大，機(jī)械特性硬度變軟；變軟；3）不能上升，只能不能上升，只能弱磁弱磁調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)。一、他勵(lì)

46、直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性一、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性說明：說明：（1 1）電樞繞組嚴(yán)重過流；）電樞繞組嚴(yán)重過流；（2 2）飛車：）飛車：當(dāng)當(dāng)o時(shí)，電動(dòng)機(jī)時(shí)，電動(dòng)機(jī)尚有剩磁，這時(shí)轉(zhuǎn)速雖不趨于尚有剩磁，這時(shí)轉(zhuǎn)速雖不趨于，但會升到機(jī)械強(qiáng)度所不允許的數(shù)但會升到機(jī)械強(qiáng)度所不允許的數(shù)值，通常稱為值，通常稱為“飛車飛車”。atIKT（3 3）啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩太小。）啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩太小。00stestIKT，當(dāng)ABC一、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性一、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性3 3）變）變時(shí)的人為機(jī)械特性時(shí)的人為機(jī)械特性因此，直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)前必須因此，直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)前必須先加勵(lì)磁電流先加勵(lì)磁電流，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，決不允許，在

47、運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，決不允許勵(lì)磁電路斷開或勵(lì)磁電流為零，為此，直勵(lì)磁電路斷開或勵(lì)磁電流為零，為此，直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)在使用中，一般都設(shè)有流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)在使用中，一般都設(shè)有“失失磁磁”保護(hù)。保護(hù)。TnTKKRKUnteae02一、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性一、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性二、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性二、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性21/CRTCUCKRKCTKUnaNeateN機(jī)械特性曲線可分為兩段：機(jī)械特性曲線可分為兩段：1 1）第一段，輕載時(shí)：）第一段，輕載時(shí)：CKIKTIICIRIEUtataffaa/2未飽和，雙曲線形狀，理想空載轉(zhuǎn)速無窮大。未飽和，雙曲線形狀，理想空載轉(zhuǎn)速無窮大。II I特點(diǎn)：特點(diǎn)：啟

48、動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大, ,啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)時(shí), , T=KtIa=KtCIa2串勵(lì)電動(dòng)機(jī)串勵(lì)電動(dòng)機(jī)絕不允許空載啟動(dòng)絕不允許空載啟動(dòng), ,以防止飛車。以防止飛車。反轉(zhuǎn)時(shí)反轉(zhuǎn)時(shí), ,不能用改變電源極性的方法，可改變電樞不能用改變電源極性的方法，可改變電樞或勵(lì)磁繞組的極性使其反轉(zhuǎn)?；騽?lì)磁繞組的極性使其反轉(zhuǎn)。2）第二段重載時(shí)：）第二段重載時(shí)： 電樞電流較大時(shí)，磁路電樞電流較大時(shí)，磁路趨于飽和，機(jī)械特性曲線趨于飽和，機(jī)械特性曲線近似一條直線。近似一條直線。II I二、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性二、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性三、三、 復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)有復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)有他勵(lì)他勵(lì)和和串勵(lì)串勵(lì)兩

49、個(gè)勵(lì)磁繞組。兩個(gè)勵(lì)磁繞組。機(jī)械特性介于機(jī)械特性介于他勵(lì)和串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性他勵(lì)和串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性之間。之間。工業(yè)上常用的是工業(yè)上常用的是積復(fù)勵(lì)積復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)，即他勵(lì)繞組和串勵(lì)繞電動(dòng)機(jī)，即他勵(lì)繞組和串勵(lì)繞組產(chǎn)生的磁通方向一致。組產(chǎn)生的磁通方向一致。特點(diǎn)：特點(diǎn)：串勵(lì)繞組所占比重越大，串勵(lì)繞組所占比重越大，特性越軟；特性越軟； n n0 0 一定。一定。3.4 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性 如果將直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)直如果將直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)直接接入電網(wǎng)，啟動(dòng)電流為：接接入電網(wǎng)，啟動(dòng)電流為：aNstRUI/一、啟動(dòng)的要求：一、啟動(dòng)的要求：啟動(dòng)：轉(zhuǎn)速從啟動(dòng)：轉(zhuǎn)速從0 0達(dá)到負(fù)載所要求的轉(zhuǎn)

