電機(jī)控制技術(shù)項(xiàng)目7

電機(jī)控制技術(shù)——直流電動(dòng)機(jī)控制與實(shí)現(xiàn)任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)7.1直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)要考慮的問題包括以下方面：①啟動(dòng)電流的大??；②啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大??；③啟動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短；④啟動(dòng)過程是否平滑，即加速是否均勻；⑤啟動(dòng)過程的能量損耗大?。虎迒?dòng)設(shè)備的簡(jiǎn)單和可靠性。其中，啟動(dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩是主要的。任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)一、啟動(dòng)方法根據(jù)運(yùn)動(dòng)方程式電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的電磁轉(zhuǎn)矩Tst應(yīng)大于靜態(tài)轉(zhuǎn)矩Tz，才能使電機(jī)獲得足夠大的加速度。從來看，就要求磁通及啟動(dòng)時(shí)電樞電流足夠大。因此，在啟動(dòng)時(shí)，首先要將勵(lì)磁電路中外接的勵(lì)磁調(diào)節(jié)變阻器全部切除，使勵(lì)磁電流有最大的數(shù)值，以保證磁通為最大，然后再將電樞投入電網(wǎng)，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)。任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)然而，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和啟動(dòng)電流，并非越大越好。過大的啟動(dòng)電流將使電網(wǎng)電壓波動(dòng)，電動(dòng)機(jī)換向困難，甚至產(chǎn)生環(huán)火；而啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩過大，可能損壞電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等等。所以，啟動(dòng)電流要限制在許可的范圍內(nèi)。若將電動(dòng)機(jī)接到U=UN的電網(wǎng)上直接啟動(dòng)，在忽略電樞電感時(shí)，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電樞電流由式?jīng)Q定，在啟動(dòng)最初瞬間，轉(zhuǎn)速n=0，因而Ea=0。又由于Ra非常小，所以啟動(dòng)電流很大，通?？蛇_(dá)到電動(dòng)機(jī)額定電流的10～20倍。這樣大的電樞電流顯然是不允許的，因此，除極小容量電機(jī)外，不允許全壓直接啟動(dòng)。為了限制啟動(dòng)電流，一般采取兩種方法。任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)（1）降壓?jiǎn)?dòng)啟動(dòng)時(shí)降低電樞外加電壓，待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高、反電動(dòng)勢(shì)增大后，再逐漸增高電樞兩端的外加電壓。降壓?jiǎn)?dòng)方法，需要可調(diào)節(jié)電壓的直流電源，它可應(yīng)用在調(diào)壓調(diào)速的系統(tǒng)中。（2）電樞串聯(lián)啟動(dòng)變阻器啟動(dòng)這種方法比較簡(jiǎn)便，同樣可將啟動(dòng)電流限制在容許的范圍內(nèi)，但在啟動(dòng)過程中，要將啟動(dòng)電阻Rst分段切除。這時(shí)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流應(yīng)為任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)隨著轉(zhuǎn)速的升高，Ea增大，Ist也就減小，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst隨之減小。這樣，電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩以及加速度也就減小，使啟動(dòng)過程拖長(zhǎng)，并且不能加速到額定轉(zhuǎn)速。最理想的情況是保持電動(dòng)機(jī)作勻加速運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速隨時(shí)間成正比例地上升。這就要求電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩與啟動(dòng)電流在啟動(dòng)過程中保持不變。為此，隨著電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速增加，應(yīng)將啟動(dòng)電阻均勻平滑地切除。通常只能將啟動(dòng)電阻分成若干段切除，切除方法可用手動(dòng)控制或自動(dòng)控制裝置來實(shí)現(xiàn)。啟動(dòng)電阻段的數(shù)目越多，啟動(dòng)的加速過程越平滑。任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)二、分段電阻啟動(dòng)過程和機(jī)械特性為了便于討論，假設(shè)已選擇啟動(dòng)電阻級(jí)數(shù)m=3，即將啟動(dòng)電阻分為三段切除。圖7-1為電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)接線圖，圖7-2為該電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過程的機(jī)械特性曲線。