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调速的定义及直流调速方法:理解与实践

【摘要】:目前,由晶闸管-直流电动机(V-M)组成的直流调速系统仍有一定应用。由式(2-1)可知,直流电动机有三种调速方法:①调节电枢电压;②调节励磁磁通;③电枢回路外串电阻。

1.调速的定义

直流电动机具有良好的启、制动性能,宜于在较大范围内平滑调速。目前,由晶闸管-直流电动机(V-M)组成的直流调速系统仍有一定应用。它在理论和实践上都比较成熟,而且从闭环控制理论的角度,它又是交流调速系统的基础。

图2-1 调速与n=f(T)的关系

所谓调速,是指在某一具体负载情况下,通过改变电动机或电源参数的方法,使机械特性曲线得以改变,从而使电动机转速发生变化或保持不变。即调速包含两方面:其一,在一定范围内“变速”,如图2-1所示,当电动机负载不变时,转速可由na变到nb或nc;其二,保持“稳速”,在某一速度下运行的生产机械受到外界干扰(如负载增加),为了保证电动机工作速度不受干扰的影响,需要进行调速,使速度接近或等于原来的转速,如图2-1中nd即为负载由T1增加至T2后的速度,与na基本一致,但同时机械特性发生了变化。

2.直流电动机的调速方法

直流电动机转速表达式为

式中:n为电动机转速(r/min);U为电枢电压(V);Ia为电枢电流(A);Ra为电枢回路电阻(Ω);Φ为励磁磁通(Wb);Ke为电动机结构决定的电动势常数。

由式(2-1)可知,直流电动机有三种调速方法:

①调节电枢电压;

②调节励磁磁通;

③电枢回路外串电阻。

采用调节电枢电压调速,一般在额定转速以下调速,最低转速取决于电动机低速时的稳定性,具有调速范围宽、机械特性硬、动态性能好的特点。在连续改变电枢电压时,能实现无级平滑调速,是目前主要调速方法之一。

采用调节励磁磁通调速,一般以额定转速为最低转速,最高转速受电动机换向条件和电枢机械强度的限制,所以调速范围较小,需与调压调速方法相结合,以扩大调速范围。

电枢回路外串电阻调速,外接电阻越大,电阻功耗越大,特性越软,稳定性越差,是一种有级调速,此法在实际中较少应用。