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他励直流电动机调速的方法(他励直流电动机的基本控制线路)

他励直流电动机调速的方法(他励直流电动机的基本控制线路)(3)串励电动机图2图1 (2)并励电动机 并励电机的励磁绕组是和电枢绕组并联的,如图4-2-2所示。并励电动机励磁绕组的特点是导线细、匝数多、电阻大、电流小。这是因为励磁绕组的电压就是电枢绕组的端电压,这个电压通常较高。励磁绕电阻大,可使If减小,从而减小损耗。由于If较小,为了产生足够的主磁通Φ,就应增加绕组的匝数。

1、直流电机的励磁方式

直流电动机的励磁方式是指励磁绕组获得励磁电流的方式,除永磁式微直流电动机外,直流电动机的磁场都是通过励磁绕组通入电流激励而建立的。按励磁方式不同可分为四种:他励、并励、串励和复励。

(1)他励电动机

他励电动机的励磁绕组和电枢绕组互不相连,如图4-2-1所示。他励电动机的励磁绕组采用单独的励磁电源。

他励直流电动机调速的方法(他励直流电动机的基本控制线路)(1)

图1

(2)并励电动机

并励电机的励磁绕组是和电枢绕组并联的,如图4-2-2所示。并励电动机励磁绕组的特点是导线细、匝数多、电阻大、电流小。这是因为励磁绕组的电压就是电枢绕组的端电压,这个电压通常较高。励磁绕电阻大,可使If减小,从而减小损耗。由于If较小,为了产生足够的主磁通Φ,就应增加绕组的匝数。

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图2

(3)串励电动机

串励电动机的励磁绕组与电枢绕组串联之后接直流电源,如图4-2-3所示。串励电动机励磁绕组的特点是其励磁电流If就是电枢电流Ia,这个电流一般比较大,所以励磁绕组导线粗、匝数少,它的电阻也较小。

(4)复励电动机

这种直流电动机的主磁极上装有两个励磁绕组,一个与电枢绕组串联,另一个与电枢绕组并联,如图4-2-4a所示,所以复励电动机的特性兼有串励电动机和并励电动机的特点,所以也被广泛应用。当两个励磁绕组产生的磁通方向一致时,称为积复励电动机,如图4-2-4b所示。相反时则称为差复励电动机。如图4-2-4c所示。

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图3

他励直流电动机调速的方法(他励直流电动机的基本控制线路)(4)

2、并励直流电动机调速控制线路

并励直流电动机的电气调速方法有三种:一是电枢回路串电阻调速;二是改变主磁通调速;三是改变电枢电压调速。

(1)电枢回路串电阻调速

电枢回路串电阻调速是在电枢回路中串接调速变阻器来实现的。这种调速方法只能由额定转速向下调节。

(2)改变主磁通调速

改变主磁通调速是通过改变励磁电流的大小来实现的。这种调速方法是由额定转速向上调节的,电机转速不能调节太高。改变主磁通调速是恒功率调速,即转速升高后,输出转矩必须减小,否则电枢电流会超过原来的额定电流,使电动机发热烧坏。

(3)改变电枢电压调速

在要求调速范围宽广的直流电动机调速控制电路中,一般采用改变电枢电压调速。目前正日趋广泛地使用晶闸管整流装置作为直流电动机的可调电源,通过改变晶闸管的导通角的大小来改变输出的脉动直流电的波形,从而达到改变输出电压的大小。调压调速是恒转矩调速,转速也只能由额定转速向下调节。

3、他励直流电动机的调速方法

(1)速度调节和速度变化

1)速度调节

电动机的调速是在一定的负载条件下,人为地改变电动机的电路参数,以改变电机的稳定运行速度。

例如:在负载转矩一定时,若电动机工作在特性1上的A点,则以

转速稳定运行;若人为地增加电枢回路的电阻,则电动机工作在特性曲线 2,速度将降至特性2上的B点,以

转速稳定运行,这种转速的变化是人为改变(或调节)电枢回路的电阻大小所造成的,故称调速或速度调节

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2)速度变化

定义:速度变化是指由于电动机的负载转矩发生变化(增大与减小)而引起电动机转速的变化(下降或上升)。

例如:当负载转矩由T1增加到T2时,电动机的转速由 n A降低到nB,它是沿某一条机械特性发生的转速变化。

3)两者区别

速度变化是在某条机械特性上,由于负载改变而引起的;而速度调节则是在某一特定的负载下,靠人为改变机械特性而得到的。

(2)调速方法

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特点和缺点

改变电枢回路串接电阻的大小调速存在如下问题:

A、机械特性较软,电阻愈大则特性愈软,稳定度愈低;

B、在空载或轻载时,调速范围不大;

C、实现无级调速困难;

D、在调速电阻上消耗大量电能等。

正因为缺点不少,目前已很少采用,仅在有些起重机、卷扬机等低速运转时间不长的传动系统中采用。

2)改变电动机电枢供电电压U

从特性可看出,在一定的负载转矩TL下,在电枢两端加上不同的电压

可以分别得到稳定工作点a、b、c和d,对应的转速分别为 na 、 nb 、 nc和 nd,即改变电枢电压可以达到调速的目的。

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特点:

A、可以平滑无级调速,但只能弱磁调速,即在额定转速nN以上调节;

B、调速特性较软,且受电动机换向条件等的限制,普通他励电动机的最高转速不得超过(1.2~2)

倍,所以,调速范围不大,若使用特殊制造的“调速电动机”,调速范围可以增加到(3~4)

倍的额定转速;

C、调速时维持电枢电压U和电枢电流 Ia不变时,电动机的输出功率 P = UIa不变,我们把在调速过程中,输出功率不变的这种特性称为恒功率调速。

基于弱磁调速范围不大,它往往是和调压调速配合使用,即在额定转速以下,用调压调速,而在额定转速以上,则用弱磁调速

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