圖中，Ra為電樞內(nèi)電阻；r1、r2、r3為各段啟動(dòng)電阻；R1、R2、R3為各級(jí)電樞總電阻。任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)開始瞬間，電樞電路接入全部啟動(dòng)電阻，電動(dòng)機(jī)工作在圖7-2中a點(diǎn)，由于這時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和反電動(dòng)勢(shì)為零，因此啟動(dòng)電流最大值為最大啟動(dòng)電流一般取～。選定后，第一級(jí)電阻人為特性可用兩點(diǎn)繪制（I=0，n=n0；I=Ist1，n=0），即得到圖7-2中A、a兩點(diǎn)和直線Aa。任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來后，隨著轉(zhuǎn)速和反電動(dòng)勢(shì)的增加，啟動(dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩將減小，它們沿著特性曲線Aa上的箭頭所指的方向變化。當(dāng)轉(zhuǎn)速高至n1，而電流降到圖中b點(diǎn)的數(shù)值（即換接電流Ist2）時(shí)，加速接觸器接點(diǎn)1KM應(yīng)及時(shí)閉合（圖7-1），第一段啟動(dòng)電阻r1便被短路切除。Ist2的數(shù)值一般取為（1.1～1.2）IN，使得在啟動(dòng)過程中，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩始終大于額定的負(fù)載轉(zhuǎn)矩。Ist選得大些，雖可使啟動(dòng)迅速，但將增加啟動(dòng)電阻級(jí)數(shù)。任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)由于換接瞬間電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和反電動(dòng)勢(shì)還來不及變化，啟動(dòng)電流將隨啟動(dòng)電阻的減小而增加。如被切除的第一段電阻r1選擇適當(dāng)，應(yīng)使啟動(dòng)電流又升高到Ist1。在此瞬間便由特性曲線Aa中的b點(diǎn)沿水平方向過渡到特性曲線Ac上的c點(diǎn)。c點(diǎn)的坐標(biāo)由I=Ist1，n=n1決定，連Ac，便得到與R2對(duì)應(yīng)的人為特性曲線。于是轉(zhuǎn)速和電流又沿直線Ac變化，當(dāng)變化到d點(diǎn)時(shí)，切除第二段啟動(dòng)電阻r2，依此類推。如Ist1和Ist2選擇適當(dāng)，當(dāng)最后一段電阻被切除后，電動(dòng)機(jī)就恰能過渡到固有特性曲線上，即過f點(diǎn)的水平線與I=Ist1的垂直線相交于固有特性曲線g點(diǎn)上。然后，電動(dòng)機(jī)就沿著固有特性加速，直到Tst=Tz時(shí)，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過程結(jié)束，進(jìn)入穩(wěn)定工作狀態(tài)。如電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)額定負(fù)載，便穩(wěn)定在固有特性曲線的h點(diǎn)（n=nN）上。如果Ist2選得不合適，則當(dāng)最后一段啟動(dòng)電阻被切除時(shí)，過f點(diǎn)的水平線和過a點(diǎn)的垂直線的交點(diǎn)g不在固有特性上，這時(shí)就需要重新選擇Ist2，重做各級(jí)人為特性曲線，直到合適為止。任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)7.2直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制線路一、手動(dòng)啟動(dòng)控制線路BQ3直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)變阻器用于小容量而電壓不超過220V的直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。它主要由電阻元件、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換裝置和外殼三大部分組成。1．并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)手動(dòng)啟動(dòng)控制電路圖并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)手動(dòng)啟動(dòng)控制電路如圖7-3所示。線路四個(gè)接線端E1、L+、A1和L-分別與電源、電樞繞組和勵(lì)磁繞組相連。手輪8附有街鐵9和恢復(fù)彈簧10，弧形銅條7的一端直接與勵(lì)磁電路接通，同時(shí)經(jīng)過全部啟動(dòng)電阻與電樞繞組接通。任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)2．并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)手動(dòng)啟動(dòng)控制電路工作原理（1）啟動(dòng)前，啟動(dòng)變阻器的手輪置于0位。（2）合上電源開關(guān)QF，慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)手輪8，使手輪從0位轉(zhuǎn)到靜觸頭1，接通勵(lì)磁繞組電路，同時(shí)將變阻器RS的全部啟動(dòng)電阻接入電樞電路，電動(dòng)機(jī)開始啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)。