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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 一、速度调节和速度变化一、速度调节和速度变化 调速调速（又称速度调节）与（又称速度调节）与速度变化速度变化是两个完全不同的概念是两个完全不同的概念 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。路参数，以改变电动机的稳定转速，如图所示。 转转速速的的变变化化是是人人为为改改变变（或或调调节节）电电枢枢回回路路的的电电阻阻大大小小所所造造成成的的，故故称称调调速或速度调节速或速度调节。 速度变化速度变化是指由于电动机的负载转矩发生变化（增
2、大与减小）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引起电动机转速的变化（下降或上升），如图或其它不可预见因数引起电动机转速的变化（下降或上升），如图所示。所示。 总总之之，速速度度变变化化是是在在某某条条机机械械特特性性上上，由由于于负负载载改改变变而而引引起起的的；而而速速度度调调节节则则是是在在某某一一特特定定的的负负载载下下，靠靠人为改变机械特性而得到的。人为改变机械特性而得到的。二、调速方法二、调速方法下面仅就他励直流电动机的调速方法作一般性的介绍。下面仅就他励直流电动机的调速方法作一般性的介绍。 从直流他励电动机机械特性方程式从直流他励电动机机械特性方程式 可
3、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或或主磁通主磁通 ，都可以得到不同的人为机械特性，从而在负载不变时可，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法有以下三种。的方法有以下三种。 1、改变电枢电路外串电阻、改变电枢电路外串电阻 直直流流电电动动机机电电枢枢回回路路串串接接电电阻阻后后，可可以以得得到到如如图图所所示示的的一一簇簇机机械特性。械特性。 从特性可看出，在一定的负从特性可看出，在一定的负载转矩载转
4、矩TL下，串入不同的电阻可下，串入不同的电阻可以得到不同的转速。如在电阻分以得到不同的转速。如在电阻分别为别为 Ra、R1、R2、R3、的情况下，的情况下，可以分别得到稳定工作点可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。 改变电枢回路串接电阻的大小调速存在如下问题：改变电枢回路串接电阻的大小调速存在如下问题： 机械特性较软，电阻愈大则特性愈软，稳定度愈低；机械特性较软，电阻愈大则特性愈软，稳定度愈低； 在空载或轻载时，调速范围不大；在空载或轻载时，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
5、耗大量电能等。 正正因因为为缺缺点点不不少少，目目前前已已很很少少采采用用，仅仅在在有有些些起起重重机机、卷卷扬扬机机等低速运转时间不长的传动系统中采用。等低速运转时间不长的传动系统中采用。 注注意意：由由于于调调速速电电阻阻需需长长期期通通电电，而而启启动动时时是是短短时时通通电电，所所以以，不能把启动电阻作调速电阻用，否则将烧坏。不能把启动电阻作调速电阻用，否则将烧坏。 一一般般只只用用于于调调速速性性能能要要求求不不高高的的中中、小小电电动动机机上上，大大容容量量电电动动机不采用。机不采用。2改变电动机电枢供电电压改变电动机电枢供电电压U 如图所示特性为改变电枢供电电压如图所示特性为改变
6、电枢供电电压U调速的特性：调速的特性： 从特性可看出，在一定的负从特性可看出，在一定的负载转矩载转矩TL下，电枢外加不同电压下，电枢外加不同电压可以得到不同的转速。如在电压可以得到不同的转速。如在电压分别为分别为 UN、 U1、 U2、 U3的情的情况下，可以分别得到稳定工作点况下，可以分别得到稳定工作点a、b、c和和d，对应的转速为对应的转速为na、 nb、 nc、 nd。即改变电枢电压即改变电枢电压可以达到调速的目的。可以达到调速的目的。 改变电枢外加电压调速有如下特点：改变电枢外加电压调速有如下特点： 1）当当电电源源电电压压连连续续变变化化时时，转转速速可可以以平平滑滑无无级级调调节节
7、， 一一般般只能在额定转速以下调节；只能在额定转速以下调节； 2）调速特性与固有特性互相平行，机械特性硬度不变，调速）调速特性与固有特性互相平行，机械特性硬度不变，调速的稳定度较高，调速范围较大；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。 调调速速过过程程中中，电电动动机机输输出出转转矩矩不不变变的的调调速速特特性性称称为为恒恒转转矩矩调调速速。具具有有恒恒转转矩矩调调速速特特性性的的调调速速方方法法适适合合于于对对恒恒转转矩矩型型负负载载进进行行调速；调速； 4）可以靠调节电枢电压来启
8、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。3改变电动机主磁通改变电动机主磁通 如图所示曲线为改变电动机主磁通如图所示曲线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，不同的主磁通下，不同的主磁通 N、 1、 2、 ，可以得到不同的转速可以得到不同的转速na、 nb、 nc。即即改改变变主主磁磁通通 可可以以达达到到调调速的目的。速的目的。 改变电动机主磁通特点：改变电动机主磁通特点： 1）可可以以平平滑滑无无级级调调速速，但但只只能能弱弱磁磁调调速速，即即在在额额定定转转速速以以上上调节；
9、调节； 2）调速特性较软，且受电动机换向条件等的限制。）调速特性较软，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，倍，所以，调速范围不大，若使用特殊制造的调速范围不大，若使用特殊制造的“调速电动机调速电动机”，调速范围可以，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；得多； 3）调调速速时时维维持持电电枢枢电电压压U和和电电枢枢电电流流Ia不不变变时时，电电动动机机的的输输出出功率功率P=UIa不变。不变。 在在调速过程中，输出功率不变的这种特性称为恒功率调速，调速过程中，输出功率不变的这种特性称为恒功率调速，这这种调速适合于对恒功率型负载进行调速。种调速适合于对恒功率型负载进行调速。 广泛采用降低电源电压向下调速及减弱磁通向上调速广泛采用降低电源电压向下调速及减弱磁通向上调速的双向调速方法。的双向调速方法。
