直流电动机的电力拖动他励直流电动机的调速调速方式与负载类型的配合

2023/5/171

电动机运行时，电机的实际输出是由负载决定的。电动机的允许输出是指电动机在某一转速下长期可靠工作时所能输出的最大转矩和功率。允许输出的大小主要决定于电机的发热，而电机的发热又主要决定于电枢电流。因此，在一定的转速下，对应额定电流时的输出转矩和功率便是电动机的允许输出转矩和功率。所谓电动机的充分利用，是指在一定的转速下电动机的实际输出转矩和功率达到了它的允许输出值，即电枢电流达到了额定值。三、调速方式与负载类型的配合1、电动机的允许输出与充分利用的概念2023/5/172

以电机在不同转速下都能得到充分利用为条件(Ia=IN)，可以把他励直流电动机的调速分为恒转矩调速和恒功率调速两种方式。电枢串电阻调速和降压调速属于恒转矩调速方式，而弱磁调速属于恒功率调速方式。

2、恒转矩与恒功率调速方式（1）功率与转矩2023/5/173

可见，串阻调速时，从高速到低速时，容许输出转矩是常数，称为恒转矩调速，而容许输出的功率则正比于转速。（2）串电阻调速时的允许输出串电阻调速时，Φ=ΦN保持不变，若在调速过程中充分利用电机，即调速前后保持Ia=IN

，则不同转速下，电机电磁转矩和功率的大小表示为：2023/5/174

可见，调压调速时，从高速到低速时，容许输出转矩是常数，称为恒转矩调速，而容许输出的功率则正比于转速。与串电阻调速相同。（3）降低电压调速时的允许输出降低电压时，Φ=ΦN保持不变，若在调速过程中充分利用电机，即调速前后保持Ia=IN

，则不同转速下，电机电磁转矩和功率的大小表示为：2023/5/175

可见，弱磁调速时，从高速到低速时，容许输出功率转矩是常数，称为恒功率调速，而容许输出的转矩与转速成反比。（4）弱磁调速时的允许输出磁通减弱时，Φ是变化的，若在调速过程中充分利用电机，即调速前后保持Ia=IN

，则不同转速下，电机电磁转矩和功率的大小表示为：2023/5/176他励直流电动机调速时的允许输出

2023/5/177

此时负载转矩TL和电动机的允许输出转矩T均为常数，因此，只要选择电动机的允许输出转矩T(也就是额定转矩TN)与负载转矩TL相等，则负载转矩特性与电动机的允许输出转矩特性就完全重合，这样，在任何转速下均有T=TL，Ia=IN。此时，电动机既满足了负载的要求，又得到了充分利用。因此，恒转矩负载配恒转矩调速方式是一种理想的配合。我们称这种配合为调速方式与负载类型匹配。3、调速方式与负载类型的配合（1）恒转矩负载与恒转矩调速方式的配合2023/5/178此时负载功率PL和电动机的允许输出功率P均为常数，因此，只要选择电动机的允许输出功率(也就是额定功率PN)与负载功率PL相等，则负载转矩特性也与电动机的允许输出转矩特性完全重合，在任何转速下，也均有P=PL，Ia=IN，与第一种情况相同，电动机既满足了负载的要求，又得到了充分利用，这也是一种理想的配合。我们也称这种配合为调速方式与负载类型匹配。（2）恒功率负载配恒功率调速方式的配合2023/5/179

恒转矩负载，即负载转矩TL=常数；恒功率调速方式，即电动机的允许输出转矩T与转速n成反比变化。显然，此时的负载转矩特性TL=常数，与电动机的允许输出转矩特性T∝1/n不可能重合。为了满足负载转矩的需要，只能使电动机允许输出转矩的最小值(此时转速最高)等于恒定的负载转矩。（3）恒转矩负载配恒功率调速方式的配合可见，恒转矩负载配恒功率调速方式时，只有在最高转速这一点上才有T=TL，P=PL，Ia=IN，电动机才被充分利用。而在低于最高转速时，均出现TL<T，PL<P，Ia<IN，即电动机的实际输出小于允许输出，电动机没有充分利用。可以证明，在最低转速时，电动机的实际输出功率(负载功率)只是电动机额定功率的1/D。2023/5/1710

因为负载所需要的最大功率应作为选择电动机额定功率的依据，所以电动机的额定功率

显然，这种配合是不好的，它将造成电动机容量的浪费。我们称这种配合为调速方式与负载类型不匹配。

2023/5/1711可见，恒功率负载配恒转矩调速方式时，只有在最低转速时才有T=TL，P=PL，Ia=IN，电动机才被充分利用。而在高于最低转速时，均出现TL<T，PL<P，Ia<IN，即电动机不能被充分利用。可以证明，这种配合时，电动机的实际输出功率(恒定的负载功率)只是电动机额定功率的1/D。（4）恒功率负载配恒转矩调速方式的配合恒功率负载，其转矩与转速成反比变化，恒转矩调速方式时，电动机的允许输出转矩为常数。显然，此时的负载转矩特性与电动机的允许输出转矩特性T=常数，也是不能重合的。为了满足负载的需要，要使恒定的允许输出转矩T等于变化的负载转矩的最大值(此时转速最低)。2023/5/1712恒功率负载的功率PL=常数，而恒转矩调速方式(电枢串电阻调速和降压调速)是在nN以下调速，所以nN=nmax，而电动机的额定转矩必须满足最大负载转矩的要求，即TN=TLmax，于是电动机的额定功率为显然，这种配合也是不好的，它将造成电动机容量的浪费。我们也称这种配合为调