（3）隨著轉(zhuǎn)速的升高，手輪依次轉(zhuǎn)到靜觸頭2、3、4等位置，使啟動(dòng)電阻逐級(jí)切除，當(dāng)手輪轉(zhuǎn)到最后一個(gè)靜觸頭5時(shí)，電磁鐵6吸住手輪銜鐵9，此時(shí)啟動(dòng)電阻器全部切除，直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)完畢，進(jìn)入正常運(yùn)轉(zhuǎn)。任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)（4）當(dāng)電動(dòng)機(jī)停止工作切斷電源時(shí)，電磁鐵6由于線圈斷電吸力消失，在恢復(fù)彈簧10的作用下，手輪自動(dòng)返回0位，以備下次啟動(dòng)。電磁鐵6還具有失壓和欠壓保護(hù)作用。由于并勵(lì)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組具有很大的電感，所以當(dāng)手輪回復(fù)到0位時(shí)，勵(lì)磁繞組會(huì)6突然斷電而產(chǎn)生很大的自感電動(dòng)勢(shì)，可能會(huì)擊穿繞組的絕緣材料，在手輪和銅條間還會(huì)產(chǎn)生火花，將動(dòng)觸頭燒壞。因此，為了防止發(fā)生這些現(xiàn)象，應(yīng)將弧形銅條7與靜觸頭1相連，在手輪回到0位時(shí)，使勵(lì)磁繞組、電樞繞組和啟動(dòng)電阻組成一閉合回路，作為勵(lì)磁繞組斷電時(shí)的放電回路。啟動(dòng)時(shí)，為了獲得較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，應(yīng)短接勵(lì)磁電路的外接電阻RP，使勵(lì)磁電流最大。任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)二、并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電樞回路串電阻啟動(dòng)控制線路1．并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電樞回路串電阻啟動(dòng)控制線路圖圖7-4所示是并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電樞回路串電阻二級(jí)啟動(dòng)控制線路的電路圖。其中KA1為欠電流繼電器，作為勵(lì)磁繞組的失磁保護(hù)，以免勵(lì)磁繞組因斷線或接觸不良引起“飛車”事故；KA2為過電流繼電器，對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過載和短路保護(hù)；電阻R為電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí)勵(lì)磁繞組的放電電阻；V為續(xù)流二極管，使勵(lì)磁繞組正常工作時(shí)電阻R上沒有電流流入。任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)任務(wù)一直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)2．并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電樞回路串電阻啟動(dòng)控制線路工作原理并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電樞回路串電阻二級(jí)啟動(dòng)控制線路的工作原理如下：停止時(shí)，按下SB2即可。任務(wù)二直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)7.3直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)在一些生產(chǎn)機(jī)械中，有時(shí)為了限制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的升高（例如電車下坡及起重機(jī)下放重物），或需要很快地減速停車（如可逆式軋鋼機(jī)、龍門刨床等），要對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行制動(dòng)。制動(dòng)的方法有機(jī)械的（用抱閘）和電磁的兩種。電磁制動(dòng)是使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生一個(gè)與旋轉(zhuǎn)方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩。電磁制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，制動(dòng)強(qiáng)度控制比較容易。任務(wù)二直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)在一般的拖動(dòng)裝置中，對(duì)電動(dòng)機(jī)電磁制動(dòng)的要求與啟動(dòng)基本相同。要有足夠大的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，一般以電動(dòng)機(jī)及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不致受到過大的沖擊而損傷為宜。制動(dòng)電流不要超過電動(dòng)機(jī)換向所允許的數(shù)值，一般取2～2.5倍的額定電流。直流電動(dòng)機(jī)的電磁制動(dòng)方法有三種：①能耗制動(dòng)；②反接制動(dòng)，包括倒拉反接和電源反接制動(dòng)兩種；③回饋制動(dòng)。任務(wù)二直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)一、能耗制動(dòng)圖7-5（ａ）所示為電動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行，開關(guān)合在1的位置。