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浅析他励直流电动机的调速方法与特点

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ELECTRONICS WORLD・技术交流浅析他励直流电动机的调速方法与特点西北民族大学电气工程学院 袁 明本文主要介绍了他励直流电动机的调速方法以及各种调速方法下的特点。我们知道他励直流电动机的工作点可以决定其工作转速,而工作点是由其机械特性与电动机所带的负载这两者共同决定的,在实际的生产生活当中,具体的负载是不变的,就也就是说负载的转矩特性是一定的,因此本文就从恒转矩的方面来分析如何才能够改变他励直流电动机的转速,既然转矩我们不能改变,那我们就从机械特性上面着手,这样同样可以达到改变工作点,进而改变转速,这样就可以达到调速的目的,我们称这种方法为电气调速法。主要的方法为:电枢串电阻调速,降低电源电压调速,弱磁调速。引言:由于本文是在恒转矩的条件下来分析如何用电气调速的方式,来达到电动机的调速目的,这基于的原理是他励直流电动机的机械特性与恒转矩的交点,来改变这个交点的位置从而进行调速的,所以在给大家介绍他励直流电动机的调速方法之前,我们先给大家讲一下他励直流电动机的机械特性。所谓的机械特性就是指给电动机加上一定的电压U和一定的励磁电流 If 时,电磁转矩与转速之间的关系。下面我们推导出n=f(T)的关系式:由

代入转速特性公式中,得:

由此,我们可以看出通过改变U,R以及可以在恒定转矩的情况下改变转速。

一、电枢回路串电阻调速

我们给电枢加额定电压UN,每极磁通为额定值N

,这样n=f(T)的机

械表达式为:

我们得出如图所示的机械特性:

由图我们发现串入的电阻阻值越大,机械特性的曲线就越倾斜,在相同的转矩下,电动机的转速随着电阻的增大而减小。电枢回路串电阻调速的特点:

1.都通过理想空载点n0,并且串入的电阻越大时特性曲线倾斜越大,这说明机械特性越软,而且在相同的转矩下,工作点下移,转速降低。

2.在低速运行时,不大的负载变动,就会引起转速较大的变化,因此转速的稳定性比较差,且由于所串的电阻通过很大的电枢电流,会产生较大的损耗,转速越低,损耗越大。3.电动机的转速不能够连续调节,这是因为电动机中电枢中的电流是比较大的,加上调速电阻的容量也比较大,过大的体积使得,电阻不易于连续调节,所以在实际的生产上一般最多分为六级。4.对于中,小电动机这种调速性能的要求不是很高的电动机,这种方法可以应用,但对于大容量电动机这种调速性能要求很高的电动机不采用。

二、降低电源电压调速

我们保证每极磁通为额定值N,电枢回路不串电阻,只改变电枢电压,这样n=f(T)的机械表达式为:

我们得出如图所示的机械特性:

由图我们发现电源的电压越低,转速也越低,由于电源电压的值不能够超过额定值,否则绝缘将承受不住,因此电源的电压只能够变小,因此又叫向下调速。

降低电源电压调速的特点:

1.降低电源电压的人为特性曲线斜率相同,因此机械特性强度不变,但理想空载转速点不同。

2.由于特性曲线的斜率都是相同的,所以在改变电压时,变化的幅度不是很大,所以转速稳定性比较好。

3.可以实现无级调速,也就是说当电源的电压处于连续

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ELECTRONICS WORLD・技术交流变化的时候,转速也处于连续的变化当中。

4.由于稳定的调速性能,所以这种调速方法在直流电力拖动系统中被大量的应用。

三、弱磁调速

我们在保持电源电压不变为UN,电枢回路也不串电阻,这样n=f(T)的机械表达式为:

大每极磁通难以做到,所以在改变磁通时,都是减小磁通。

弱磁调速的特点:

1.在进行调速的时候,由于励磁回路当中所串的电阻消耗的功率比较小,所以控制起来方便。

2.可以实现无级调速,也就是说当电源的电压处于连续变化的时候,转速也处于连续的变化当中。

3.这种调速方式下,最高转速是会受到换向能力及其机械强度的的,一般以不超过1.2nN为宜。

我们得出如图所示的机械特性:四、结束语

本文主要讲述他励直流电动机的调速方法,以及各个调速方法的特点,我们通过对比发现其中调速性能最好的是第二种即降低电源电压从而进行调速,我们在实际的他励直流电动机拖动系统中,是将降低电源电压向下调速的方法与减弱磁通向上调速的方法相结合使用的,我们称这种结合起来的调速方法为双向调速方法,这样既可以将调速的范围变宽很宽,又可以满足在调速范围之内任何需要的转速上运行,同时能够降低调速时所带来的损耗,提高我们生产中的运行效率,可以很好的满足各种生产机械对调速的要求。作者简介:袁明(1998-),男,江苏盐城人,大学本科,就读于西北民族大学电气工程及其自动化专业。

由图我们发现降低他励直流电动机的磁通,在相同的转矩下,电动机的转速会升高。这里我们指出由于电机磁路接近于饱和,增

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