2-6他励直流电动机的调速

Ia2Ra (0.5 ~ 0.75)(1N )U N IN
Q Ia IN
Ra
(0.5
~
0.75)(1 PN UNIN
)UN IN
机电传动与控制
第二章 直流电动机
2.4.1 他励直流电动机的机械特性
4．机械特性的绘制
1）固有机械特性的绘制
(2) 求 KeN
额定运行条件Ra 下的反电势为：
EN
求出电枢电阻Ra 、KeφN 后，各种人为机械特性的绘制也就容易了。
Ra N
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Ra N
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Ra N
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Ra N
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第二章 直流电动机
2.4.2 串励直流电动机的机械特性 串励直流电动机的电路原理图如图2-19（a）所示，其最大特
直流电源接在电刷之间而使电流通入电枢线圈。当线 圈的有效边从N（S）极下转到S（N）极下时，其中电流的 方向必须同时改变，使电磁力的方向不变，即电磁转矩的 方向不变而使转子以n的转速旋转。
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ej Bjlv
第二章 直流电动机
2.2 直流电动机的的工作原理
2．直流电动机的感应电动势和电磁转矩
2.3 直流电动机的额定参数
4．额定转速nN 额定转速是指在额定电压、额定电流和输出额定功率的情
况下运行时，直流电动机的旋转速度，单位为r/min（转/分）。 5．额定励磁电流IfN
额定励磁电流指直流电动机在额定状态时的励磁电流值， 单位为A（安培）。 6．额定励磁电压UfN
额定励磁电压指直流电动机在额定情况下工作时，励磁绕 组所加的电压，单位为V（伏） 7. 额定转矩

2.4 他励直流电动机的调速
调速与因负载变化而引起的转速变化的区别：
前者：用改变电动机参数的方法，使电力拖动系统运行于不同的人为机械 特性上，从而在相同的负载下，得到不同的运行速度。 后者：由于负载的变化，使电动机在同一条机械特性上发生的转速变化。
A A
B C
属于调速； 属于负载变化引 起的转速变化。
由右图(b)推出D与δ之间的关系式为
机械特性的硬度与静差率的关系
转速 n0不变，则静差率和机械特 nmax nmax nmax nmax max D 性硬度是统一的； n0变化时，静 nN nmin n0 'nN n ( 1 max ) N n 差率和机械特性硬度就不统一 N
1．调速的技术指标 （1）调速范围D 大
在额定负载下，电机可能运行的最高转速nmax与最低转速nmin之 比称为调速范围。用D表示，即
受换向及机械强度的限制 受低速运行时相对稳定性的限制
n max D n min
T TN
相对稳定性是指负载转矩变化时转速变化的程度，转速变化越小， （2）静差率δ 小 相对稳定性越好，能得到的nmin越小，D也就越大。 在同一条机械特性上，额定负载时的转速降 Δ nN与理想空载转速 n 0之比称为静差率，用δ 表示，即 电动机低速时，机械特性越硬，调速范围越大。
区别
恒转矩调速与恒 功率负载的配合 恒功率调速与恒 转矩负载的配合
2.4.1 他励直流电动机的调速指标
2．调速的经济指标
调速的经济指标指调速装置的初投资、运行维修费
用以及调速过程中的电能损耗等。
2.4.2 他励直流电动机的调速方法
根据他励直流电动机的机械特性
U Ra R n T 2 Ce CeCT

他励直流电动机调速方法拖动肯定的负载运行，其转速由工作点打算。

假如调整某些参数，则可以转变转速。

n = U / (CeΦ) - [(Ra+Rp) / (CeCTΦ2)]×T = n0L - kT直流电动机的调速方法有三种: (1)转变电枢回路外串电阻Rtj；(2)转变励磁回路外串电阻Rf即转变磁通Φ；(3)转变电枢电压U。

