文档介绍：第一节概述
第四章直流电动机调速系统
优点:直流电动机具有良好的起动、制动和调速特性,宽范围内无级调速
应用场合:对电动机的调速性能要求较高的生产设备中
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一、基本结构:
定子:定子磁场由定子磁极产生。由产生磁场方式分为永磁式和他励式。永磁式磁极由永磁材料制成,他励式由冲压硅钢片叠压而成,外绕线圈,通直流电产生磁场
转子:又称电枢,硅钢片叠压而成,通直流电时在磁场作用下产生电磁转矩带动负载旋转
电刷与换向片:保持电磁转矩恒定方向,转子旋转方向不变。电刷与外加电源连接,换向片与电枢导体相连
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(a) 转子主体
(b) 电枢钢片
C)直流电机的定子
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二、永磁直流电机的工作原理
永磁直流电动机结构图
通有直流电的电枢(转子)在恒定磁场的作用下,受到电磁转矩的驱使,带动负载旋转。
1、转矩平衡方程式:
永磁电机中、是常数,又写为
电磁转矩、负载转矩与转速变化的关系:
动转矩〉0,加速;动转矩〈0,减速;动转矩=0,恒转速运行
动转矩
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2、直流伺服电动机的电压平衡方程式
转子在磁场中以转速n切割磁力线时,电枢反电动势E与转速n之间存在如下关系
外加电压为,直流电动机的电压平衡方程式为
3、机械特性
n
n0
O
T
TL
UN
U 1
U 2
U 3
nN
n1
n2
n3
调压调速特性曲线
表示的是转速和转矩的关系
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第二节单闭环调速系统
一、调速定义
某一负载下,改变电机或电源参数来改变机械特性曲线,从而使电机转速发生变化或保持不变
1、一定范围内“变速”,即电动机负载不变,转速在一定范围内变化
2、保持“稳速”。即保证电机的工作速度不受外界干扰的影响而下降,使速度接近或等于原来的转速。
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注意:调速与转速自然变化的区别。
“转速的自然变化”是指生产机械的负载转矩发生变化时,电动机的电磁转矩T 要相应发生变化,电动机的转速也将随着发生变化。调速是通过人为手段改变电机参数而实现的转速变化。
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由机械特性可以看出,两种方法可以调节电动机的转速:
(1)调节电枢供电电压 Ud;
n
n0
O
T
TL
UN
U 1
U 2
U 3
nN
n1
n2
n3
调压调速特性曲线
降压调速:
降低电枢外加电压的数值,使理想空载转速n0下降,导致转速下降。
得到的是一组平行变化的曲线。具
有调速范围宽,机械特性硬,动态
性能好的优点。连续改变Ud能够
实现无级调速,是目前主要的调速
方法之一
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(2)改变电枢附加电阻 Ra。
n
n0
O
T
TL
R a
R 1
R 2
R 3
nN
n1
n2
n3
调阻调速特性曲线
电枢回路串入不同数值
附加电阻,调节转速。外接电阻越大,电阻功耗越大,使机械特性斜率变大,负载转速降变大,导致转速下降。
机械特性越软,稳定性越差,是有级调速
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三、调速指标
(一)静态调速指标
1、调速范围
额定负载下,最高转速与最低转速之比称为调速范围,用D表示。
D= /
指额定负载时,电力拖动系统可能运行的最高转速nmax与最低转速nmin之比。其中nmax受直流电动机转动部分机械强度与换向条件的限制, nmin受低转速时相对稳定性的限制。
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