【正文】 最高轉速 nmax=1000r/min，試問采用哪種調速方法能滿足要求 ? 解 計算電動機的 CeΦN (1) 電樞串電阻調速 電樞串電阻調速時， n0保持不變，靜差率 δ=，若想保持 δ≤20% ，則 (2) 降壓調速 降壓調速時，理想空載轉速發(fā)生變化，額定轉速降不變 例 題 他勵直流電動機拖動負載運行時，保持電源電壓及勵磁電流為額定值不變，在電樞回路中串入不同值的電阻，電動機將運行于不同的轉速，圖中的負載為恒轉矩負載。 二、調速的方法 圖 229 電樞串電阻調速時的機械特性 第六節(jié) 他勵直流電動機的調速 電樞回路串接電阻調速方法的特點： 優(yōu)點：設備簡單 ， 調節(jié)方便； 缺點：調速范圍小 ， 電樞回路串入電阻后電 動機的機械特性變 “ 軟 ” ，使負載變動時電動機產生較大的轉速變化 ， 即轉速穩(wěn)定性差 ， 而且調速效率較低 。 第六節(jié) 他勵直流電動機的調速 2. 改變電樞電源電壓調速 他勵直流電動機的電樞回路不串接電阻，由一可調節(jié)的直流電源向電樞供電，最高電壓不應超過額定電壓。 圖 230 降低電源電壓時的機械特性 第六節(jié) 他勵直流電動機的調速 優(yōu)點：調速平滑性好 ， 即可實現無級調速 ， 調速效率高 ， 轉速穩(wěn)定性好； 缺點：所需的可調壓電源設備投資較高 。 這種調速方法在直流電力拖動系統中被廣泛應用 。 2. 改變電樞電源電壓調速 第六節(jié) 他勵直流電動機的調速 3. 弱磁調速 保持他勵直流電動機電樞電源電壓不變，電樞回路也不串接電阻，在電動機拖動負載轉矩不很大（小于額定轉矩）時，減少直流電動機的勵磁磁通，可使電動機轉速升高。 圖 231 弱磁調速時機械特性 第六節(jié) 他勵直流電動機的調速 優(yōu)點：設備簡單 ， 調節(jié)方便 ， 運行效率也較高 ， 適用于恒功率負載； 缺點：勵磁過弱時 ， 機械特性的斜率大 ， 轉速穩(wěn)定性差 ， 拖動恒轉矩負載時 ， 可能會使電樞電流過大 。 3. 弱磁調速 第六節(jié) 他勵直流電動機的調速 弱磁調速注意 弱磁調速不允許勵磁回路斷線，如果勵磁回路斷線此時的電樞電流很大，出現飛車現象可能將電樞損壞。 第六節(jié) 他勵直流電動機的調速 三種調速方法 弱 磁 調 速額 定 時 機 械 特 性串 電 阻 調 速降 壓 調 速TnNT第六節(jié) 他勵直流電動機的調速 例 25 一臺他勵直流電動機，銘牌數據為 PN=22kW， UN=220V，Ia=115A， nN=1500r/min， Ra=，該電機拖動額定負載運行，要求把轉速降低到 1000r/min，不計電動機的空載轉矩 T0，試計算： (1) 用電樞串電阻調速時需串入的電阻值，這時的靜差率是多少？ (2) 用降壓調速時需把電源電壓降低到多少伏？此時的靜差率是多少？ (3) 上述兩種情況下拖動系統輸入的電功率和輸出的機械功率是多少？ 例 題 三 .調速時允許輸出的轉矩和功率 電動機在額定轉速下容許輸出的功率主要取 決于電機的發(fā)熱 ，而發(fā)熱又主要取決于電樞電流 在調速過程中，只要在不同轉速下電流不超過額 定值 IN，電機長時間運行，其發(fā)熱不會超過允許 的限度，因此，額定電流是電機長期工作的利用 限度。 電機在調速過程中，如在不同轉速下都能 保持電流 Ia=IN，則電機利用充分，運行安全。 從 合理使用電動機的角度考慮，提出了調速方式與 負載類型相配合的問題。 第六節(jié) 他勵直流電動機的調速 恒轉矩調速 調速過程中保持 Ia=IN， Ф=ФN=常數，則 T=常數，電動機允許輸出轉矩不變的調速方法稱 恒轉矩調速。在實際調速時改變電動機供電電壓 和改變電樞回路串入的電阻均屬恒轉矩調速。 電動機輸出功率 P=TΩ， T=常數 Ω ↓→P ↓, 即電動機轉速越低，輸出功率越小 , P ? Ω。 第六節(jié) 他勵直流電動機的調速 恒功率調速 調速中，保持 Ia=IN，若 Ф↓→n↑， P =常數。 在保持電樞電流接近或等于額定值條件 下，調速過程中電動機允許輸出功率不變的 調速方法稱為恒功率調速。如 改變電動機主 磁通 Ф 的調速方法就屬于恒功率調速方法。 