电动机与电气传动课件.ppt

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1、14．4交、直流电动机调速技术14．4．1直流电动机调速技术(掌握)1.基本概念调速：通过改变电动机的参数或外加电压等方法来改变电机的机械特性，使电动机的稳定运转速度发生变化。开环控制系统：电动机的转速只能跟随转速指令变化而不能自动纠正与给定转速的偏差的调速系统称为开环控制系统。闭环控制系统：能自动纠正电动机的转速与给定转速的偏差同时不受负载及电网电压波动等外界扰动的影响，使电动机的转速始终与给定转速持一致的调速系统称为闭环控制系统。14．4．1直流电动机调速技术无级调速：又称连续调速指电动机的转速可以平滑地调节。其特点是转速变化均匀适应性强，容易实现自

2、动调速，因而在工业中被广泛应用。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，调速范围有限且不容易实现自动调速。向上调速：从基速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换向条件和机械强度的限制。向下调速：从基速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，调速的极限转速即最低转速受转速稳定性的限制。14．4交、直流电动机调速技术恒转矩调速：对于某些工作机械其负载性质属于恒转矩类型即在不同的稳定速度下要求电动机的转矩不变。如果所用的调速方法能使电动机的转矩与电动机的电枢电流之比为一常数则

3、在恒转矩负载下电动机无论在高速或低速下运行其发热情况始终是一样的这将能充分利用电动机。这种调速办法称为恒转矩调速。例如保持电动机磁通不变改变电动机电枢电压或电枢回路电阻来调速的方法就属于恒转矩调速。14．4．1直流电动机调速技术14．4交、直流电动机调速技术14．4．1直流电动机调速技术恒功率调速：对于机床类负载：当切削量大时（即T大）要求切削速度（即n）低；当切削量小时（即T小）要求切削速度（即n）高；但每种工况下T·n的乘积近似不变，这类负载属于恒功率负载。为了配合这类负载，可以采用减弱磁通的方法调速。根据公式当磁通Ф减小时，转速n将升高，而转

4、矩T将减小。这种保持电动机电枢电压不变、减弱电动机磁通的调速方式与上述恒功率负载的要求相一致，称为恒功率调速。14．4交、直流电动机调速技术14．4．1直流电动机调速技术对于恒功率负载，应尽量采用恒功率调速方式；对于恒转矩负载应尽量采用恒转矩调速方式。只有这样．电动机才能得到充分利用。图14·4－11调压与调磁时电动机的调速特性调压—恒转矩调磁—恒功率14．4交、直流电动机调速技术14．4．1直流电动机调速技术2.直流电动机的调速方案1)直流电动机的调速原理直流电动机的机械特性方程式为式中n0——理想空载转速，n0=U／CeΦ;U——加在电枢回路上的电压

5、；Ce——电动势常数；Φ——电动机磁通；CT——转矩常数；R0——电动机电枢回路的电阻；T——电动机转矩。R——电动机电枢回路的外串电阻；可见，改变R、U及Φ中的任何一个参数，都可以改变电动机的机械特性，从而对电动机进行调速。14．4交、直流电动机调速技术14．4．1直流电动机调速技术2.直流电动机的调速方案2)改变电枢回路电阻调速当电枢回路串联附加电阻R时，其特性方程式变为式中14．4交、直流电动机调速技术14．4．1直流电动机调速技术2.直流电动机的调速方案2)改变电枢回路电阻调速当电枢回路串联附加电阻R时，其特性曲线如下串联电阻调速的机械特性、调

6、速特性14．4交、直流电动机调速技术14．4．1直流电动机调速技术2.直流电动机的调速方案2)改变电枢回路电阻调速当电枢回路串、并联附加电阻时，其电路图与机械特性图如右式中K—系数，K=RB／（RB＋R）；RB—并联的电阻；R—串联的电阻。14．4交、直流电动机调速技术14．4．1直流电动机调速技术2.直流电动机的调速方案3）改变电枢电压调速当改变电枢电压时，理想空载转速n0也将改变，但机械特性的斜率不变，这时机械特性如下式中U’——改变后的电枢电压；n0’——改变电压后的理想空载转速；Km——特性曲线的斜率。14．4交、直流电动机调速技术14．4．1

7、直流电动机调速技术2.直流电动机的调速方案比较表23·4－1(14—11)直流电动机改变电压调速的方法变压方法原理电路装置组成性能及适用场合电动机—发电机组（旋转变流机组）原动机可用同步电动机、绕线转子异步电动机（包括带飞轮和转差调节的机组）、笼型异步电动机、柴油机等。励磁方式有励磁机、电机扩大机、磁放大器和晶闸管励磁装置等。控制方式有继电器一接触器、磁放大器和半导体控制装置等输出电流无脉动，带飞轮的机组对冲击负载有缓冲作用，采用同步电动机的机组能提供无功功率，改善功率因数。因有旋转机组，效率较低，噪声、振动大。控制功率大，构成闭环系统一般动态指标较差，用

8、晶闸管励磁可提高动态指标。此种方法已很少采用晶闸管变流器包括变流变