他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速

調(diào)速方法

電樞串電阻調(diào)速

????他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)負(fù)載運(yùn)行時(shí)，保持電源電壓及磁通為額定值不變，在電樞回路中串人不同的電阻時(shí)，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于不同的轉(zhuǎn)速。

????調(diào)速方向是指調(diào)速結(jié)果，其轉(zhuǎn)速與基速相比。只要電樞回路串電阻，無(wú)論電阻多大，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的轉(zhuǎn)速都比不串電阻運(yùn)行在基速上要低，就稱(chēng)為調(diào)速方向是從基速向下調(diào)。

????電樞回路串電阻，所串電阻上會(huì)產(chǎn)生很大的損耗，轉(zhuǎn)速越低，損耗越大；

????串入的電阻越大，機(jī)械特性越軟，在低速運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性較差；

????由于電樞電流較大，調(diào)速電阻的容量也較大，較笨重，不易做到電阻值的連續(xù)調(diào)節(jié)，因而電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速也不能連續(xù)調(diào)節(jié)，一般最多分為六級(jí)。

o 降低電源電壓調(diào)速

????保持他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)磁通為額定值不變，電樞回路不串電阻，降低電樞的電源電壓為不同大小時(shí)，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)者負(fù)載運(yùn)行于不同的轉(zhuǎn)速上。

????降低電源電壓，電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的硬度不變。這樣，比起電樞回路串電阻調(diào)速使機(jī)械特性變軟這一點(diǎn)，降低電源電壓可以使電動(dòng)機(jī)在低速范圍運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化而變化的幅度較小，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性要好得多。

????當(dāng)電源電壓連續(xù)變化時(shí)，轉(zhuǎn)速的變化也是連續(xù)的，這種調(diào)速稱(chēng)為無(wú)級(jí)調(diào)速，與串電阻調(diào)速 ( 有級(jí)調(diào)速 ) 相比，這種速度調(diào)節(jié)要下滑得多，并且還可以得到任意多級(jí)的轉(zhuǎn)速。因此降低電源電壓從基速向下調(diào)速的調(diào)速方法，在直流電力拖動(dòng)系統(tǒng)中被廣泛采用。

o 弱磁調(diào)速

????保持他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電源電壓不變，電樞回路也不串電阻，在電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩不過(guò)分大時(shí)．降低他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的磁通，可以使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高。

????他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，正常運(yùn)行情況下，勵(lì)磁電流比電樞電流要小很多，因此勵(lì)磁回路中所串的調(diào)速電阻消耗的功率要比電樞回路串調(diào)速電阻時(shí)電阻消耗的功率小得多；而且由于電阻的容量很小，控制很方便，可以連續(xù)調(diào)節(jié)電阻值，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速連續(xù)調(diào)節(jié)的無(wú)級(jí)調(diào)速。

????減弱磁通升高轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速最大值受換向能力與機(jī)械強(qiáng)度的限制，一般約為 (1.2 ～ 1.5)n N 特殊設(shè)計(jì)的弱磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)，可以得到 (3 ～ 4) n N 的最高轉(zhuǎn)速。

調(diào)速的性能指標(biāo)

o 調(diào)速范圍與靜差率

??? 調(diào)速范圍是指電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩 調(diào)速時(shí)，其最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比，用 D 表示為

????最高轉(zhuǎn)速受電動(dòng)機(jī)的換向及機(jī)械強(qiáng)度限制，最低轉(zhuǎn)速受生產(chǎn)機(jī)械對(duì)轉(zhuǎn)速相對(duì)穩(wěn)定性要求的限制。

????靜差率或轉(zhuǎn)速變換率，是指電動(dòng)機(jī)由理想空載到額定負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)速的變化率，

????靜差率越小，轉(zhuǎn)速的相對(duì)穩(wěn)定性越好，負(fù)載波動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速的變換也越小。

????靜差率的相關(guān)因素：

????當(dāng) n 0 一定時(shí)，機(jī)械特性越硬，額定轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)速降落△ n 越小，靜差率越小。

