直流电动机的调速

直流电动机有哪几种调速方法？各有哪些特点？答：直流电动机有三种调速方法：1）调节电枢供电电压U ；2）减弱励磁磁通Φ；3）改变电枢回路电阻R 。

特点：对于要求在一定范围内无极平滑调速的系统来说，以调节电枢供电电压的方式为最好。

改变电阻只能有级调速；减弱磁通虽然能够平滑调速，但调速范围不大，往往只是配合调压方案，在基速（额定转速）以上作小范围的弱磁升速。

晶闸管—电动机系统当电流断续时机械特性的显著特点是什么？答：电流断续时的电压、电流波形图（Ⅰ10P 、Ⅱ 12P ）（三相零式为例）。

断续时，0d u 波形本身与反电势E 有关，因而就与转速n 有关，而不是像电流连续时那样只由控制角α决定的常值。

机械特性呈严重的非线性，有两个显著的特点：第一个特点是当电流略有增加时，电动机的转速会下降很多，即机械特性变软。

当晶闸管导通时，整流电压波形与相电压完全一致，是电源正弦电压的一部分。

当电流断续后，晶闸管都不导通，负载端的电压波形就是反电势波形。

电流波形是一串脉冲波，其间距为︒120，脉冲电流的底部很窄。

由于整流电流平均值d I 与电流波形包围的面积成正比，如果电流波形的底部很窄，为了产生一定的d I ，各相电流峰值必须加大，因为RE u i d d -=,而整流输出的瞬时电压d u 的大小由交流电源决定，不能改变。

也就是说应使E 下降很多即转速下降很多，才能产生一定的d I ，这就是电流断续时机械特性变软的原因。

第二个特点是理想空载转速0n 升高。

因为理想空载时0=d I ，所以2m a x 02U u E d ==，所以0n 升高。

简述直流PWM 变换器电路的基本结构。

答：直流 PWM 变换器基本结构如图所示，包括 IGBT 和续流二极管。

三相交流电经过整流滤波后送往直流 PWM 变换器，通过改变直流 PWM 变换器中 IGBT 的控制脉冲占空比来调节直流 PWM 变换器输出电压大小，二极管起续流作用。

Ug0Ton T t 直流PWM 变换器基本结构直流PWM 变换器输出电压的特征是什么？答：频率一定、宽度可调的脉动直流电压。

直流电机的调速指标（1）调速范围电动机额定负载的调速范围指的是可以运行的最高转速和最低的转速的比，用D 表示minmax n n D = ，不同的机械生产，对电动机要求的调速范围不一样，需要尽可能的降低电动机的最低转速，尽可能的提高电动机最高转速。

电动机最高转速，受到电动机的电压等级和机械强度方面的限制，低转速会被相对稳定性的限制。

（2）静差率（相对稳定性）转速的相对稳定性就是指负载变化的时候，转速变化的稳定程度。

如果转速变化不大，转速的稳定性就很好。

转速的静差率用相对稳定性来代表，电动机在机械上运动的时候，由理想空载运转到额定负载时，电动机的转速降和理想的空载转速的比值，叫做静差率，计算公式:000n n n n n -=∆=δ(3-7)电动机的机械特性曲线中，在一定的条件中，硬度与静差率成比例关系，机械特性硬，转速的稳定性就好。

静差率与调速范围两个指标是相互制约的。

若对静差率的这个要求指标要求越高，则调速范围就越小；反之，若要求条数范围越大，则静差率也越大，转速的相对稳定性越差。

机械生产对相对的静差率的要求本身是不同的，有的精度高，有的可以精度低一点，一般普通的机床要求的静差率不能大于30%，但是精度很高的造纸机床要求的静差率＜0.1%，在保证一定的静差率指标的基础上，如果需要扩大调速的范围，就需要减小转动的速度，也就是提高机械的硬度。

