1、34 直流他勵電動機的調速特性直流他勵電動機的調速特性(txng) 一、速度調節一、速度調節(tioji)和速度變化和速度變化 調速（又稱速度調節）與速度變化調速（又稱速度調節）與速度變化(binhu)是兩個完全不同的是兩個完全不同的概念概念 電動機的電動機的調速調速是在一定的負載條件下，人為地改變電動機的電路是在一定的負載條件下，人為地改變電動機的電路參數，以改變電動機的穩定轉速，如圖所示。參數，以改變電動機的穩定轉速，如圖所示。 轉速的變化是轉速的變化是人為改變人為改變（或（或調節）電樞回路的電阻大調節）電樞回路的電阻大小所造成的，故稱小所造成的，故稱調速或調速或速度調節速度調節。第一頁，

2、共9頁。 速度變化是指由于電動機的負載轉矩發生變化（增大與減小）速度變化是指由于電動機的負載轉矩發生變化（增大與減小）或其它不可預見因數或其它不可預見因數(ynsh)引起電動機轉速的變化（下降或上引起電動機轉速的變化（下降或上升），如圖所示。升），如圖所示。 總之，速度變化是在某總之，速度變化是在某條機械條機械(jxi)特性上，由于特性上，由于負載改變而引起的；而速度負載改變而引起的；而速度調節則是在某一特定的負載調節則是在某一特定的負載下，靠人為改變機械下，靠人為改變機械(jxi)特性而得到的。特性而得到的。第二頁，共9頁。二、調速方法二、調速方法(fngf)下面僅就他勵直流電動機下面僅就他

3、勵直流電動機(dngj)的調速方法作一般性的介紹。的調速方法作一般性的介紹。 從直流他勵電動機機械從直流他勵電動機機械(jxi)特性方程式特性方程式 TKKRRKUn2meadae 可知：可知：改變串入電樞回路的電阻改變串入電樞回路的電阻Rad ；改變；改變電樞供電電壓電樞供電電壓U或或主磁主磁通通 ，都可以得到不同的人為機械特性，從而在負載不變時可以改，都可以得到不同的人為機械特性，從而在負載不變時可以改變電動機的轉速，以達到速度調節的要求，故直流電動機調速的方變電動機的轉速，以達到速度調節的要求，故直流電動機調速的方法有以下三種。法有以下三種。 第三頁，共9頁。1、改變電樞、改變電樞(di

4、n sh)電路外串電電路外串電阻阻 adR 直流電動機電樞回路串接電阻后，可以直流電動機電樞回路串接電阻后，可以(ky)得到如圖所示的一簇機得到如圖所示的一簇機械特性。械特性。 從特性可看出，在一定的負載轉從特性可看出，在一定的負載轉矩矩TL下，串入不同的電阻可以得到不下，串入不同的電阻可以得到不同的轉速。如在電阻分別為同的轉速。如在電阻分別為 Ra、R1、R2、R3、的情況、的情況(qngkung)下，可下，可以分別得到穩定工作點以分別得到穩定工作點A、C、D和和E，對應的轉速為對應的轉速為nA、 nB、 nC、 nD。第四頁，共9頁。 改變電樞回路串接電阻的大小調速存在改變電樞回路串接電阻

5、的大小調速存在(cnzi)如下問題：如下問題： 機械特性機械特性(txng)較軟，電阻愈大則特性較軟，電阻愈大則特性(txng)愈軟，穩定度愈愈軟，穩定度愈低；低； 在空載在空載(kn zi)或輕載時，調速范圍不大；或輕載時，調速范圍不大； 實現無級調速困難；實現無級調速困難； 在調速電阻上消耗大量電能等。在調速電阻上消耗大量電能等。 正因為缺點不少，目前已很少采用，僅在有些起重機、卷揚機等低速正因為缺點不少，目前已很少采用，僅在有些起重機、卷揚機等低速運轉時間不長的傳動系統中采用。運轉時間不長的傳動系統中采用。第五頁，共9頁。2改變電動機電樞供電改變電動機電樞供電(n din)電電壓壓U 如

6、圖所示特性如圖所示特性(txng)為改變電樞供電電壓為改變電樞供電電壓U調速的特性調速的特性(txng)： 從特性可看出，在一定從特性可看出，在一定(ydng)的負載轉矩的負載轉矩TL下，電樞外下，電樞外加不同電壓可以得到不同的轉速。加不同電壓可以得到不同的轉速。如在電壓分別為如在電壓分別為 UN、 U1、 U2、 U3的情況下，可以分別得到穩定的情況下，可以分別得到穩定工作點工作點a、b、c和和d，對應的轉速，對應的轉速為為na、 nb、 nc、 nd。即改變電。即改變電樞電壓可以達到調速的目的。樞電壓可以達到調速的目的。 第六頁，共9頁。 改變電樞外加電壓改變電樞外加電壓(diny)調速有

7、如下調速有如下特點：特點： 1）當電源）當電源(dinyun)電壓連續變化時，轉速可以平滑無級調節，電壓連續變化時，轉速可以平滑無級調節， 一般一般只能在額定轉速以下調節；只能在額定轉速以下調節； 2）調速特性與固有）調速特性與固有(gyu)特性互相平行，機械特性硬度不變，特性互相平行，機械特性硬度不變，調速的穩定度較高，調速范圍較大；調速的穩定度較高，調速范圍較大； 3）調速時，因電樞電流與電壓）調速時，因電樞電流與電壓U無關，且無關，且 = N，轉矩，轉矩T=Km N Ia不變。不變。 調速過程中，電動機輸出轉矩不變的調速特性稱為恒轉矩調速調速過程中，電動機輸出轉矩不變的調速特性稱為恒轉矩

8、調速。具。具有恒轉矩調速特性的調速方法適合于對恒轉矩型負載進行調速；有恒轉矩調速特性的調速方法適合于對恒轉矩型負載進行調速； 4）可以靠調節電樞電壓來啟動電機，而不用其他啟動設備。）可以靠調節電樞電壓來啟動電機，而不用其他啟動設備。第七頁，共9頁。3改變改變(gibin)電動機主磁通電動機主磁通 如圖所示曲線如圖所示曲線(qxin)為改變電動機主磁通為改變電動機主磁通 調速的特性：調速的特性： 從特性可看出，在一定的負載功率從特性可看出，在一定的負載功率PL下，不同下，不同(b tn)的主磁通的主磁通 N、 1、 2 ，可以得到不同，可以得到不同(b tn)的轉速的轉速na、 nb、 nc。即

9、改變主磁通即改變主磁通 可以達到調速可以達到調速的目的。的目的。第八頁，共9頁。 改變改變(gibin)電動機主磁通特點：電動機主磁通特點： 1）可以平滑無級調速，但只能）可以平滑無級調速，但只能(zh nn)弱磁調速，即在額定轉弱磁調速，即在額定轉速以上調節；速以上調節； 2）調速特性）調速特性(txng)較軟，且受電動機換向條件等的限制。較軟，且受電動機換向條件等的限制。 普通他勵電動機的最高轉速不得超過額定轉速的普通他勵電動機的最高轉速不得超過額定轉速的1.2倍，所以，調倍，所以，調速范圍不大，若使用特殊制造的速范圍不大，若使用特殊制造的“調速電動機調速電動機”，調速范圍可以增加，調速范圍可以增加，但這種調速電動機的體積和所消耗的材料都比普通電動機大得多；但這種調速電動機的體積和所消耗的材料都比普通電動機大得多； 3）調速時維持電樞電壓）調速時維持電樞電壓U和電樞電流和電樞電流Ia不變時