第六節(jié) 他勵直流電動機的調速 調速方式與負載類型配合問題 調速方式與負載類型配合恰當，所選電動機的體積較經濟。在不同轉速下，可較充分地利用，不致造成浪費 (浪費是指電機的轉矩和功率選的過大 )，或長時間運行而燒壞 (指轉矩及功率選的較小 )。 第六節(jié) 他勵直流電動機的調速 (1) 電動機拖動恒轉矩負載 這時，宜采用恒轉矩調速方式，并選擇電動機的額定轉矩 TN=TL，額定轉速 nN等于生產機械所要求的最高轉速 nmax。 (2) 電動機拖動恒功率負載 這時，宜采用恒功率調速方式，并選擇電動機的額定功率 PN=PL，恒功率調速方式是指弱磁調速，是從額定轉速往上調速，因此選電動機的額定轉速 nN等于生產機械要求的最低轉速 nmin。 第六節(jié) 他勵直流電動機的調速 第六節(jié) 他勵直流電動機的調速 最好的配合方式為： 恒功率負載，采用 恒功率的調速方法 。 (弱磁調速 )； 恒轉矩負 載，采用恒轉矩的調速方法 。 (變電壓或變串 入電阻調速 )。 這樣匹配，使電機在整個調速范圍內容 量能充分利用，且 Ia=IN 不變，電動機的調速 轉矩與負載一致時，電機容量能充分利用。 第六節(jié) 他勵直流電動機的調速 第七節(jié) 串勵直流電動機的電力拖動 圖 233 串勵直流電動機的電路圖 第七節(jié) 串勵直流電動機的電力拖動 圖 234 串勵直流電動機磁化曲線 第七節(jié) 串勵直流電動機的電力拖動 一、串勵電動機的機械特性 akI??當磁路不飽和時 kCTIkICICTTaaTaT??? 2?KCRTUCKCRRRTUKCKCKCRRRKICUTCCRRRCUneecLaeTecLaaeTecLae????????????????????2 當磁路飽和時，磁通基本不變，機械特性與他勵直流電動機的機械特性相似。 T n A B C 磁路不飽和時的機械特性曲線 AB段 磁路飽和時的機械特性曲線 BC段 第七節(jié) 串勵直流電動機的電力拖動 （ 3）由于 ，起動和過載時電樞電流大，故串勵電動機的起動轉矩大，過載能力強。 2aem IT ?固有特性是指當 時的特性，具有以下特點： aN RRUU ?? ,（ 2）空載時， 為無窮大。實際上，空載時存在剩磁， 為有限值，但值也很大 ——“飛車 ” 現象。因此串勵電動機不允許空載或輕載運行。 00 ,/,0,0,0 nCUnIT eaem ?????? ??0n一 、固有特性 （ 1）它是一條非線性的軟特性，負載時轉速降落很大； 第七節(jié) 串勵直流電動機的電力拖動 二、人為特性 電樞串電阻的人為特性 串入電阻后，轉速降增大，所以電樞串電阻的人為特性在固有特性的下方，且特性變得更軟。 降低電壓的人為特性 降低電壓時，理想空載轉速下降，人為特性下移。電壓下降后，電樞反電動勢隨之減少，轉速必然減少，所以降低電壓的人為特性位于固有特性下方。 改變磁通的人為特性 改變磁通的方法是在勵磁繞組上并聯一個分流電阻。與固有特性相比，在電樞電流相等情況下，勵磁電流減少，磁通減少，所以人為特性位于固有特性上方。 第七節(jié) 串勵直流電動機的電力拖動 串勵直流電動機改變磁通調速的接線圖 圖 237 串勵電動機改變磁通調速 第七節(jié) 串勵直流電動機的電力拖動 二、串勵直流電動機的起動與調速 為了限制起動電流，串勵電動機的 起動 方法與他勵電動機一樣，也采用電樞串電阻和降低電源電壓起動。 串勵電動機的 調速 也采用電樞串電阻、降壓和弱磁三種方法，其中串電阻常用，弱磁用得較少。 第七節(jié) 串勵直流電動機的電力拖動 串勵直流電動機調速的串并聯接線圖 圖 238 兩臺電動機串并聯的調速接線圖 第七節(jié) 串勵直流電動機的電力拖動 串勵電動機若不考慮剩磁，理想空載轉速為無窮大，因此不能有回饋制動。 串勵電動機的制動只有能耗和反接制動。 能耗制動分他勵磁式和自勵式，反接制動分電壓反接和倒拉反接制動。 三、串勵直流電動機的制動 第七節(jié) 串勵直流電動機的電力拖動 第八節(jié) 復勵直流電動機的機械特性 圖 239 復勵直流電動機的原理圖 第八節(jié) 復勵直流電動機的機械特性 圖 240 復勵直流電動機的機械特性 n0