（3）调速的平滑型在调速范围内的调速级数越多就可以说调速越平滑，相邻两级转速的比叫做平滑系数，即1-=i i n n ϕ(3-8) 值越接近1，则平滑型越好，当值为1时，称为无极调速，当调速不连续，级数有限时，称为有级调速。

（4）调速的经济型主要指设备的投资，运行效率级维修等用。

直流电动机的PWM调压调速原理
直流电动机的PWM调压调速是指通过调节脉宽调制（PWM）信号的占空比，控制直流电动机的电压和转速。

其原理是利用数字信号的高低电平与时间的对应关系，通过高电平和低电平的时间比例来控制脉冲信号的平均值，从而实现对电动机的调压和调速。

具体来说，PWM调压调速主要包括以下几个步骤：
1.信号发生器：使用微控制器或其他信号发生器产生一个固定频率的方波信号，通常频率为几千赫兹到几十千赫兹。

这个信号称为PWM基准信号。

2.调制器：通过控制占空比，将PWM基准信号转换为调制后的PWM信号。

占空比是指高电平持续的时间与一个周期的比值。

例如，占空比为50%的PWM信号表示高电平和低电平持续时间相等。

调制器可以是硬件电路或者软件控制的。

3.电压调节：将调制后的PWM信号经过滤波器平滑输出，形成电压调节信号。

滤波器通常使用低通滤波器，将PWM信号的高频成分滤除，得到平均电压。

4.转速控制：通过调节占空比，改变PWM信号的高电平时间，从而改变直流电动机的平均电压。

占空比越大，输出电压就越高；占空比越小，输出电压就越低。

5.转速反馈：为了实现闭环控制，通常需要通过传感器获取直流电动机的转速，并将转速信息反馈给调速控制器。

调速控制器会根据反馈信号与设定的转速进行比较，调节占空比控制电动机的转速。

总结起来，PWM调压调速原理就是通过调节PWM信号的占空比控制直流电动机的电压和转速。

通过改变占空比，可以改变PWM信号的高电平时间，从而改变电动机的平均电压和转速。

同时，结合转速反馈，可以实现封闭环控制，使电动机的转速能够与设定值保持一致。

直流电动机调速方法有
直流电动机的调速方法主要有以下几种：
1. 变电压调速法：通过改变直流电机的输入电压来调整电机的转速。

增大输入电压可以提高电机的转速，减小输入电压可以降低电机的转速。

2. 变电流调速法：通过改变电机的励磁电流来调整电机的转速。

增大励磁电流可以提高电机的转速，减小励磁电流可以降低电机的转速。

3. 变极数调速法：通过改变电枢绕组和励磁绕组的并联组合方式来调整电机的转速。

增加并联绕组的极数可以提高电机的转速，减小并联绕组的极数可以降低电机的转速。

4. 变电阻调速法：通过改变电枢绕组或励磁绕组的电阻来调整电机的转速。

增大电阻可以降低电机的转速，减小电阻可以提高电机的转速。

5. 变频调速法：通过改变电机所接受的频率来调整电机的转速。

提高频率可以提高电机的转速，降低频率可以降低电机的转速。

这些调速方法可以单独应用，也可以结合使用，以实现更精确的电机转速调节。

简述直流电动机的调速方法。

直流电动机是一种无刷直流电机,其工作原理基于电枢的旋转,其调速方法
主要有以下几种:
1. 电阻调速:将直流电动机接入电阻器中,通过改变电阻的大小来控制电动机的转速。

