他励直流电动机的调速(PPT课件).ppt

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1、电机拖动与控制主讲人：彭小容2.6他励直流电动机的调速为了提高劳动生产率和保证产品质量，要求生产机械在不同的情况下有不同的工作速度，如轧钢机在轧制不同的品种和不同厚度的钢材时，就必须有不同的工作速度以保证生产的需要，这种人为改变速度的方法称为调速。人为地改变电气参数，有意识地使电动机工作点由一条机械特性曲线转换到另一条机械特性曲线上，为了生产需要而对电动机转速进行的一种控制，它与电动机在负载或电压随机波动时而引起的转速扰动变化是两个不同的概念。他励直流电动机的调速（续1）根据直流电动机的转速公式可见，当电枢电流不变时（即负载不变），只要在电枢电压U、电枢电路中的附加电阻和每极磁通

2、三个参数中，任意改变一个，都能引起转速的变化。因此，他励直流电动机可以有三种调速方法。为了评价各种调速方法的优缺点，对调速方法提出了一定的技术经济指标，通常称为调速指标。下面先对调速指标做一简要说明。图2.26不同机械特性的静差率调速及其指标调速范围（D）是指电动机拖动额定负载时，所能达到的最大转速与最小转速之比。静差率（又称相对稳定性）（δ）是指负载转矩变化时，电动机的转速随之变化的程度。调速的平滑性在一定的调速范围内，调速的级数越多越平滑，相邻两级转速之比称为平滑系数（）值越接近1则平滑性越好。调速的经济性是指调速所需设备投资和调速过程中的能量损耗。调速时电动机的容许输

3、出是指在电动机得到充分利用的情况下，在调速过程中所能输出的最大功率和转矩。调速指标1．调速范围调速范围是指电动机在额定负载下调速时，其最高转速与最低转速之比，用D表示，即（2-20）不同的生产机械对调速范围的要求不同，如车床D＝20～100，龙门刨床D=10～40，轧钢机D＝1.20～3等。电动机最高转速受电动机的换向及机械强度限制，最低转速受转速相对稳定性（即静差率）要求的限制。2．静差率静差率或称转速变化率是指电动机在一条机械特性上额定负载时的转速降落与该机械特性的理想空载转速之比，用表示即（2-21）式中，n为额定负载转矩时的转速从式（2-21）可看出，在相同时，机械特性越

4、“硬”，额定负载时转速降越小，静差率越小，转速的相对稳定性越好，负载波动时，转速变化也越小。图2.26中机械特性1比机械特性2“硬”，所以。静差率除与机械特性硬度有关外，还与理想空载转速成反比。对于同样“硬度”的特性，如图2.26中特性1和特性3，虽然转速降相，但其静差率却不同，。为了保证转速的相对稳定性，常要求静差率应不大于某一允许值（负载允许值）。图2.26不同机械特性的静差率调速指标（续2）调速范围D与静差率两项性能指标是互相制约的，当采用同一种方法调速时，静差率要求较低时，则可以得到较宽的调速范围；反之，静差率要求较高时，则调速范围小。如果静差率要求一定时，采用不同的调速

5、方法，其调速范围不同，如改变电枢电源电压调速比电枢串电阻调速的调速范围大。调速范围与静差率是互相制约着，因此需要调速的生产机械，必须同时给出静差率与调速范围这两项指标，以便选择适当的调速方法。调速指标（续3）3．调速的平滑性调速的平滑性是指相邻两级转速的接近程度，用平滑系数表示，即（2-22）平滑系数越接近1，说明调速的平滑性越好。如果转速连续可调，其级数趋于无穷多，称为无级调速，=1，其平滑性最好；调速不连续，级数有限，称为有级调速。调速指标（续3）4．调速的经济性经济性包含两方面的内容，一是指调速所需的设备投资和调速过程中的能量损耗，另一方面是指电动机调速时能否得到充分

6、利用。一台电动机当采用不同的调速方法时，电动机容许输出的功率和转矩随转速变化的规律是不同的，但电动机实际输出的功率和转矩是由负载需要所决定的，而不同的负载，其所需要的功率和转矩随转速变化的规律也是不同的，因此在选择调速方法时，既要满足负载要求，又要尽可能使电动机得到充分利用。经分析可知，电枢回路串电阻调速以及降低电枢电压调速适用于恒转矩负载的调速，而弱磁调速适用于恒功率负载的调速。2.6.1电枢串电阻调速他励直流电动机拖动负载运行时，保持电源电压及励磁电流为额定值不变，在电枢回路中串入不同值的电阻，电动机将运行于不同的转速，如图2.27所示，图中的负载为恒转矩负载。从图2.27可

7、以看到，当电枢回路串入电阻R时，电动机的机械特性的斜率将增大，电动机和负载的机械特性的交点将下移，即电动机稳定运行转速降低。图2.27电枢串电阻调速机械特性电枢串电阻调速（续1）如图2.27中串入的电阻值，交点A2的转速n2低于交点A1的转速n1，它们都比原来没有外串电阻的交点A的转速n低。电枢回路串接电阻调速方法的优点是设备简单，调节方便，缺点是调速范围小，电枢回路串入电阻后电动机的机械特性变“软”，使负载变动时电动机产生较大的转速变化，即转速稳定性差，而且调速效率较低。图2.