電動(dòng)勢(shì)、電流、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖中所示。如將開關(guān)倒合到2的位置，電動(dòng)機(jī)被切斷電源而接入一個(gè)制動(dòng)電阻Rz。這時(shí)在拖動(dòng)系統(tǒng)慣性作用下，電機(jī)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，勵(lì)磁仍然保持不變。在電機(jī)電動(dòng)勢(shì)作用下，變成為發(fā)電機(jī)狀態(tài)，把旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)所儲(chǔ)存的動(dòng)能變?yōu)殡娔?，消耗在制?dòng)電阻和電樞內(nèi)阻中，故稱為能耗制動(dòng)狀態(tài)。由于此時(shí)作用于電動(dòng)機(jī)的電網(wǎng)電壓U=0，則電機(jī)的電流為任務(wù)二直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)任務(wù)二直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)在能耗制動(dòng)時(shí)，因U=0，n0=0，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性方程式變?yōu)槠渲蠷=Ra+Rz任務(wù)二直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)從（7-4）式可知，能耗制動(dòng)時(shí)，機(jī)械特性曲線為通過原點(diǎn)的直線，它的斜率，與電樞回路總電阻成正比。因?yàn)槟芎闹苿?dòng)時(shí)轉(zhuǎn)速方向未變，電流和轉(zhuǎn)矩方向變?yōu)樨?fù)（以電動(dòng)狀態(tài)為正）。所以，它的機(jī)械特性曲線在第二象限（見圖7-6）。圖7-6中還繪出不同制動(dòng)電阻時(shí)的機(jī)械特性?？梢钥闯?，在一定的轉(zhuǎn)速下，電樞總電阻越大，制動(dòng)電流和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩越小。因此，在電樞電路中串接不同的電阻值，可滿足不同的制動(dòng)要求。任務(wù)二直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)二、倒拉反接制動(dòng)倒拉反接制動(dòng)可用起重裝置來說明。圖7-7（a）中電動(dòng)機(jī)在提升載荷，電動(dòng)機(jī)逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，穩(wěn)定運(yùn)行于圖7-8固有特性曲線上a點(diǎn)。若以大電阻Rz串聯(lián)到電樞電路中，使電樞電流減小，電動(dòng)機(jī)便轉(zhuǎn)變到對(duì)應(yīng)于該電阻的人為特性曲線上的b點(diǎn)運(yùn)行。這時(shí)電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速下降。轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的變化沿著該電阻對(duì)應(yīng)的人為特性曲上箭頭所示的方向。當(dāng)轉(zhuǎn)速降至零時(shí)，如電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩仍小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，則在負(fù)載位能轉(zhuǎn)矩作用下，將電動(dòng)機(jī)倒拉而開始反轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)方向變?yōu)橄路胖匚锏姆较颍垡妶D7-7（b）］。在此情況下，電動(dòng)勢(shì)方向也隨之改變，而與電源電壓方向相同，于是電樞電路中電流為任務(wù)二直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)任務(wù)二直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)由于電樞電流方向未變，這時(shí)電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩方向也未變。但因旋轉(zhuǎn)方向已改變，所以電磁轉(zhuǎn)矩變成阻礙反向運(yùn)動(dòng)的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。如略去T0，當(dāng)TM=TL時(shí)，就制止了重物下放的速度繼續(xù)增加，可穩(wěn)定運(yùn)行于圖4特性曲線的c點(diǎn)上。因?yàn)榈估唇又苿?dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)勢(shì)方向發(fā)生改變，由原來與端電壓相反方向，變?yōu)榕c端電壓相同方向，所以倒拉反接制動(dòng)狀態(tài)又稱為電動(dòng)勢(shì)反接制動(dòng)狀態(tài)。倒拉反接制動(dòng)時(shí)機(jī)械特性方程式仍為任務(wù)二直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)但此時(shí)由于串入了大電阻，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速降即電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變?yōu)樨?fù)值，所以特性曲線應(yīng)在第四象限內(nèi)。圖7-8中也示出了不同的電樞電阻下的反接運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械特性?？梢钥闯?，在同一轉(zhuǎn)矩下，電阻越大，穩(wěn)定的倒拉轉(zhuǎn)速越高。