这种方法的优点是调速范围宽,但缺点是调速效率低,而且电阻器易损坏。

2. 电容调速:在直流电动机的转轴上加装电容,通过改变电容的大小来控制电动机的转速。

这种方法的优点是调速效率高,但缺点是需要较大的电容,而且容易引起电动机故障。

3. 串激调速:在直流电动机的转轴上串联一个电阻和一个电感,通过改变它们的相对大小来控制电动机的转速。

这种方法的优点是调速范围宽,但缺点是需要复杂的电路,而且容易引起电动机故障。

4. 反相调速:在直流电动机的转轴上加装一个电容器和一个电阻,通过改变它们的相对大小来控制电动机的转速。

这种方法的优点是调速效率高,但缺点是需要较大的电容器,而且容易引起电动机故障。

除了以上几种调速方法外,还有一些其他的方法,例如脉冲调速、积分调速等。

这些方法在实际应用中要根据具体情况选择使用。

直流电动机的调速方法的选择应该考虑到调速范围、调速效率、电动机的性能和稳定性等因素。

在实际应用中,需要根据具体的情况和要求选择合适的调速方法。

直流电动机调速在直流传动系统中，人为地或自动地改变电动机的转速以满足工作机械不同转速地要求，称之为调速。

可以通过改变电动机的参数或外加电压等方法，来改变电动机的机械特性，从而改变电动机的稳定转速。

电动机的转速由操作工给定，不能自动纠正转速偏差的方式称为开环控制。

在很多情况下，希望转速稳定，即转速不随负载及电网电压等外界扰动而变化，此时电动机的转速应能自动调节，为此构成的调速系统称为闭环系统。

一、电动机调速的分类及静态指标1、 直流电动机调速的分类1） 无级调速和有级调速：a ） 无级调速：又称连续调速，是指电动机的转速可以平滑地调节。

其特点为转速变化均匀，适应性强而且容易实现调速自动化，因此在工业装置中被广泛采用。

b ） 有级调速：又称间断调速或分级调速。

它的转速只有有限的几级，调速范围有限且不易实现调速自动化。

2） 向上调速和向下调速（调速的方向性）： 电动机未作调速时的固有转速，通常即为电动机额定负载时的额定转速，也称为基本转速或基速。

一般在基速方向提高转速的调速称为向上调速，例如直流电动机改变磁通进行调速，其调速极限受电动机的机械强度和换向条件限制。

在基速方向降低转速的调速称为向下调速，例如直流电动机改变电枢电压进行调速，调速的极限即最低转速主要受转速稳定性的限制。

3） 恒转矩调速和恒功率调速：a) 恒转矩调速：有很大一部分工作机械，其负载性质属于恒转矩类型，即在调速过程中不同的稳定速度下，电动机的转矩为常数。

如果选择的调速方法能使=I ∝T 常数，则在恒转矩负载下，电机不论在高速和低速下运行，其发热情况是一样的，这就使电动机容量能被合理而充分地利用。

这种调速方法称为恒转矩调速。

例如，当磁通一定时调节电枢电压或电枢回路电阻的方法，就属于恒转矩调速方法。

b)恒功率调速：具有恒功率特性的负载，是指在调速过程中负载功率P L ＝常数，负载转矩T L =na1。

对于直流电动机，当电枢电压一定时减弱磁通的调速方法就属于此种类型。

一概述随着电力电子器件的发展，大功率变流技术前进到一个以弱电为控制，强电为输出的新时代。

直流电机调速系统由于它在技术性能与经济指标上具有优越性，实施技术上也比较成熟，因此在冶金、机械、矿山、铁道、纺织、化工、造纸及发电设备等行业都得到了广泛的应用，已成为工业自动控制领域一个及其重要的组成部分。

一般工业生产中大量应用各种交直流电动机。

直流电动机有良好的调速性能，三相交流桥式全控整流是目前在各种整流电路中应用最为广泛的电力电子电路，在运用到在直流电机调速时可以采用这种电路。

三相交流桥式全空整流最初用途是传动控制，但目前应用的新领域是各种直流电源设计。

前者是三相交流桥式全控整流电路的传统领域，后者则是它当前和未来发展的新领域。

而高频、大功率、高可靠性开关电源是当今电源变换技术发展的重要方向之一。

从我国的实际情况来看很好地采用三相桥式全控整流给直流电机调速仍然有很广泛的应用市场。

这对改善我国科技现状水平，提高经济效益将起着重要作用，所以研究三相桥是全控整流直流调速系统有着深远的意义，它不仅能够大大改善各种机车的调速系统，为其提高安全、快速、低损耗的调速装置，在解决目前国际各国所面临的能源无谓的消耗起到立竿见影的效果。

