3,4 直流他励电动机的调速特性一、速度调节和速度变化调速 (又称速度调节)与 速度变化 是两个完全不同的概念电动机的 调速 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。
转速的变化是 人为改变
( 或调节 ) 电枢回路的电阻大小所造成的,故称 调速或速度调节 。
速度变化 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),如图所示。
总之,速度变化是在某条机械特性上,由于负载改变而引起的;而速度调节则是在某一特定的负载下,靠人为改变机械特性而得到的 。
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。
从直流他励电动机机械特性方程式
T
KK
RR
K
Un
2me
ada
e
可知,改变串入电枢回路的电阻 Rad;改变 电枢供电电压 U或主磁通?,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。
1、改变电枢电路外串电阻 adR
直流电动机电枢回路串接电阻后,可以得到如图所示的一簇机械特性 。
从特性可看出,在一定的负载转矩 TL下,串入不同的电阻可以得到不同的转速。如在电阻分别为 Ra,R1,R2,R3、的情况下,
可以分别得到稳定工作点 A,C、
D和 E,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:
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;
实现无级调速困难;
在调速电阻上消耗大量电能等。
正因为缺点不少,目前已很少采用,仅在有些起重机,卷扬机等低速运转时间不长的传动系统中采用 。
2.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 U调速的特性:
从特性可看出,在一定的负载转矩 TL下,电枢外加不同电压可以得到不同的转速。如在电压分别为 UN,U1,U2,U3的情况下,可以分别得到稳定工作点
a,b,c和 d,对应的转速为 na、
nb,nc,nd。即改变电枢电压可以达到调速的目的。
改变电枢外加电压调速有如下特点:
1) 当电源电压连续变化时,转速可以平滑无级调节,一般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,调速的稳定度较高,调速范围较大;
3)调速时,因电枢电流与电压 U无关,且?=?N,转矩
T=Km?N Ia不变。
调速过程中,电动机输出转矩不变的调速特性称为恒转矩调速 。 具有恒转矩调速特性的调速方法适合于对恒转矩型负载进行调速;
4) 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?
如图所示曲线为改变电动机主磁通?调速的特性:
从特性可看出,在一定的负载功率 PL
下,不同的主磁通? N,? 1,? 2、,
可以得到不同的转速
na,nb,nc。
即改变主磁通?可以达到调速的目的 。
改变电动机主磁通特点:
1) 可以平滑无级调速,但只能弱磁调速,即在额定转速以上调节;
2) 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 1.2倍,所以,
调速范围不大,若使用特殊制造的“调速电动机”,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得多;
3) 调速时维持电枢电压 U和电枢电流 Ia不变时,电动机的输出功率 P=UIa电动机的输出功率不变 。
在 调速过程中,输出功率不变的这种特性称为恒功率调速,这种调速适合于对恒功率型负载进行调速。
转速的变化是 人为改变
( 或调节 ) 电枢回路的电阻大小所造成的,故称 调速或速度调节 。
速度变化 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),如图所示。
总之,速度变化是在某条机械特性上,由于负载改变而引起的;而速度调节则是在某一特定的负载下,靠人为改变机械特性而得到的 。
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。
从直流他励电动机机械特性方程式
T
KK
RR
K
Un
2me
ada
e
可知,改变串入电枢回路的电阻 Rad;改变 电枢供电电压 U或主磁通?,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。
1、改变电枢电路外串电阻 adR
直流电动机电枢回路串接电阻后,可以得到如图所示的一簇机械特性 。
从特性可看出,在一定的负载转矩 TL下,串入不同的电阻可以得到不同的转速。如在电阻分别为 Ra,R1,R2,R3、的情况下,
可以分别得到稳定工作点 A,C、
D和 E,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:
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;
实现无级调速困难;
在调速电阻上消耗大量电能等。
正因为缺点不少,目前已很少采用,仅在有些起重机,卷扬机等低速运转时间不长的传动系统中采用 。
2.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 U调速的特性:
从特性可看出,在一定的负载转矩 TL下,电枢外加不同电压可以得到不同的转速。如在电压分别为 UN,U1,U2,U3的情况下,可以分别得到稳定工作点
a,b,c和 d,对应的转速为 na、
nb,nc,nd。即改变电枢电压可以达到调速的目的。
改变电枢外加电压调速有如下特点:
1) 当电源电压连续变化时,转速可以平滑无级调节,一般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,调速的稳定度较高,调速范围较大;
3)调速时,因电枢电流与电压 U无关,且?=?N,转矩
T=Km?N Ia不变。
调速过程中,电动机输出转矩不变的调速特性称为恒转矩调速 。 具有恒转矩调速特性的调速方法适合于对恒转矩型负载进行调速;
4) 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?
如图所示曲线为改变电动机主磁通?调速的特性:
从特性可看出,在一定的负载功率 PL
下,不同的主磁通? N,? 1,? 2、,
可以得到不同的转速
na,nb,nc。
即改变主磁通?可以达到调速的目的 。
改变电动机主磁通特点:
1) 可以平滑无级调速,但只能弱磁调速,即在额定转速以上调节;
2) 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 1.2倍,所以,
调速范围不大,若使用特殊制造的“调速电动机”,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得多;
3) 调速时维持电枢电压 U和电枢电流 Ia不变时,电动机的输出功率 P=UIa电动机的输出功率不变 。
在 调速过程中,输出功率不变的这种特性称为恒功率调速,这种调速适合于对恒功率型负载进行调速。