电机学直流电机调速.ppt

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1、第四节他励直流电动机调速调速的性能指标调速的方法调速过程中的功率和转矩调速方法与负载特性的配合第四节他励直流电动机的调速调速的目的：改变生产机械的工作速度，提高生产率。方法：机械方法、电气方法、机械电气配合。机械方法：改变转动机构的速比实现，机构复杂。电气方法：机械结构简单，但电气结构复杂，在一定负载下可获得多种速度。他励直流电动机的转速特性：可见，要改变电动机的转速，有三种方法：（1）调节电枢端电压U；降压方向，从nN向下调（2）调节励磁磁通Φ；弱磁调速，从nN向上调（3）调节电枢外串电阻RΩ；从nN向下调特

2、点：人为地改变电气参数TnoABDCT1T2调速的概念：从A到B？从C到D？从A到C？从B到D？哪些是调速？一、调速指标：两大指标：技术指标和经济指标。（一）、技术指标：包括调速范围D，静差率δ%，平滑性，调速时的允许输出。1、调速范围D：不同生产机械要求的调速范围是不同的。车床D=20---120；龙门刨床D=10---40；轧钢机D=3---120；造纸机D=3---20等。D指生产机械的总的调速范围。机械和电气配合的为两者调速范围的乘积。主要研究电气的调速范围D——电动机在额定负载下可能达到的最高与最低转

3、速之比。（不同负载下调速范围不同）要扩大D——增大nmax，受电机机械强度换向等控制。降低nmin，受运行时的相对稳定性限制。（负载转矩变化时转速的变化）2、静差率：（相对稳定性）δ%在一定机械特性上运行时，电动机由理想空载加到额定负载，所出现的转速降ΔnN与理想空载转速之比：（与额定转速变化率不同）电力拖动系统的调速范围D应在一定的静差率δ%条件下得到。一般电动机的额定转速为其最高转速nmax=nN，在低速时，系统满足一定低速静差率，以降压调速为例，可有关系：nNTnn0TN0n’0ΔnNΔnN可见，当额定转

4、速与低速静差率一定时，要扩大D，必须减小额定转速降落ΔnN，即提高特性硬度。nNδ——用小数值表示的低速静差率。ΔnN——低速时额定负载下的转速降落。例题：一台他励直流电动机，其数据如下：要求D，已知静差率和额定转速(最高转速)从关系式：需要求低速时的额定转速降落ΔnN对降压调速或串电阻调速，需要求理想空载转速n0TT10nn0n’00T1Tnn0ΔnNΔnNΔnminΔnN降压调速串电阻调速采用降压调速时：可见：静差率要求越小(指标越高)，系统的调速范围越小。采用串电阻调速时：可见：同一台电机，在相同静差率要

5、求下，采用降压调速比串电阻调速获得的D更大。(1)、电动机机械特性愈硬，静差率愈小，相对稳定性愈好。调速时，在低速处要求静差率δ%<某一允许值普通车床：δ%≤30%，精度高的造纸机要求δ%≤0.1%（2）δ%与机械特性的硬度有关，但又有不同之处。如图中：1、3硬度同，ΔnN1=ΔnN3，但δ%不同，因n0不同。δ1%<δ3%。当硬度相同时，n0愈低，δ%愈大。难以满足生产机械的要求。ΔnN1ΔnN3ΔnN2132n0n’00Tn不同调速要求应采用不同的调速方案3、平滑性：在一定的调速范围内，调速的级数愈多则认为

6、愈平滑。平滑系数相邻两级转速之比，ф=1为无级调速，连续可调，级数接近于无穷大，一般ф取为1.26,1.14,1.58等。4、调速时的容许输出指电机在得到充分利用的情况下，在调速过程中轴上所能够输出的功率和转矩。T=CTΦIaP=TΩ/1000=(T/1000)*(2πn/60)=Tn/9550P的单位为千瓦。不同类型的电机采用不同的调速方法，容许输出的功率与转矩随转速变化的规律的不同的。电动机在稳定运行时，实际输出的功率与转矩由负载决定。不同n下，不同负载需要的功率P2与Tz是不同的。实际输出与容许输出是不同

7、的。（二）、经济指标：1、设备投资2、运行费用：取决于调速过程中的损耗，用设备的效率η表示。ΔP—调速时的损耗功率P2—电动机轴上输出功率他励电机电枢串电阻调速经济性差。弱磁调速经济性好！Tn1n2n3n40nR1R2R3R4abc二、降低电枢端电压调速：(一)、电枢串电阻：n0R1

8、n2>n3>n42、特点：调速指标不高，调速范围不大，有级调速。损耗效率3、经济性分析：电动机吸收电网功率为：电枢串电阻调速不经济。但方法简单，控制设备不复杂，一般用于串励或复励直流电动机拖动的电车等。为提高机械特性的硬度，在串接电阻RΩ的同时，再在电枢两端并联电阻RB分析：若电机带额定恒转矩负载，随着n的降低，损耗增大，效率降低。如当电机转速调为时，从电网吸收功率的一半将消耗在电枢总