二设计的总体思路2.1 直流电动机的调速方法采用改变电动机端电压调速的方法。

当额定励磁保持不变，理想空载转速n随U减小而减小，各特性线斜率不变，由此可实现额定转速以下大范围平滑调速，并且在整个调速范围内机械特性硬度不变。

变电压调速要有可调的直流电源，根据供电电源的种类分两种情况：一是采用可控变流装置，将交流电转变为可调的直流电。

二是采用直流斩波器，在具有恒定直流供电电源的地方，实现脉冲调压调速由于工矿企业中大多为交流电源，因此前一种情况应用最广。

晶闸管变流装置输出的直流脉动电压U加在电抗器L和电动d机电枢两端，L起滤波作用以及保持电流连续。

改变晶闸管触发电路的移相控制电压U，就可改变触发脉冲的控制角。

他励直流电动机的调速方法
调速方法有以下几种：
1. 转子电阻调速：通过改变转子电阻的大小，可以改变电机转子的电阻，从而改变电机的转速。

增大转子电阻，转速下降；减小转子电阻，转速增加。

2. 线圈电压调速：通过改变电机定子线圈的输入电压大小，可以改变电机的转速。

增大电压，转速增加；减小电压，转速下降。

3. 外加电势调速：在电机定子电压的基础上，加上另外的电势，来改变电机的转速。

增加外加电势，转速增加；减小外加电势，转速下降。

4. 串-并联调速：通过将电机的定子和转子线圈的连接方式从串联变为并联，或者从并联变为串联，来改变电机的转速。

串联连接使得定子和转子电流相同，转速降低；并联连接使得定子和转子电流不同，转速增加。

直流电动机的调速方法直流电动机是一种常见的电动机，广泛应用于工业生产和家用电器中。

在实际应用中，往往需要对直流电动机进行调速，以满足不同工况下的需求。

下面将介绍几种常见的直流电动机调速方法。

一、电压调制调速。

电压调制调速是通过改变电动机的供电电压来实现调速的方法。

当电动机的供电电压改变时，电动机的转速也会相应地改变。

这种方法简单易行，成本低廉，但是调速范围有限，且效果不够理想。

二、串联电阻调速。

串联电阻调速是通过串联电阻来改变电动机的电枢电流，从而实现调速的方法。

串联电阻越大，电动机的电枢电流越小，转速也会相应地减小。

这种方法调速范围较大，但是效率较低，且需要考虑电阻的散热和功率损耗的问题。

三、场励调速。

场励调速是通过改变电动机的励磁电流来实现调速的方法。

当励磁电流增大时，磁场增强，电动机的转速也会增大。

这种方法调速范围广，效率较高，但是需要专门的励磁设备和控制系统。

四、PWM调速。

PWM调速是通过改变电动机的供电脉冲宽度来实现调速的方法。

通过控制开关器件的导通时间，可以改变电动机的平均电压，从而实现调速。

这种方法调速范围广，效率高，但是需要专门的PWM控制器和反馈系统。

五、变频调速。

变频调速是通过改变电动机的供电频率来实现调速的方法。

通过变频器控制电源的频率，可以实现电动机的调速。

这种方法调速范围广，效率高，但是设备成本较高。

综上所述，直流电动机有多种调速方法，每种方法都有其适用的场合和特点。

在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的调速方法，以实现最佳的调速效果。

希望本文对直流电动机的调速方法有所帮助。

直流电动机的调速方法1.改变牵引电动机端电压U D ：U D=D A U FA D ——主电路每条之路串联的电动机台数；上式说明：改变每条支路电动机台数叫串并联转换。