????當(dāng)機(jī)械特性硬度一定時(shí)，理想空載轉(zhuǎn)速 n 0 越高，靜差率越小。

????調(diào)速范圍與靜差率相互制約，采用同一種方法調(diào)速時(shí)，靜差率數(shù)值越大，則可以得到較高的調(diào)速范圍；如果靜差率一定，采用不同的調(diào)速方法，其調(diào)速范圍 D 不同

o 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式和恒功率調(diào)速方式

????電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)內(nèi)部有損耗，這些損耗最終都變成熱能，使電動(dòng)機(jī)溫度比周?chē)h(huán)境溫度要高。若損耗過(guò)大，長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)由于電動(dòng)機(jī)溫度太高會(huì)損壞電動(dòng)機(jī)的絕緣，從而損壞了電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)損耗有不變損耗與可變損耗?？勺儞p耗主要取決于電樞電流的大小，電樞電流大，損耗就大；電樞電流小，損耗也小。為了不致?lián)p壞絕緣而損壞電動(dòng)機(jī)，對(duì)電樞電流就要有個(gè)上限規(guī)定。 在長(zhǎng)期運(yùn)行的條件下，電樞電流規(guī)定的上限值就是電樞額定電流 I N 。電樞電流小，電動(dòng)機(jī)輸出也小，其作用發(fā)揮不出來(lái)。因此最充分使用電動(dòng)機(jī)，就是讓它工作在 I a ＝ I N 情況下。

????電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，電樞電流 I a 的實(shí)際大小取決于所拖動(dòng)的負(fù)載，比如說(shuō)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行時(shí)，在磁通保持額定不變的情況下， T L 越大， T 越大，電樞電流 I a 越大。

????電力拖動(dòng)系統(tǒng)中，負(fù)載有不同的類(lèi)型，電動(dòng)機(jī)有不同的調(diào)速方法，具體 分析電動(dòng)機(jī)采用不同調(diào)速方法拖動(dòng)不同類(lèi)型負(fù)載時(shí)電樞電流 I a 的情況，對(duì)于充分利用電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，就是十分必要的。

????恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式 ：在某種調(diào)速方法中，保持電樞電流 I a ＝ I N 不變，若該電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩恒定不變，則稱(chēng)這種調(diào)速方式為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式。他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電樞回 路串電阻調(diào)速和降低電源電壓調(diào)速就屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式。

????恒功率調(diào)速方式 ：在某種調(diào)速方法中，保持電樞電流 I a ＝ I N 不變，若該電動(dòng)機(jī)電磁功率 P M 恒定不變，則稱(chēng)這種調(diào)速方法為恒功率調(diào)速方式。他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)改變磁通調(diào)速就屬于恒功率調(diào)速方式。

????電動(dòng)機(jī)采用恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式時(shí)，如果拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行，并且使電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn) 矩相等 T N ＝ T L ，那么不論運(yùn)行在什么轉(zhuǎn)速上，電動(dòng)機(jī)的電樞電流 I a ＝ I N 不變，電動(dòng)機(jī)得到了充分利用。稱(chēng)這種 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式與恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載性質(zhì)的配合關(guān)系為匹配 。

????電動(dòng)機(jī)采用恒功率調(diào)速方式時(shí)，如果拖動(dòng)恒功率負(fù)載運(yùn)行，可以使電動(dòng)機(jī)電磁功率 P M 不變，那么不論運(yùn)行在什么轉(zhuǎn)速上，電樞電流 I a ＝ I N 也不變，電動(dòng)機(jī)被充分利用。 恒功率調(diào)速方式與恒功率負(fù)載相配合，也可以作到匹配。

????電動(dòng)機(jī)采用恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式，如果拖動(dòng)恒功率負(fù)載運(yùn)行，我們可以使電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)行時(shí)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩等于電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)的電流等于額定電流，電動(dòng)機(jī)利用是充分的。但是當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行在高速時(shí)，由于負(fù)載是恒功率的，高速時(shí)轉(zhuǎn)矩小，低于額定轉(zhuǎn)矩，因此電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩也低于額定轉(zhuǎn)矩。而恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式上磁通為額定不變， T 減小， I a 也必然減小， 結(jié)果 I a

????恒功率調(diào)速方式的電動(dòng)機(jī)，若拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行，可以使系統(tǒng)在高速運(yùn)行時(shí)負(fù)載轉(zhuǎn)矩等于電動(dòng)機(jī)允許轉(zhuǎn)矩，這時(shí)電動(dòng)機(jī)電樞電流則等于額定電流 I N ，電動(dòng)機(jī)得到充分利用。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行到較低速時(shí)，由于負(fù)載是恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì)的，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩也不變，但是低速時(shí)的磁通比高速時(shí)數(shù)值要大， ，因此電樞電流 I a 變小了， I a

????對(duì)于泵類(lèi)負(fù)載，既非恒轉(zhuǎn)矩類(lèi)型，也非恒功率類(lèi)型，那么采用恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式或恒功率調(diào)這方式的電動(dòng)機(jī)，拖動(dòng)泵類(lèi)負(fù)栽時(shí)，無(wú)論怎樣都不能做到調(diào)速方式與負(fù)載性質(zhì)匹配。