直流他励电动机的调速特性教程文件

1、34 直流他励电动机的调速特性直流他励电动机的调速特性(txng) 一、速度调节一、速度调节(tioji)和速度变化和速度变化 调速（又称速度调节）与速度变化调速（又称速度调节）与速度变化(binhu)是两个完全不同的是两个完全不同的概念概念 电动机的电动机的调速调速是在一定的负载条件下，人为地改变电动机的电路是在一定的负载条件下，人为地改变电动机的电路参数，以改变电动机的稳定转速，如图所示。参数，以改变电动机的稳定转速，如图所示。 转速的变化是转速的变化是人为改变人为改变（或（或调节）电枢回路的电阻大调节）电枢回路的电阻大小所造成的，故称小所造成的，故称调速或调速或速度调节速度调节。第一页，

2、共9页。 速度变化是指由于电动机的负载转矩发生变化（增大与减小）速度变化是指由于电动机的负载转矩发生变化（增大与减小）或其它不可预见因数或其它不可预见因数(ynsh)引起电动机转速的变化（下降或上引起电动机转速的变化（下降或上升），如图所示。升），如图所示。 总之，速度变化是在某总之，速度变化是在某条机械条机械(jxi)特性上，由于特性上，由于负载改变而引起的；而速度负载改变而引起的；而速度调节则是在某一特定的负载调节则是在某一特定的负载下，靠人为改变机械下，靠人为改变机械(jxi)特性而得到的。特性而得到的。第二页，共9页。二、调速方法二、调速方法(fngf)下面仅就他励直流电动机下面仅就他

3、励直流电动机(dngj)的调速方法作一般性的介绍。的调速方法作一般性的介绍。 从直流他励电动机机械从直流他励电动机机械(jxi)特性方程式特性方程式 TKKRRKUn2meadae 可知：可知：改变串入电枢回路的电阻改变串入电枢回路的电阻Rad ；改变；改变电枢供电电压电枢供电电压U或或主磁主磁通通 ，都可以得到不同的人为机械特性，从而在负载不变时可以改，都可以得到不同的人为机械特性，从而在负载不变时可以改变电动机的转速，以达到速度调节的要求，故直流电动机调速的方变电动机的转速，以达到速度调节的要求，故直流电动机调速的方法有以下三种。法有以下三种。 第三页，共9页。1、改变电枢、改变电枢(di

4、n sh)电路外串电电路外串电阻阻 adR 直流电动机电枢回路串接电阻后，可以直流电动机电枢回路串接电阻后，可以(ky)得到如图所示的一簇机得到如图所示的一簇机械特性。械特性。 从特性可看出，在一定的负载转从特性可看出，在一定的负载转矩矩TL下，串入不同的电阻可以得到不下，串入不同的电阻可以得到不同的转速。如在电阻分别为同的转速。如在电阻分别为 Ra、R1、R2、R3、的情况、的情况(qngkung)下，可下，可以分别得到稳定工作点以分别得到稳定工作点A、C、D和和E，对应的转速为对应的转速为nA、 nB、 nC、 nD。第四页，共9页。 改变电枢回路串接电阻的大小调速存在改变电枢回路串接电阻

5、的大小调速存在(cnzi)如下问题：如下问题： 机械特性机械特性(txng)较软，电阻愈大则特性较软，电阻愈大则特性(txng)愈软，稳定度愈愈软，稳定度愈低；低； 在空载在空载(kn zi)或轻载时，调速范围不大；或轻载时，调速范围不大； 实现无级调速困难；实现无级调速困难； 在调速电阻上消耗大量电能等。在调速电阻上消耗大量电能等。 正因为缺点不少，目前已很少采用，仅在有些起重机、卷扬机等低速正因为缺点不少，目前已很少采用，仅在有些起重机、卷扬机等低速运转时间不长的传动系统中采用。运转时间不长的传动系统中采用。第五页，共9页。2改变电动机电枢供电改变电动机电枢供电(n din)电电压压U 如

6、图所示特性如图所示特性(txng)为改变电枢供电电压为改变电枢供电电压U调速的特性调速的特性(txng)： 从特性可看出，在一定从特性可看出，在一定(ydng)的负载转矩的负载转矩TL下，电枢外下，电枢外加不同电压可以得到不同的转速。加不同电压可以得到不同的转速。如在电压分别为如在电压分别为 UN、 U1、 U2、 U3的情况下，可以分别得到稳定的情况下，可以分别得到稳定工作点工作点a、b、c和和d，对应的转速，对应的转速为为na、 nb、 nc、 nd。即改变电。即改变电枢电压可以达到调速的目的。枢电压可以达到调速的目的。 第六页，共9页。 改变电枢外加电压改变电枢外加电压(diny)调速有

7、如下调速有如下特点：特点： 1）当电源）当电源(dinyun)电压连续变化时，转速可以平滑无级调节，电压连续变化时，转速可以平滑无级调节， 一般一般只能在额定转速以下调节；只能在额定转速以下调节； 2）调速特性与固有）调速特性与固有(gyu)特性互相平行，机械特性硬度不变，特性互相平行，机械特性硬度不变，调速的稳定度较高，调速范围较大；调速的稳定度较高，调速范围较大； 3）调速时，因电枢电流与电压）调速时，因电枢电流与电压U无关，且无关，且 = N，转矩，转矩T=Km N Ia不变。不变。 调速过程中，电动机输出转矩不变的调速特性称为恒转矩调速调速过程中，电动机输出转矩不变的调速特性称为恒转矩

8、调速。具。具有恒转矩调速特性的调速方法适合于对恒转矩型负载进行调速；有恒转矩调速特性的调速方法适合于对恒转矩型负载进行调速； 4）可以靠调节电枢电压来启动电机，而不用其他启动设备。）可以靠调节电枢电压来启动电机，而不用其他启动设备。第七页，共9页。3改变改变(gibin)电动机主磁通电动机主磁通 如图所示曲线如图所示曲线(qxin)为改变电动机主磁通为改变电动机主磁通 调速的特性：调速的特性： 从特性可看出，在一定的负载功率从特性可看出，在一定的负载功率PL下，不同下，不同(b tn)的主磁通的主磁通 N、 1、 2 ，可以得到不同，可以得到不同(b tn)的转速的转速na、 nb、 nc。即

9、改变主磁通即改变主磁通 可以达到调速可以达到调速的目的。的目的。第八页，共9页。 改变改变(gibin)电动机主磁通特点：电动机主磁通特点： 1）可以平滑无级调速，但只能）可以平滑无级调速，但只能(zh nn)弱磁调速，即在额定转弱磁调速，即在额定转速以上调节；速以上调节； 2）调速特性）调速特性(txng)较软，且受电动机换向条件等的限制。较软，且受电动机换向条件等的限制。 普通他励电动机的最高转速不得超过额定转速的普通他励电动机的最高转速不得超过额定转速的1.2倍，所以，调倍，所以，调速范围不大，若使用特殊制造的速范围不大，若使用特殊制造的“调速电动机调速电动机”，调速范围可以增加，调速范围可以增加，但这种调速电动机的体积和所消耗的材料都比普通电动机大得多；但这种调速电动机的体积和所消耗的材料都比普通电动机大得多； 3）调速时维持电枢电压）调速时维持电枢电压U和电枢电流和电枢电流Ia不变时