【正文】 T TL 在降低電樞電 壓調(diào)速過程中 TL O T n Ua1 n01 Ua2 n02 a c b d 回饋制 動過程 在增加勵磁電 流調(diào)速過程中 O T n If1 n01 If2 n02 a c b d 工作點 跳到何處？ 回饋制 動過程 M ＋ Uf － n E － Ua ＋ TL 2 反向回饋制動 ——下放重物 電壓反向 電動狀態(tài) n T M E ＋ Ua － Ia ＋ Uf － TL Rb Ia T 制動過程 反向起動 M ＋ Uf － Rb － Ua ＋ TL Ia T n E ?n ?? → n0 ?n ?? → E＞ Ua →Ia (T) 反向 制動狀態(tài) M ＋ Uf － Rb － Ua ＋ TL n E Ia T Ia 的方向 ？ T 的方向 ？ 作用？ 限制 Iamax O T n 1 n0 TL 2 － n0 a c b d e a 點 改變 Ua極性 n不能躍變 c 點 b 點 反接制動 d 點 反向起動 e 點， T = TL 。 電壓反向反 接制動過程 反向起動過程 回饋制動過程 回饋制 動運行 T＜ TL 回饋制動 制動效果 Rb? →特性 2 斜率 ? →下放速度 ? 。 Ee－ Ua Iae Ra＋ Rb = Rb 的選擇 （各量取絕對值） = CeΦ nL－ Ua T / CTΦ = (CeΦ nL － Ua) CTΦ TL－ T0 穩(wěn)定運行 e 點 的 E 和 Ia 校驗 （各量取絕對值） Ra＋ Rb≥ Ua＋ Eb Iamax O T n 1 n0 TL 2 － n0 a c b d e 239。(Rb小 ) e39。 nL nL39。 (Rb大 ) b39。 制動瞬間 b 點的 E M ＋ Uf － － Ua ＋ Rb Ia E 電壓反接后瞬間 電壓反向反接制動與反向回饋制動的比較 電壓反向制動過程 回饋制動狀態(tài) 電動狀態(tài) n T M E ＋ Ua － Ia ＋ Uf － TL M ＋ Uf － Rb Ia T n E － Ua ＋ TL M ＋ Uf － Rb Ia T n E － Ua ＋ TL 第四節(jié) 他勵直流電動機的調(diào)速 調(diào)速概念： 為滿足生產(chǎn)機械工藝的速度要求，通過 改變電機參數(shù) 使電機轉(zhuǎn)速發(fā)生改變，稱為 電氣調(diào)速 。 區(qū)別兩個概念： 調(diào)速、速度變化 一、 調(diào)速指標(biāo) 調(diào)速范圍、調(diào)速的靜差率、調(diào)速平滑性、經(jīng)濟(jì)性、容許輸出 調(diào)速范圍 指電動機 在額定負(fù)載時 所能達(dá)到的最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比。 例如：車床 D = 2~120，龍門刨床 D = 10~40，造紙機 D = 1~20，軋鋼機 D = 3~120 D = nmax nmin 擴大調(diào)速范圍 D的兩條限制 nmax受到電動機的機械強度和換向條件的限制， nmin受到相對穩(wěn)定性的限制 調(diào)速的靜差率 指 在同一條機械特性上，額定負(fù)載時的轉(zhuǎn)速降與理想空載轉(zhuǎn)速之比。 機械特性越硬， Δn愈小，靜差率就愈小，轉(zhuǎn)速相對穩(wěn)定性就愈好。 普通車床要求 δ%≤30% ，龍門刨床小于 10%，高精度的造紙機要求小于% δ% = Δn n0 ⅹ 100% = n0 n n0 ⅹ 100% O T n Ra TN b n0 a Δn 調(diào)速平滑性 指相鄰兩級轉(zhuǎn)速之比，用系數(shù) ψ 表示 調(diào)速經(jīng)濟(jì)性 容許輸出 比值越接近于 1，調(diào)速平滑性越好。一定范圍內(nèi)調(diào)速級數(shù)越多，平滑性越好。 ψ = ni ni1 指調(diào)速設(shè)備的初期投資、運行效率、維護(hù)費用等。 指電機在得到充分利用時，調(diào)速過程所能輸出的功率和轉(zhuǎn)矩。穩(wěn)態(tài)時，電機的實際輸出由負(fù)載決定，應(yīng)使調(diào)速方法適應(yīng)負(fù)載的要求。 n = CeΦ Ua － Ra CeCTΦ 2 T 二、 調(diào)速方法 O T n M If ＋ Ua － Ia ＋ Uf － Rc Ra Ra＋ Rc b c n0 a 1. 改變電樞電阻調(diào)速 三種方法： 電樞串電阻調(diào)速、降壓調(diào)速、減弱磁通調(diào)速 TL a O T n Ra Ra＋ Rc n0 TL TL b c O T n Ra Ra＋ Rc n0 b c a ① 調(diào)速方向：在 nN 以下調(diào)節(jié)。 (Ra + Rc) ? →n ?， (Ra + Rc) ? →n ? 。 ② 調(diào)速的穩(wěn)定性 (Ra + Rc) ? →β? →δ? → 穩(wěn)定性變差 。 ③ 調(diào)速范圍：受穩(wěn)定性影響， D 較小。 ④ 調(diào)速的平滑性 電樞電路總電阻 PCu = R Ia2 = Ua Ia－ E Ia = Ua Ia (1－ E / Ua) = Ua Ia (1－ n / n0) ? = P1－ △ P P1 = n n0 —— 低速效率低。 ⑥ 調(diào)速時的允許負(fù)載 T = CTΦN IaN —— 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。 取決于 Ra 的調(diào)節(jié)方式，一般為有級調(diào)速。 ⑤ 調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性 P1 = Ua Ia = E Ia＋ R Ia2 結(jié)論： 優(yōu)點：設(shè)備簡單，初期投資少。 缺點： (1) 屬于有級調(diào)速，且有限級數(shù)，平滑性差 (2) 輕載時，調(diào)速范圍小 (3) 低速時，效率低，電能損耗大 (4) 低速時，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性差 (5) 一般用于對調(diào)速性能要求不高的場合 【 例 】 一臺他勵電動機， PN = 4 kW， UaN = 160 V， IaN = A， nN = 1 450 r/min ，用它拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運行?，F(xiàn)采用改變電樞電路電阻調(diào)速。試問要使轉(zhuǎn)速降低至 1 200 r/min，需在電樞電路串聯(lián)多大的電阻 Rb ？ 解： 電樞電阻 1 450 = = 2 CEΦ = E nN Ra = UaN－ IaN PN IaN = Ω= Ω 160－ 4 000 額定運行時 E = UaN－ Ra IaN = (160－ ) V = V CTΦ = CEΦ = 2 = 60 2? PN nN TN = 60 4 000 1 450 = Nm = Nm ?n = n0 – n = 795 r/min n0 = UN/CEφN = 1995r/min Ra+Rb CECTΦ2 ?n TN = β= Rb= ?n CECTΦ2 TN Ra = O T n Ra Ra＋ Rb TL b c n0 a 2. 改變電樞電壓調(diào)速 TL O T n Ua39。 Ua b c n039。 n0 a ① 調(diào)速方向： 在 UN（或 nN）以下調(diào)節(jié)。 Ua ? →n ? ， Ua ? →n ? 。 ② 調(diào)速的平滑性： 連續(xù)調(diào)節(jié) Ua ，可實現(xiàn)無級調(diào)速。 ③ 調(diào)速的穩(wěn)定性： 改變 Ua ④ 調(diào)速范圍： D 不大（ D≤8） 。 ⑤ 調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性：需要專用直流電源。 ⑥ 調(diào)速時的允許負(fù)載 : T = CTΦN IaN →? 不變， 但 ? ? →穩(wěn)定性變差 。 ——恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。 【 例 】 例 中的他勵電動機，拖動恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運行， TL = TN?，F(xiàn)采用改變電樞電壓調(diào)速。試問要使轉(zhuǎn)速降低至 1 000 r/min，電樞電壓應(yīng)降低到多少 ？ 解： 已知 Ra = Ω， CeΦ = 2， CTΦ = ， TN = Nm 。 = r/min n0 = n＋ ?n = (1000＋ ) r/min = r/min Ua = CEΦ n0 = V = V Ra CECTΦ2 ?n = T 2 = r/min 3. 改變勵磁電流調(diào)速 n不能躍變 E = CeΦ n TL ＞ O T n Φ2 Φ1 b c a n039。 n0 If ? →Φ ? E ? →Ia ? →T ? →n ? →E 下降至某一最小值后回升 → Ia 和 T 上升至某一最大值后下降 →T = TL ， n = nc 。 ① 調(diào)速方向 在 nN 以上（ IfN 以下）調(diào)節(jié)。 ② 調(diào)速的平滑性 連續(xù)調(diào)節(jié) Uf（或 Rf）可實現(xiàn)無級調(diào)速。 ③ 調(diào)速的穩(wěn)定性 Φ ? ④ 調(diào)速范圍 受機械強度（ nmax）的限制， D 不大。 普通 M ： D = 2，特殊設(shè)計的 M ： D = 4。 ⑤ 調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性 調(diào)節(jié) Rf 比較經(jīng)濟(jì)； 調(diào)節(jié) Uf 則需要專用直流電源。 ⑥ 調(diào)速時的允許負(fù)載 Φ ? →T ?， n ? ， →?n ? ， n0 ? →? 不變， 穩(wěn)定性好。 P 基本不變， 為恒功率調(diào)速。 應(yīng)用 不經(jīng)常逆轉(zhuǎn)的重型機床。 如：國產(chǎn) C660、 C670 等機床， 重型龍門刨床的主傳動在高速區(qū)的調(diào)速。 通常把降壓調(diào)速和弱磁通調(diào)速配合起來用，以電 動機的額定轉(zhuǎn)速作為基速，在基速以下調(diào)壓，在基 速以上調(diào)磁，可擴大 D，實現(xiàn)雙向調(diào)速。 【 例 】 例 中的他勵電動機，拖動恒功率負(fù)載運行，現(xiàn)采用改變勵磁電流調(diào)速。試問要使轉(zhuǎn)速增加至 1800 r/min， CEΦ 應(yīng)等于多少 ？ 解： 已知 Ra = Ω， TN = Nm 對于恒功率負(fù)載 T ∝ 1/ n ，若忽略 T0 ，則 nN n T = TN 1450 1800 = Nm = Nm 1800 = － 160 CEΦ CECTΦ2 將已知數(shù)據(jù)代入機械特性方程，得 CEΦ = 160 177。 1602－ 4 1800 2 1800 = 7 或 2 整理，得 1 800 (CEΦ) 2－ 160 CEΦ ＋ = 0