1.调节RA具体方法是在电枢回路中串入调速电阻,如图1-8所示。这种方法非但增大了能耗,降低了电力拖动系统的效率,并且调速后的机械特性也较差,现在已基本不用。
图1-8 调节RA的调速
2.调节电枢电压UA这是迄今为止被公认为最好的一种调速方法。其主要特点是:
(1)调节UA时,理想空载转速n0随UA而变,但速度降落Δn不变,故调节后的机械特性曲线都是平行的,硬度不变,如图1-9所示。
图1-9 调节UA的机械特性
(2)只要能够平滑地调节UA,也就能平滑地调节转速。
(3)转速可以从零开始逐渐上升,故调速范围很宽。
(4)调速过程中并不增加能量损耗。
(5)调速过程中,主磁通ΦM不变,电动机的额定电流也不变,所以由式(1-14)可知,电动机的额定转矩也不变,调速具有“恒转矩”的特点。
调节电枢电压的具体方法,在20世纪50年代以前,多用发电机电动机组,如图0-1所示。显然,这种方法非但设备费用昂贵,且由于能量的转换环节多,降低了效率。
普通晶闸管(SCR)和电力晶体管(GTR)的相继问世,实现了由交流电源直接转换成电压可调的直流电源。这不但大大降低了设备的体积、重量和费用,还提高了电力拖动系统的效率和动态特性。
3.调节ΦM由于增加ΦM会引起磁路的饱和,所以只能将ΦM调小,故也称为弱磁调速。其主要特点如下:
(1)由式(1-18)可知,ΦM减小后,n0将增大。所以,减小ΦM的调速,是在额定转速以上的调速,从而扩大了调速的范围。(www.daowen.com)
(2)由式(1-19)可知,ΦM减小后,Δn将增大,且由于分母上是Φ2M的缘故,Δn的增大将更为显著,故机械特性变“软”,如图1-10中曲线②所示。
(3)由于电动机的额定电流不能变,所以ΦM减小后,电磁转矩TM也减小,不具备恒转矩调速的性质。但是,从能量的角度讲,电枢回路吸取电源的功率PA的大小是
PA=UAIA
电枢回路内部损耗的电功率ΔP的大小是
ΔP=I2ARA两者之差即为转换成机械能的电磁功率PM:
PM=PA-ΔP=UAIA-I2ARA (1-20)
式(1-20)表明,PM的大小与ΦM无关,所以调节ΦM的调速具有“恒功率”的性质。
图1-10 调节ΦM的机械特性
①—自然特性 ②—ΦM减小后的特性
综上所述,他励直流电动机的调速具有以下特点:
(1)在额定转速以下,通过调节UA进行调速,可以获得十分满意的恒转矩调速性能;而在额定转速以上,又可通过调节ΦM而得到恒功率调速性能。
(2)调速时,总是只调节两个互相垂直的磁场(主磁场和电枢电流的磁场)中的一个,而保持另一个磁场不变。这一点,被认为直流电动机所以能具有优越的调速性能的关键。
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