他励直流电动机的调速

1、电机与辅助控制系统课程知识点 他励直流电动机的调速调速：调速：机械调速机械调速: :电气调速电气调速: :改变传动机构速比改变传动机构速比 改变电动机参数改变电动机参数, ,人为地改变电动机的人为地改变电动机的 机械特性，从而使负载工作点发生变化，机械特性，从而使负载工作点发生变化， 转速随之变化。转速随之变化。 由由得调速方法：得调速方法：降压降压U U减弱磁通减弱磁通电枢回路串电阻电枢回路串电阻1.1.调速范围调速范围 电动机在额定负载下可能运行的最高转速与电动机在额定负载下可能运行的最高转速与 最低转速之比，通常又用最低转速之比，通常又用D D表示表示: :受电动机的机械强度、换向条件、

2、电压受电动机的机械强度、换向条件、电压 等级等方面的限制等级等方面的限制 受到低速运行时转速的相对稳定性的限制受到低速运行时转速的相对稳定性的限制 不同的生产机械对调速范围的要求不同，例如车床 20120 ，龙门刨床1040，轧钢机 3120，造纸机320 等。 显然，在相同的n0情况下，电动机的机械特性愈硬，n愈小，静差率就愈小，相对稳定性就愈好。 生产机械调速时，要求静差率小于一定值，以使负载发生变化时，转速在一定范围内变化，保持一定的稳定程度，生产机械容许的静差率用r表示。例如，普通车床要求r30 ，一般设备要求r50 ，高精度的造纸机要求r0.1 。 静差率与调速范围两个指标是相互制约

3、静差率与调速范围两个指标是相互制约,要统畴考虑。要统畴考虑。2.2.调速的相对稳定性（静差率）调速的相对稳定性（静差率）负载变化时，转速变化的程度。负载变化时，转速变化的程度。 转速变化小，其相对稳定性好转速变化小，其相对稳定性好 3.3.调速的平滑性调速的平滑性 在一定的调速范围内，调速的级数越多，即调在一定的调速范围内，调速的级数越多，即调 速越平滑，相邻两级转速之比称为平滑系数：速越平滑，相邻两级转速之比称为平滑系数：1 1，则平滑性好，则平滑性好， 当当 =1=1时，称为无级调速，即转速可以连续调节。时，称为无级调速，即转速可以连续调节。 调速不连续时，级数有限，称为有级调速。调速不连

4、续时，级数有限，称为有级调速。4.4.调速的经济性调速的经济性 对调速设备的投资和电能消耗等经济效果的综合比较。对调速设备的投资和电能消耗等经济效果的综合比较。 电枢回路串电阻的机特，Rpa愈大，特性愈软，转速愈低。调速过程调速过程：电动机原稳定运行在固有机械特性的a点上，当pa接入瞬间，因n不能突变，工作点从a点跳至人为机械特性的b点，这时，IaT L，n ，Ea a ，直到 L，电动机在低速的c点稳定运行。 电枢串电阻调速的特点：电枢串电阻调速的特点： (1)串入电阻后转速只能降低，由于机械特性变串入电阻后转速只能降低，由于机械特性变软，静差率变大，特别是低速运行时，负载稍有软，静差率变大

5、，特别是低速运行时，负载稍有变动，电动机转速波动大，因此调速范围受到限变动，电动机转速波动大，因此调速范围受到限制。制。13。 (2)调速的平滑性不高；轻载时调速不明显。调速的平滑性不高；轻载时调速不明显。 (3)由于电枢电流大，调速电阻消耗的能量较多，由于电枢电流大，调速电阻消耗的能量较多，不够经济。不够经济。 (4)调速方法简单，设备投资少。调速方法简单，设备投资少。 例例2-5 一台直流他励电动机，其额定数据为：N100K，N511A，N220，nN1500r/min，电枢电路总电阻a=0.04 ，电动机拖动额定恒转矩负载运行，现用电枢串电阻的方法将转速调至600r/min， 应在电枢电

6、路内串多大电阻？133. 0150004. 0511220NaaNNenRIUC)(paaaaNRRIEU由234. 004. 0511600133. 0220aaaNpaRIEUR且为额定恒转矩负载转矩：Ia=IN得解解Un0nn01n02n03调速过程：a-b-c降压调速的特点降压调速的特点1)无论高速还是低速，机械特性硬度不变，静差率小，调速性能稳定 ，故调速范围广调速范围广。2)电源电压能平滑调节，故调速平滑性好，可达到无级调速无级调速。3)降压调速是通过减小输入功率来降低转速的，低速时，损耗减小，调速经济性好经济性好。4)调压电源设备较复杂。 降压调速的性能好，目前被广泛用于自动控制系统中。如轧钢机，龙门刨床等。降压较大时，会出现回馈制动 例例2-6 例题2-5的电动机，现在用调节电枢电压的方法调速，将电枢电压降低至额定电压的50%，即U=110V求电动机的稳定转速是多少？ 解解 调速后，因负载转矩未变，磁通也未变，故电枢电流也未变，即Ia=IN；min/4 .673133. 004. 0511110rCRIUnNeaaaaNeaaaRInCRIEU由电动势平衡方程式得电动机降压后的稳定转速在电动机励磁电路中，串接可调电阻Rpf，I If f ， ,n调速过程：a-b-c弱磁调速的特点：弱磁调速的特点：1