若两台电动机是串联 A D =2;若两台电动机是并联 A D =1;电动机端电压增加一倍，电动机转速n D 就可以提高一倍。

故提高电动机端电压可以通过主电路中串并联转换，也可以通过调节发电机的端电压U F 进行。

2.电动机的磁场削弱：直流电动机的速率特性DL D D D D C R I U n Φ-= U D ——端电压（V ）；I D ——电枢电流（A ）；R D ——电动机内部电阻；C E ——与电机有关常数；D φ——电动机的励磁磁通（wb ）下图说明磁场削弱原理，串励绕组两端并联一级或数级分路电阻。

a.削弱前 b.削弱后a.磁场削弱进行之前削弱接触器X C 没有闭合，磁场削弱电阻对串励绕阻W 不起作用，即串励绕阻的绕阻电流等于电枢电流 I D =I DL ，这种状态为“满磁场”。

b. 磁场削弱接触器X C 闭合后，磁场削弱电阻对串励绕阻W 起分路作用，所流过绕阻电流若是小于电枢电流，即，I DL ＜I D 这种状态就是磁场削弱。

电动机励磁电流I DL 与电枢电流比值β%表示磁场削弱的深度，β称电动机磁场削弱系数。

β=D DL I I （%）在恒压情况下, 按n D=D e DD D C R I U φ- D φ减小，n D 增加说明由恒电压电源供电的电动机，磁场削弱后电动机的稳定转速要高于磁场削弱前电动机的转速。

但n D 是靠从电源取得更大的功率来保证。

3.变压下的磁场削弱时的速率特性和转矩特性对于串励电动机，在磁场削弱的情况下，励磁电流只是电枢电流的一部分，即I DL = β I D 若电动机的磁通D φ与励磁电流DL I 成正比从n D=De D D D C R I U φ-看出，同一D I 下n D 提高了β1倍。

从D M D I C M D φ=（C M ——电动机有关常数）可以看出转矩M D 减小了β倍。

直流电动机和异步电动机的调速原理及特性分析1. 直流电动机1.1 调速原理直流电动机是目前使用最广泛的一种电动机，其调速原理实际上就是通过改变电枢电流的大小和方向来实现调速。

具体来说，当电枢电流大小和方向发生变化时，引起了电枢磁场的变化，因为直流电动机的转子上带有永磁体，这个永磁体的磁场是不变的，因此电枢磁场的变化会引起转子上的永磁体发生运动，而这个运动则被转化成了电机的输出。

在直流电动机的调速系统中，通常使用的是电枢调速和励磁调速两种方式。

电枢调速是指改变电枢直流电压和电枢电流的大小和方向，从而实现调速；而励磁调速则是通过改变励磁电流的大小和方向来实现调速。

1.2 特性分析直流电动机具有以下几个特性：1.调速范围广，可靠性高。

2.输出功率和转速比较稳定。

3.起动扭矩大，启动性能好。

4.但由于需要使用电刷来保证电枢电流大小和方向的变化，因此其寿命相对较短，需经常更换电刷。

2. 异步电动机2.1 调速原理不同于直流电动机，异步电动机是依靠交流电的磁场变化来产生转矩输出的。

其调速原理则是通过改变电源的频率和电压来实现调速。

因为异步电动机的转子是由铝棒或铜棒等导体构成的，这些导体是安装在转子轴上的，当转子通过电源供电产生的旋转磁场时，导体内部就会形成涡流，而涡流则会产生电磁场，从而在转子上引起一个反向的转子磁场。

这种反向的转子磁场与旋转磁场之间的相互作用就产生了转矩输出，完成了电动机的运转。

在异步电动机的调速系统中，通常使用的是电压调速和变频调速两种方式。

电压调速是指改变电源的电压来实现调速；而变频调速则是通过改变电源的频率来实现调速。

2.2 特性分析异步电动机具有以下几个特性：1.调速范围较窄，一般为10%。

2.输出转矩与转速之间呈反比例关系。

3.启动性能一般，需要较长的启动时间。

4.但由于其寿命长，因此使用寿命相对较长。

3.从上述两种电动机的特性和调速原理来看，可知直流电动机具有调速范围广、可靠性高、起动扭矩大等特点，但其寿命较短；而异步电动机则具有寿命较长、启动性能一般等特点，但其调速范围较窄。

