直流电动机调速技术分享

在现代工业中，由于生产机械在不同的工作情况下，要求有不同的运行速度，因此需要对电动机进行调速。调速可以用机械的、电气的或机电配合的方法。电气调速就是在同一负载下，人为地改变电动机的电气参数，使转速得到控制性的改变。调速是为了生产需要而人为地对电动机转速进行的一种控制，它和电动机在负载变化时而引起的转速变化是两个不同的概念。调速是通过改变电气参数，有意识地使电动机工作点由一种机械特性转换到另一种机械特性上，从而在同一负载下得到不同的转速。而因负载变化引起的转速变化则是自动进行的，电动机工作在同一种机械特性上。

当负载不变时，他励直流电动机可以通过改变U、Φ、R三个参数进行调速。

1.电枢串电阻调速

如图1-29所示，他励直流电动机原来工作在固有特性a点，转速为n1，当电枢回路串入电阻后，工作点转移到相应的人为机械特性上，从而得到较低的运行速度。整个调速过程如下：调整开始时，在电枢回路中串入电阻Rpa，电枢总电阻R1=Ra+Rpa这时因转速来不及突变，电动机的工作点由a点平移到b点。此后由于b点的电磁转矩T′＜TL，使电动机减速，随着转速n的降低，Ea减小，电枢电流Ia和电磁转矩T相应增大，直到工作点移到人为机械特性c点时，T=TL，电动机就以较低的速度n2稳定运行。

图1-29　电枢串电阻调速

电枢串入的电阻值不同，可以保持不同的稳定速度，串入的电阻值越大，最后的稳定运行速度就越低。串电阻调速时，转速只能从额定值往下调，因此nm ax=nN。在低速时由于特性很软，调速的稳定性差，因此nmin不宜过低。另外，一般串电阻时，电阻分段串入，故属于有级调速，调速平滑性差。从调速的经济性来看，设备投资不大，但能耗较大。

需要指出的是，调速电阻应按照长期工作设计，而启动电阻是短时工作的，因此不能把启动电阻当作调速电阻使用。

2.弱磁调速(www.xing528.com)

这是一种通过改变电动机磁通大小来进行调速的方法。为了防止磁路饱和，一般只采用减弱磁通的方法。小容量电动机多在励磁回路中串接可调电阻，大容量电动机可采用单独的可控整流电源来实现弱磁调速。

图1-30中曲线1为电动机的固有机械特性曲线，曲线2为减弱磁通后的人为机械特性曲线。调速前电动机运行在a点，调速开始后，电动机从a点平移到c点，再沿曲线2上升到b点。考虑到励磁回路的电感较大以及磁滞现象，磁通不可能突变，电磁转矩的变化实际如图1-30中的曲线3所示。

图1-30　减弱磁通调速

弱磁调速的速度是往上调的，以电动机的额定转速nN为最低速度，最高速度受电动机的换向条件及机械强度的限制。同时若磁通过弱，电枢反应的去磁作用显著，将使电动机运行的稳定性受到破坏。

在采用弱磁调速时，由于在功率较小的励磁电路中进行调节，因此控制方便，能量损耗低，调速的经济性比较好，并且调速的平滑性也较好，可以做到无级调速。

3.降压调速

采用这种调速方法时，电动机的工作电压不能大于额定电压。从机械特性方程式可以看出，当端电压U降低时，转速降Δn和特性曲线的斜率不变，而理想空载转速n0随电压成正比例降低。降压调速的过程可参见降压时的人为机械特性曲线。

通常降压调速的调速范围可达2.5～12。随着晶闸管技术的不断发展和广泛应用，利用晶闸管可控整流电源可以很方便地对电动机进行降压调速，而且调速性能好，可靠性高。