他勵直流電動機的調速

調速方法

電樞串電阻調速

????他勵直流電動機拖動負載運行時，保持電源電壓及磁通為額定值不變，在電樞回路中串人不同的電阻時，電動機運行于不同的轉速。

????調速方向是指調速結果，其轉速與基速相比。只要電樞回路串電阻，無論電阻多大，電動機運行的轉速都比不串電阻運行在基速上要低，就稱為調速方向是從基速向下調。

????電樞回路串電阻，所串電阻上會產生很大的損耗，轉速越低，損耗越大；

????串入的電阻越大，機械特性越軟，在低速運行時，轉速穩定性較差；

????由于電樞電流較大，調速電阻的容量也較大，較笨重，不易做到電阻值的連續調節，因而電動機轉速也不能連續調節，一般最多分為六級。

o 降低電源電壓調速

????保持他勵直流電動機磁通為額定值不變，電樞回路不串電阻，降低電樞的電源電壓為不同大小時，電動機拖動者負載運行于不同的轉速上。

????降低電源電壓，電動機機械特性的硬度不變。這樣，比起電樞回路串電阻調速使機械特性變軟這一點，降低電源電壓可以使電動機在低速范圍運行時，轉速隨負載變化而變化的幅度較小，轉速穩定性要好得多。

????當電源電壓連續變化時，轉速的變化也是連續的，這種調速稱為無級調速，與串電阻調速 ( 有級調速 ) 相比，這種速度調節要下滑得多，并且還可以得到任意多級的轉速。因此降低電源電壓從基速向下調速的調速方法，在直流電力拖動系統中被廣泛采用。

o 弱磁調速

????保持他勵直流電動機電源電壓不變，電樞回路也不串電阻，在電動機拖動的負載轉矩不過分大時．降低他勵直流電動機的磁通，可以使電動機轉速升高。

????他勵直流電動機，正常運行情況下，勵磁電流比電樞電流要小很多，因此勵磁回路中所串的調速電阻消耗的功率要比電樞回路串調速電阻時電阻消耗的功率小得多；而且由于電阻的容量很小，控制很方便，可以連續調節電阻值，實現轉速連續調節的無級調速。

????減弱磁通升高轉速的轉速調節，電動機轉速最大值受換向能力與機械強度的限制，一般約為 (1.2 ～ 1.5)n N 特殊設計的弱磁調速電動機，可以得到 (3 ～ 4) n N 的最高轉速。

調速的性能指標

o 調速范圍與靜差率

??? 調速范圍是指電動機在額定負載轉矩 調速時，其最高轉速與最低轉速之比，用 D 表示為

????最高轉速受電動機的換向及機械強度限制，最低轉速受生產機械對轉速相對穩定性要求的限制。

????靜差率或轉速變換率，是指電動機由理想空載到額定負載時轉速的變化率，

????靜差率越小，轉速的相對穩定性越好，負載波動時，轉速的變換也越小。

????靜差率的相關因素：

????當 n 0 一定時，機械特性越硬，額定轉矩時的轉速降落△ n 越小，靜差率越小。

????當機械特性硬度一定時，理想空載轉速 n 0 越高，靜差率越小。

????調速范圍與靜差率相互制約，采用同一種方法調速時，靜差率數值越大，則可以得到較高的調速范圍；如果靜差率一定，采用不同的調速方法，其調速范圍 D 不同

o 恒轉矩調速方式和恒功率調速方式

????電動機運行時內部有損耗，這些損耗最終都變成熱能，使電動機溫度比周圍環境溫度要高。若損耗過大，長期運行時由于電動機溫度太高會損壞電動機的絕緣，從而損壞了電動機。電動機損耗有不變損耗與可變損耗。可變損耗主要取決于電樞電流的大小，電樞電流大，損耗就大；電樞電流小，損耗也小。為了不致損壞絕緣而損壞電動機，對電樞電流就要有個上限規定。 在長期運行的條件下，電樞電流規定的上限值就是電樞額定電流 I N 。電樞電流小，電動機輸出也小，其作用發揮不出來。因此最充分使用電動機，就是讓它工作在 I a ＝ I N 情況下。

????電動機運行時，電樞電流 I a 的實際大小取決于所拖動的負載，比如說他勵直流電動機拖動恒轉矩負載運行時，在磁通保持額定不變的情況下， T L 越大， T 越大，電樞電流 I a 越大。

????電力拖動系統中，負載有不同的類型，電動機有不同的調速方法，具體 分析電動機采用不同調速方法拖動不同類型負載時電樞電流 I a 的情況，對于充分利用電動機來說，就是十分必要的。

????恒轉矩調速方式 ：在某種調速方法中，保持電樞電流 I a ＝ I N 不變，若該電動機電磁轉矩恒定不變，則稱這種調速方式為恒轉矩調速方式。他勵直流電動機電樞回 路串電阻調速和降低電源電壓調速就屬于恒轉矩調速方式。

????恒功率調速方式 ：在某種調速方法中，保持電樞電流 I a ＝ I N 不變，若該電動機電磁功率 P M 恒定不變，則稱這種調速方法為恒功率調速方式。他勵直流電動機改變磁通調速就屬于恒功率調速方式。

????電動機采用恒轉矩調速方式時，如果拖動恒轉矩負載運行，并且使電動機額定轉矩與負載轉 矩相等 T N ＝ T L ，那么不論運行在什么轉速上，電動機的電樞電流 I a ＝ I N 不變，電動機得到了充分利用。稱這種 恒轉矩調速方式與恒轉矩負載性質的配合關系為匹配 。

????電動機采用恒功率調速方式時，如果拖動恒功率負載運行，可以使電動機電磁功率 P M 不變，那么不論運行在什么轉速上，電樞電流 I a ＝ I N 也不變，電動機被充分利用。 恒功率調速方式與恒功率負載相配合，也可以作到匹配。

????電動機采用恒轉矩調速方式，如果拖動恒功率負載運行，我們可以使電動機低速運行時，負載轉矩等于電動機額定轉矩，電動機的電流等于額定電流，電動機利用是充分的。但是當系統運行在高速時，由于負載是恒功率的，高速時轉矩小，低于額定轉矩，因此電動機電磁轉矩也低于額定轉矩。而恒轉矩調速方式上磁通為額定不變， T 減小， I a 也必然減小， 結果 I a

????恒功率調速方式的電動機，若拖動恒轉矩負載運行，可以使系統在高速運行時負載轉矩等于電動機允許轉矩，這時電動機電樞電流則等于額定電流 I N ，電動機得到充分利用。當系統運行到較低速時，由于負載是恒轉矩性質的，電動機的電磁轉矩也不變，但是低速時的磁通比高速時數值要大， ，因此電樞電流 I a 變小了， I a

????對于泵類負載，既非恒轉矩類型，也非恒功率類型，那么采用恒轉矩調速方式或恒功率調這方式的電動機，拖動泵類負栽時，無論怎樣都不能做到調速方式與負載性質匹配。