直流电动机的启动和调速一、直流电动机的启动1、对直流电动机启动的基本要求1）启动转矩要大于额定转矩，但不宜过大；2）启动电流不宜大大；3）启动时间要短，以提高生产率；4）启动设备要求简单，经济可靠，操作方便。

2、直流电动机的启动方式1）直接启动启动初始，电枢电流增大很快，电磁转矩也增大很快。

当电磁转矩大于负载转矩时，电动机就开始转动，同时直接启动的优点是不需要什么启动设备，而且操作简便；缺点是启动电流和启动转矩都很大，致使电网电压下降，机械传动机构受到冲击。

2）变阻器启动变阻器启动就是在启动时将一个启动电阻串入电枢回路以限制启动电流，当转速上升之后，再将电阻逐步切除，将启动电流限制在允许的范围内。

这种启动方式比较笨重，消耗电能多。

3）降压启动降压启动就是通过降低电动机的电枢端电压来限制启动电流。

降压启动的优点是可平滑启动，启动过程中消耗的能量较小。

缺点是启动设备的投资大。

二、直流电动机的调速方法1、改变电枢回路中串接的电阻进行调速这种调速方法的特点是:1）电动机的理想空载转速n0不变，只能降速。

2）调速电阻的能量消耗比较大，不经济。

3）电动机的机械特性变软，如果负载有一点变动，就会引起电动机较大的速度变化，调速范围小，这对于要求转速恒定的生产机械来说是不利的。

这种调速方法的主要优点是比较简单，容易实现。

适用于功率小，负载对电动机机械特性的硬度要求不高，短时调速的场合。

2、改变励磁回路中的调节电阻进行弱磁升速这种调速方法的特点是:1）只能升速，使电动机的转速高于额定转速；2）调速较平滑；3）由于励磁电流较小，功率损耗小，比较经济，控制也方便；4）对于普通直流电动机，其弱磁调速的调速范围最高为2，对于专用的调磁调速的直流电动机，其调速范围可达3～4。

3、降低电枢电压调速这种调速方法的特点是:1）电动机在额定转速以下，实现无级调速；2）调速平滑，调速范围宽；3）机械特性硬度不变；4）损耗较小；5）需要专用的可调直流电源供电，如发电机-电动机组，可调的可控硅整流装置等；6）投资大。

直流电动机调速原理
调速是指改变电机的工作频率，使其能够轻松地承受任何负荷，以达到最佳运行效果的一种技术。

直流电动机调速技术是指通过改变直流电动机的电压或频率来改变电机的转速和输出功率的技术。

二、调速原理
1、改变电压调速
直流电动机的转速与电压成正比，因此，通过改变电压来改变直流电动机的转速。

直流电动机的工作频率与它的电压成反比，因此，通过改变电压来改变直流电动机的工作频率。

2、改变频率调速
当变频器的输出频率改变时，电机的转速也会相应的改变。

这是由于电机的转速与频率成反比，因此，可以通过改变变频器的输出频率来控制直流电动机的转速。

三、调速方式
1、电压调速
电压调速是指改变直流电动机的输入电压来改变电机的转速的
一种调速方式。

电压调速可以通过变压器、控制开关或变频器来实现。

2、变频调速
变频调速是通过改变调速装置的输出频率来控制电机转速的一
种调速方式。

常用的变频调速装置有变频器、分频装置和旋钮式调速装置等。

总结：直流电动机调速是指通过改变直流电动机的电压或频率来
改变电机的转速和输出功率的技术。

改变直流电动机的电压可以实现电压调速，而改变直流电动机的频率可以实现变频调速，从而达到最佳的运行效果。