由于倒拉反接制動(dòng)時(shí)，電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)Ea的方向與電源電壓U的方向一致，故有任務(wù)二直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)將上式兩邊乘以Ia，得式中，UIa表示直流電源仍然向電機(jī)供給電能，而EaIa則表示電機(jī)將下落重物的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。以上這兩部分電能都消耗在電樞內(nèi)電阻Ra和串入的制動(dòng)電阻Rz上。由此可見，反接制動(dòng)在電能利用方面是很不經(jīng)濟(jì)的。任務(wù)二直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)三、電源反接制動(dòng)反接制動(dòng)還可以在電源反接（或稱電壓反接）的情況下實(shí)現(xiàn)。如圖7-9所示為電源反接制動(dòng)原理接線圖。任務(wù)二直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)當(dāng)開關(guān)投向位置1時(shí)，電動(dòng)機(jī)以電動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行，旋轉(zhuǎn)方向和電動(dòng)勢(shì)方向如圖中實(shí)線箭頭所示，電流Ia和電磁轉(zhuǎn)矩TM方向用虛線箭頭表示。若將開關(guān)投向2的位置，這時(shí)加到電樞繞組兩端的電源電壓極性便和電動(dòng)運(yùn)行時(shí)相反。因?yàn)檫@時(shí)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)向不變，電動(dòng)勢(shì)方向不變。于是外加電壓與電動(dòng)勢(shì)方向相同，這樣，電樞電流變?yōu)樨?fù)值，電磁轉(zhuǎn)矩方向也隨之改變（見圖7-9中的實(shí)線箭頭），起到制動(dòng)作用，使轉(zhuǎn)速迅速下降。由于這時(shí)作用在電樞電路的電壓（），因此必須于反接的同時(shí)在電樞回路中串入制動(dòng)電阻Rz，以限制過大的制動(dòng)電流。這個(gè)電阻Rz一般約等于啟動(dòng)電阻的兩倍。任務(wù)二直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)因?yàn)橹苿?dòng)時(shí)接于電動(dòng)機(jī)的電源電壓符號(hào)改變，理想空載轉(zhuǎn)速為，所以電源反接的機(jī)械特性方程式為其中，Ia及TM應(yīng)以負(fù)值代入。任務(wù)二直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)電源反接過程的機(jī)械特性曲線如圖7-10所示。在制動(dòng)前，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在固有特性曲線1的a點(diǎn)上，當(dāng)串加電阻Rz并將電源反接的瞬間，電動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)變到電源反接的人為特性曲線2的b點(diǎn)上，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩變?yōu)橹苿?dòng)轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)工作點(diǎn)沿特性曲線2開始減速。當(dāng)轉(zhuǎn)速降至零時(shí)，如果是反抗性負(fù)載，當(dāng)TM≤TL時(shí)，電動(dòng)機(jī)便停止不動(dòng)；當(dāng)TM＞TL，在反向的電磁轉(zhuǎn)矩作用下，電機(jī)將反向啟動(dòng)，進(jìn)入反向電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，如圖中df段。如果是位能負(fù)載，當(dāng)這個(gè)位能負(fù)載轉(zhuǎn)矩大于拖動(dòng)系統(tǒng)空載的摩擦轉(zhuǎn)矩時(shí)，則不管電動(dòng)機(jī)在n=0時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩（它也是使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)的）有多大，電動(dòng)機(jī)都要反向旋轉(zhuǎn)。要避免電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，必須在n=0瞬間切斷電源，并使機(jī)械抱閘動(dòng)作，保證電動(dòng)機(jī)準(zhǔn)確停車。人為特性曲線2中bd段即為電源反接的機(jī)械特性，它在第二象限內(nèi)。電源反接的能量關(guān)系和倒拉反接的相同。任務(wù)二直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)四、回饋制動(dòng)當(dāng)起重機(jī)下放重物或電車下坡時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速都可能超過n0，這時(shí)電機(jī)將處于回饋制動(dòng)狀態(tài)。圖7-11所示是起重裝置示意圖。重物開始下放時(shí)，設(shè)電機(jī)作反向電動(dòng)運(yùn)行（習(xí)慣上以提升方向?yàn)檎Ｔ趫D7-11（a）中標(biāo)出了電動(dòng)機(jī)電流和轉(zhuǎn)矩的方向。這時(shí)的機(jī)械特性和電源反接的機(jī)械特性相同，如圖7-12所示的特性曲線２，而位能負(fù)載特性仍為正值。在電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩和位能負(fù)載轉(zhuǎn)矩作用下，電動(dòng)機(jī)沿特性曲線２在第三象限區(qū)間d點(diǎn)反向啟動(dòng)并且加速。