[工学]电机与拖动课件.ppt

ρ越接近于1，则系统调速的平滑性越好。当ρ =1时，称无级调速，即转速可以连续调节，采用调压调速的方法可实现系统的无级调速。 4. 经济性 主要考虑调速设备的初投资、调速时电能的损耗及运行时的维修费用等。 3. 平滑性 在一定的调速范围内，调速的级数越多，则认为调速越平滑。平滑性用平滑系数来衡量，它是相邻两级转速之比 二、他励直流电动机的调速方法 前面曾介绍过他励直流电动机具有三种人为的机械特性，因而他励直流电动机有三种调速方法，下面分别介绍。 1. 串电阻调速 他励直流电动机拖动生产机械运行时，保持电枢电压额定，励磁电流（磁通）额定，在电枢回路串入不同的电阻时，电动机可运行于不同的速度。他励直流电动机电枢回路串电阻调速的电气原理图如图a示。电枢串电阻调速的机械特性方程式为 他励直流电动机串电阻调速的机械特性如图b所示，是一组过理想空载点n0的直线，串入的电阻越大，其斜率?越大。 电枢回路串电阻调速的特点是： 1）实现简单，操作方便； 2）低速时机械特性变软，静差率增大，相对稳定性变差； 3）只能在基速以下调速，因而调速范围较小，一般D ≤ 2； 5）由于电阻是分级切除的，所以只能实现有级调速，平滑性差； 4）由于串接电阻上要消耗电功率，因而经济性较差，而且转速越低，能耗越大。 因此，电枢串电阻调速的方法多用于对调速性能要求不高的场合，如过去的起重机、电车等，现在已不多见。 2. 调电压调速 他励直流电动机拖动负载运行时，保持励磁电流（磁通）额定，电枢回路不串电阻，改变电枢两端的电压，可以得到不同的转速。由于受电机绝缘耐压的限制，其电枢电压不允许超过额定电压，只能在额定电压UN以下进行，因此，调压调速也是一种在基速以下调节转速的方法。 调压调速的原理图如图a所示，其机械特性方程式为 调压调速的特点是： 1）由于调压电源可连续平滑调节，所以拖动系统可实现无级调速； 2）调速前后机械特性硬度不变，因而相对稳定性较好； 3）在基速以下调速，调速范围较宽，D可达10~20； 4）调速过程中能量损耗较少，因此调速经济性较好； 5）需要一套可控的直流电源。 调压调速多用在对调速性能要求较高的生产机械上，如机床、轧钢机、造纸机等。 3. 弱磁调速 他励直流电动机拖动负载运行时，保持电枢电压额定，电枢回路不串电阻，改变励磁电流（磁通），可以得到不同的转速。由于电动机在额定运行时，磁路已接近饱和，因此改变磁通调速，实际上是减弱磁通，所以叫弱磁调速。弱磁调速的原理图如 图所示。弱磁调速时，机械特性方程式为 弱磁调速的特点是： 1）由于励磁电流I f Ia ，因而控制方便，能量损耗小； 2）可连续调节电阻值，以实现无级调速； 3）在基速以上调速，由于受电机机械强度和换向火花的限制，转速不能太高，一般约为（1.2~1.5）nN ，特殊设计的弱磁调速电动机，最高转速为（3~4）nN ，因而调速范围窄。 弱磁调速的调速范围小，所以很少单独使用，一般都与调压调速配合，以获得很宽范围的、高效、平滑而又经济的调速。 三、调速方式与负载类型 1. 电动机的容许输出与充分利用 电动机的容许输出，是指电动机在某一转速下长期可靠工作时所能输出的最大功率和转矩。容许输出的大小主要取决于电机的发热，而发热又主要决定于电枢电流。因此，在一定转速下，对应额定电流时的输出功率和转矩便是电动机的容许输出功率和转矩。 要使电动机得到充分利用，应在一定转速下让电动机的实际输出达到容许值，即电枢电流达到额定值。显然，在大于额定电流下工作的电机，其实际输出将超过它的容许值，这时电机会因过热而损坏；而在小于额定电流下工作的电机，其实际输出会小于它的允许值，这时电机便会因得不到充分利用而造成浪费。因此，最充分使用电动机，就是让它工作在Ia =IN 情况下。 2.调速方式 电力拖动系统中，负载有不同的类型，电动机有不同的调速方法，具体分析电动机采用不同调速方法拖动不同类型负载时的电枢电流Ia的情况，对于充分利用电动机来说，是十分必要的。对于他励直流电