50、速的過程。達(dá)到負(fù)載所要求的轉(zhuǎn)速的過程。n t啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩越大越好，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩越大越好，atIKT啟動(dòng)電流越小越好。啟動(dòng)電流越小越好。它是額定電流的它是額定電流的10102020倍。倍。nKERIEUeaa3.4 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性直流電動(dòng)機(jī)絕不允許直接啟動(dòng)！直流電動(dòng)機(jī)絕不允許直接啟動(dòng)！直接啟動(dòng)的直接啟動(dòng)的不良影響：不良影響：1 1）換向困難，產(chǎn)生危險(xiǎn)火花；）換向困難，產(chǎn)生危險(xiǎn)火花；2 2）過大的電動(dòng)應(yīng)力和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，易損壞傳動(dòng)部件；）過大的電動(dòng)應(yīng)力和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，易損壞傳動(dòng)部件；3 3）可能使電網(wǎng)上的保護(hù)裝置動(dòng)作，造成事故，或使）可能使電網(wǎng)上的保護(hù)裝置動(dòng)作，造成事故，或使電網(wǎng)

51、電壓下降，影響其他用電器。電網(wǎng)電壓下降，影響其他用電器。aNstRUI/由由 可知可知降電壓降電壓串電阻串電阻3.4 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性二、啟動(dòng)方法二、啟動(dòng)方法1 1、降壓啟動(dòng)、降壓啟動(dòng)：U=E+IaRa，啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)時(shí)， U較小，隨著轉(zhuǎn)速的上升較小，隨著轉(zhuǎn)速的上升不斷提高不斷提高U ，直到達(dá)到額定轉(zhuǎn)速。，直到達(dá)到額定轉(zhuǎn)速。如：直流發(fā)電如：直流發(fā)電機(jī)機(jī)電動(dòng)機(jī)組，晶閘管電動(dòng)機(jī)組，晶閘管電動(dòng)機(jī)組。電動(dòng)機(jī)組。2 2、串電阻啟動(dòng)、串電阻啟動(dòng)： 在電樞回路串接外加電阻啟動(dòng)。在電樞回路串接外加電阻啟動(dòng)。串接一段外加電阻啟動(dòng)串接一段外加電阻啟動(dòng)；串接多段外加電阻啟動(dòng)。串接多段外

52、加電阻啟動(dòng)。3.4 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性二、啟動(dòng)方法二、啟動(dòng)方法2 2、串電阻啟動(dòng)、串電阻啟動(dòng)： 串接一段外加電阻啟動(dòng)串接一段外加電阻啟動(dòng)；3.4 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性二、啟動(dòng)方法二、啟動(dòng)方法2 2、串電阻啟動(dòng)、串電阻啟動(dòng)：在電樞回路串接外加電阻啟動(dòng)。：在電樞回路串接外加電阻啟動(dòng)。 串接多段外加電阻啟動(dòng)。串接多段外加電阻啟動(dòng)。NTT)26 . 1 (1NTT)2 . 11 . 1 (23.5 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性速度調(diào)節(jié)速度調(diào)節(jié)：在一定的負(fù)載條件下，人為地：在一定的負(fù)載條件下，人為地改變電動(dòng)機(jī)改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特

53、性的機(jī)械特性，以得到所需要的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。，以得到所需要的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。速度變化速度變化：由于：由于負(fù)載的變化負(fù)載的變化而引起的電動(dòng)機(jī)的速度的而引起的電動(dòng)機(jī)的速度的變化，是在同一條機(jī)械特性曲線上變化。變化，是在同一條機(jī)械特性曲線上變化。TKKRRKUnteadae2知：可以通過人為地改變知：可以通過人為地改變U U、R R ad ad 和和 三個(gè)參數(shù)來調(diào)節(jié)速度。三個(gè)參數(shù)來調(diào)節(jié)速度。BCAnTTL3.5 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性調(diào)速指標(biāo)：技術(shù)指標(biāo)，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)調(diào)速指標(biāo)：技術(shù)指標(biāo)，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo) 調(diào)速范圍：調(diào)速范圍：機(jī)械設(shè)備可能運(yùn)行的最大轉(zhuǎn)速機(jī)械設(shè)備可能運(yùn)行的最大轉(zhuǎn)速n nm