當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到某一數(shù)值，如特性曲線2上f’點(diǎn)可將串在電樞的外電阻切除（也可像正常啟動(dòng)那樣分段切除），使電動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)由f’點(diǎn)變換到反向固有特性曲線３上點(diǎn)并繼續(xù)升速。當(dāng)下放轉(zhuǎn)速超過理想空載轉(zhuǎn)速時(shí)，電動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)進(jìn)入第四象限的回饋制動(dòng)狀態(tài)，如圖7-11（b）所示。任務(wù)二直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)任務(wù)二直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)當(dāng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的電樞電流變?yōu)榕cEa方向相同，從電樞正端流出。電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩也隨電流而改變它的方向，變?yōu)橹苿?dòng)轉(zhuǎn)矩。于是電動(dòng)機(jī)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)狀態(tài)，把系統(tǒng)的動(dòng)能變?yōu)殡娔埽答伝仉娋W(wǎng)。當(dāng)電磁制動(dòng)轉(zhuǎn)矩TM與位能負(fù)載轉(zhuǎn)TL平衡時(shí)，穩(wěn)定在g點(diǎn)上運(yùn)轉(zhuǎn)，以ng速度穩(wěn)定下放重物。從圖中可以看到，如果電樞電路中保留外接電阻，電動(dòng)機(jī)將穩(wěn)定在較高轉(zhuǎn)速的c點(diǎn)上。為了防止轉(zhuǎn)速過高，減少電阻損耗，在回饋制動(dòng)時(shí)，不宜接入制動(dòng)電阻。任務(wù)二直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)在上面討論起重裝置的電動(dòng)機(jī)回饋制動(dòng)時(shí)，把提升作為運(yùn)動(dòng)的正方向，所以下放重物的回饋制動(dòng)就是反向的制動(dòng)。機(jī)械特性在第四象限。如果把下放的方向定為運(yùn)動(dòng)的正方向，則應(yīng)把圖8所示的特性曲線圖轉(zhuǎn)過180°，成為正向的回饋制動(dòng)，特性曲線在第二象限。反向回饋制動(dòng)穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速為任務(wù)二直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)五、各種制動(dòng)方法的比較各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的機(jī)械特性曲線如圖7-13所示。保持電樞電路電阻不變，則特性曲線斜率不變。能耗制動(dòng)時(shí)U=0，n0=0，機(jī)械特性曲線經(jīng)過原點(diǎn)（見圖7-13中直線2）；電機(jī)接在電網(wǎng)上按規(guī)定正方向運(yùn)行，，這時(shí)特性曲線向上平行移至過n0點(diǎn)得直線1，第一象限為正向電動(dòng)運(yùn)行，第二象限為正向回饋制動(dòng)，第四象限為倒拉反接制動(dòng)；如將電源反接，則曲線向下移至過-n0點(diǎn)得直線3，與直線1相對(duì)應(yīng)，第二象限為電源反接制動(dòng)，第三象限為反向電動(dòng)運(yùn)行，第四象限為反向回饋制動(dòng)運(yùn)行。任務(wù)二直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)任務(wù)二直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)能耗制動(dòng)和電源反接制動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由運(yùn)行值下降至零，屬于“剎車”的過程。在制動(dòng)過程中沒有穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)，是屬于過渡狀態(tài)的制動(dòng)。出現(xiàn)在重物下放的倒拉反接制動(dòng)和再生制動(dòng)，起著限速作用，有穩(wěn)定的運(yùn)行點(diǎn)。在第五章第三節(jié)中所述的降壓調(diào)速過程可能出現(xiàn)過渡性的回饋制動(dòng)狀態(tài)。在制動(dòng)狀態(tài)下，電動(dòng)機(jī)實(shí)質(zhì)上轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)運(yùn)行。能耗制動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)變?yōu)楠?dú)自向電樞電路電阻供電的發(fā)電機(jī)；回饋制動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)變?yōu)榕c電網(wǎng)并聯(lián)的發(fā)電機(jī)，向電網(wǎng)反饋電能；反接制動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)變?yōu)榕c電網(wǎng)串聯(lián)的發(fā)電機(jī)，與電網(wǎng)共同對(duì)電樞電路電阻供電。