三种调速方法实质上都是转变了电动机的机械特性曲线外形，使之与负载机械特性曲线的交点转变，以达到调速的目的。

一、转变电枢电压调速（设TZ为常数）降低电枢电压时，电动机机械特性平行下移。

负载不变时，交点也下移，速度也随之转变。

优点：调速后，转速稳定性不变、无级、平滑、损耗小。

便于计算机掌握。

缺点：需要特地设备，成本较高。

（可控硅调压调速系统）二、转变励磁电流调速(调整励磁电阻)（设TZ为常数）增大励磁电阻即削减励磁电流时，磁通Φ削减，电动机机械特性n0L 点和斜率增大。

负载不变时，交点也下移，速度也随之转变。

优点：励磁回路电流小约为(1~3)% IN , 损耗小，连续调速，易掌握。

缺点：只能上调，最高转速受机械强度的限制，负载转矩大时调速范围小。

三、电枢回路串入调整电阻调速调整电阻Rp增大时，电动机机械特性的斜率增大，与负载机械特性的交点也会转变，达到调速目的。

优点：设备简洁、操作便利。

缺点：只能在低于固有机械特性的范围内调速，低转速时变化率较大，电枢电流较大，调速过程中有损耗。

四、转变电动机转向的方法要转变电动机转向，就必需转变电磁转矩的方向。

T = CT Φ Ia依据电动机的工作原理，单独转变磁通方向（即通过转变励磁绕组连接）或者单独转变电枢电流的方向，均可以转变电磁转矩的方向。

故转变转向的方法：(1)对于并励电动机，单独将励磁绕组引出端对调。

(2)单独将电枢绕组引出端对调。

对于复励电动机，应将电枢引出端对调或者同时将并励绕组和串励绕组引出段分别对调（维持加复励状态）。

实验一直流并励电动机的机械特性和调速一、实验目的1、掌握用实验方法测取直流并励电动机的机械特性。

2、掌握直流并励电动机的调速方法。

二、预习要点1、什么是直流电动机的机械特性?2、直流电动机调速原理是什么?三、实验项目１、机械特性保持U=U N和Ｉf=I fＮ不变，测取n、T２，得到n=f(T２）2、调速特性（1）改变电枢电压调速保持Ｕ=UＮ、I f=ＩfN=常数,T2=常数，测取n=ｆ(U a)（2）改变励磁电流调速保持U=U N，T2=常数,测取n=ｆ（Ｉf)四、实验方法1、实验设备2、屏上挂件排列顺序D31、D42、Ｄ51、D3１、D４43、并励电动机的机械特性１）按图1-1接线。

校正直流测功机MG按他励发电机连接,在此作为直流电动机M的负载，用于测量电动机的转矩和输出功率。

Rf1选用D44的18０0Ω阻值。

Rｆ２选用Ｄ42的９00Ω串联900Ω共１800Ω阻值。

R１用D4４的180Ω阻值。

R2选用Ｄ42的９00Ω串联９０0Ω再加９0０Ω并联900Ω共２250Ω阻值。

图1-１直流并励电动机接线图２）将直流并励电动机Ｍ的磁场调节电阻R f1调至最小值,电枢串联起动电阻R1调至最大值,接通控制屏下边右方的电枢电源开关使其起动,其旋转方向应符合转速表正向旋转的要求。

3）M起动正常后,将其电枢串联电阻Ｒ1调至零,调节电枢电源的电压为220V，调节校正直流测功机的励磁电流Iｆ2为校正值（１00 mA),再调节其负载电阻R2和电动机的磁场调节电阻Ｒｆ1，使电动机达到额定值:U＝UＮ，I＝I N,n=ｎＮ。

此时M的励磁电流Ｉf即为额定励磁电流I fN。

4)保持U＝ＵＮ，I f=I fN，I f2为校正值不变的条件下，逐次减小电动机负载。

测取电动机电枢输入电流aI,转速n和校正电机的负载电流I F（由校正曲线查出电动机输出对应转矩T２)。

共取数据９－10组,记录于表1－１中。

表1-1 U ＝ＵN = Ｖ I ｆ=Ｉf Ｎ= mA I f2＝4、调速特性（１）改变电枢电压的调速1)直流电动机Ｍ运行后,将电阻Ｒ1调至零,I f2调至校正值,再调节负载电阻R２、电枢电压及磁场电阻R f1,使Ｍ的Ｕ=U N ，I=0.5I N ，I ｆ=I ｆN 记下此时MG 的I F值。