54、axmax與最小與最小轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n nminmin之比，之比，D= nmax / nmin 。 靜差率靜差率（相對穩(wěn)定性）：就是指在負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化（相對穩(wěn)定性）：就是指在負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化下轉(zhuǎn)速變化的程度，下轉(zhuǎn)速變化的程度， %=（n0 - nN ）/n0 。顯然機(jī)械。顯然機(jī)械特性越硬，轉(zhuǎn)速變化越小，相對穩(wěn)定性越好。特性越硬，轉(zhuǎn)速變化越小，相對穩(wěn)定性越好。 平滑性：平滑性：在一定的在一定的D內(nèi)，調(diào)速的級數(shù)越多，則調(diào)速內(nèi)，調(diào)速的級數(shù)越多，則調(diào)速越平滑，平滑的程度用平滑系數(shù)來衡量越平滑，平滑的程度用平滑系數(shù)來衡量 = ni / ni-1 （相鄰兩級轉(zhuǎn)速之比）（相鄰兩級轉(zhuǎn)速之比） =1時(shí)，稱為無級調(diào)速。時(shí)

55、，稱為無級調(diào)速。3.5 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性調(diào)速指標(biāo)：技術(shù)指標(biāo)，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)調(diào)速指標(biāo)：技術(shù)指標(biāo)，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：就是指調(diào)速設(shè)備的投資及運(yùn)行費(fèi)用，其中運(yùn)行就是指調(diào)速設(shè)備的投資及運(yùn)行費(fèi)用，其中運(yùn)行費(fèi)用又取決于調(diào)速過程的功率損耗。費(fèi)用又取決于調(diào)速過程的功率損耗。3.5.1 改變改變R Radad時(shí)的調(diào)速特性時(shí)的調(diào)速特性nnTKKRRKUnNteadaNeN022 2、特點(diǎn)：特點(diǎn)：1 1）機(jī)械特性軟，機(jī)械特性軟，電阻越大特性越軟，電阻越大特性越軟，相對穩(wěn)定性越低；相對穩(wěn)定性越低； 2 2）在空載或輕載時(shí)，調(diào)速范圍）在空載或輕載時(shí)，調(diào)速范圍D D不大不大；3 3）有級調(diào)

56、速有級調(diào)速； 4 4）調(diào)速電阻消耗大量電能，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)）調(diào)速電阻消耗大量電能，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較差；較差；調(diào)速電阻調(diào)速電阻不不能用作啟動(dòng)電阻；能用作啟動(dòng)電阻；5 5）調(diào)速設(shè)備簡單。）調(diào)速設(shè)備簡單。此法只在起重機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)等低速運(yùn)此法只在起重機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)等低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間短的傳動(dòng)系統(tǒng)中使用。轉(zhuǎn)時(shí)間短的傳動(dòng)系統(tǒng)中使用。1、調(diào)速過程、調(diào)速過程3.5.2 改變改變 U U時(shí)的調(diào)速特性時(shí)的調(diào)速特性2 2、特點(diǎn)：、特點(diǎn)： 機(jī)械特性機(jī)械特性硬度不變硬度不變，調(diào)速的穩(wěn)定度較高，調(diào)速的穩(wěn)定度較高，調(diào)速范圍較寬調(diào)速范圍較寬；2) 2) 轉(zhuǎn)速可以平滑轉(zhuǎn)速可以平滑無級調(diào)節(jié)無級調(diào)節(jié)，一般只能在，一般只能在額定轉(zhuǎn)速以下調(diào)節(jié)；額定轉(zhuǎn)速以下調(diào)

57、節(jié)；3) 3) 調(diào)速時(shí)，因電樞電流與電壓調(diào)速時(shí)，因電樞電流與電壓U U無關(guān)，故無關(guān)，故轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩T TK Kt tI I a a 不變不變, ,屬屬恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，適，適合于恒轉(zhuǎn)矩型負(fù)載。合于恒轉(zhuǎn)矩型負(fù)載。nnTKKRKUnNteaNe021、調(diào)速過程、調(diào)速過程4) 4) 可以靠調(diào)節(jié)電樞電壓來啟動(dòng)電機(jī)，而不用其他啟動(dòng)設(shè)備；可以靠調(diào)節(jié)電樞電壓來啟動(dòng)電機(jī)，而不用其他啟動(dòng)設(shè)備； 5 5）需要可變電源，設(shè)備投資大。）需要可變電源，設(shè)備投資大。3.5.3 改變改變時(shí)的調(diào)速特性時(shí)的調(diào)速特性2 2、特點(diǎn)、特點(diǎn)：1)1)調(diào)速特性較軟，調(diào)速特性較軟，調(diào)速范圍不大調(diào)速范圍不大；2) 2) 可以可以平滑無級調(diào)速

58、平滑無級調(diào)速，但只能弱磁調(diào)速；，但只能弱磁調(diào)速； 3 3）在勵(lì)磁電路中進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制方便，）在勵(lì)磁電路中進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制方便，能量損耗少；能量損耗少；4) 4) 恒功率調(diào)速恒功率調(diào)速，調(diào)速時(shí)是維持，調(diào)速時(shí)是維持U U和和I Ia a不不變，即功率變，即功率P P不變；不變；1、調(diào)速過程、調(diào)速過程nnTKKRKUnteaeN 0 說明：說明：基于弱磁調(diào)速范圍不大，它住往是和調(diào)壓調(diào)速基于弱磁調(diào)速范圍不大，它住往是和調(diào)壓調(diào)速配合使用，即在額定轉(zhuǎn)速以下，用降壓調(diào)速，而在額配合使用，即在額定轉(zhuǎn)速以下，用降壓調(diào)速，而在額定轉(zhuǎn)速以上，則用弱磁調(diào)速。定轉(zhuǎn)速以上，則用弱磁調(diào)速。3.6 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性直流

59、他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性電動(dòng)狀態(tài)：電動(dòng)狀態(tài)：電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)速的方向電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)速的方向相同相同。制動(dòng)狀態(tài)：制動(dòng)狀態(tài)：電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)速的方向電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)速的方向相反相反。 電動(dòng)機(jī)有兩種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)：電動(dòng)機(jī)有兩種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)：1）穩(wěn)定制動(dòng)穩(wěn)定制動(dòng)，轉(zhuǎn)速不變?nèi)纾汉闼傧路胖匚铩?，轉(zhuǎn)速不變?nèi)纾汉闼傧路胖匚铩?）過渡制動(dòng)過渡制動(dòng)，速度變化如：電機(jī)降速或停車。，速度變化如：電機(jī)降速或停車。n n0 0-n-n0 0Tn3.6 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)特性自然停車自然停車：電動(dòng)機(jī)脫離電網(wǎng)，靠很小的摩擦阻力消：電動(dòng)機(jī)脫離電網(wǎng)，靠很小的摩擦阻力消耗機(jī)械能，使轉(zhuǎn)速慢慢下降，直到轉(zhuǎn)速為零而停車。耗機(jī)械能，使轉(zhuǎn)速慢慢下降，直到轉(zhuǎn)速為零而停車。制動(dòng)制動(dòng)：從某一穩(wěn)定轉(zhuǎn)速開始減速到停止或是限制位：從某一穩(wěn)定轉(zhuǎn)速開始減速到停止或是限制位能負(fù)載下降速度的一種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。能負(fù)載下降速度的一種運(yùn)轉(zhuǎn)