制動(dòng)狀態(tài)下消耗的電能，除由電源供給的外，其余都是從旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變而來的任務(wù)二直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)各種制動(dòng)方法的特點(diǎn)和應(yīng)用綜述如下：（1）能耗制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是：制動(dòng)減速較平穩(wěn)可靠；控制線路較簡(jiǎn)單；當(dāng)轉(zhuǎn)速減至零時(shí)，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩也減小到零，便于實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確停車。其缺點(diǎn)是：制動(dòng)轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速下降成正比地減小，影響到制動(dòng)效果。能耗制動(dòng)適用于不可逆運(yùn)行，制動(dòng)減速要求較平穩(wěn)的情況下。（2）回饋制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是：不需要改接線路即可從電動(dòng)狀態(tài)自行轉(zhuǎn)化到制動(dòng)狀態(tài)；電能可反饋回電網(wǎng)，簡(jiǎn)便可靠而經(jīng)濟(jì)。其缺點(diǎn)是：制動(dòng)只能產(chǎn)生在n＞n0時(shí)，應(yīng)用范圍較窄?；仞佒苿?dòng)適用于位能負(fù)載的穩(wěn)定高速下降；在調(diào)速過程中，開始可能出現(xiàn)過渡性回饋制動(dòng)狀態(tài)。任務(wù)二直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)（3）反接制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是：制動(dòng)轉(zhuǎn)矩較恒定，制動(dòng)較強(qiáng)烈，效果好。其缺點(diǎn)是：需要從電網(wǎng)中吸收大量電能；轉(zhuǎn)速為零時(shí)，若不及時(shí)切斷電源，會(huì)自行反向加速（電源反接）。電源反接制動(dòng)適用于要求迅速反轉(zhuǎn)，較強(qiáng)烈制動(dòng)的場(chǎng)合；倒拉反接可應(yīng)用于吊車以較慢的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速下放重物時(shí)。任務(wù)二直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)

7.4直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制線路能耗制動(dòng)是指保持直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流不變，將電樞繞組的電源切除后，立即使其與制動(dòng)電阻連接成閉合回路，電樞憑慣性處于發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能并消耗在電樞回路中，同時(shí)獲得制動(dòng)力矩，迫使電動(dòng)機(jī)迅速停轉(zhuǎn)。一、并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)單向啟動(dòng)能耗制動(dòng)控制電路圖圖7-14所示為并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)單向啟動(dòng)能耗制動(dòng)控制電路圖。其中的電阻R為電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)停轉(zhuǎn)時(shí)勵(lì)磁繞組的放電電阻，V為續(xù)流二極管。任務(wù)二直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)任務(wù)二直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)二、并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)單向啟動(dòng)能耗制動(dòng)控制電路工作原理（1）串電阻單向啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)合上電源開關(guān)QF，按下啟動(dòng)按鈕SB1，電動(dòng)機(jī)M接通電源進(jìn)行串電阻二級(jí)啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。其詳細(xì)控制過程請(qǐng)參照前面講述的并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電樞回路串電阻二級(jí)啟動(dòng)自行分析。（2）能耗制動(dòng)停轉(zhuǎn)器KV的線圈得電→KV常開觸頭閉合→KM2線圈得電→KM2常開觸頭閉合→制動(dòng)電阻RB接入電樞回路進(jìn)行能耗制動(dòng)→當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速減小到一定值時(shí)，電樞繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也隨之減小到很小→使欠電壓繼電器KV釋放→KV觸頭復(fù)位→KM2斷電釋放，斷開制動(dòng)回路，能耗制動(dòng)完畢任務(wù)二直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)7.5直流電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)控制線路直流電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)，通常是通過改變電樞兩端電壓極性或改變勵(lì)磁電流的方向來改變電磁轉(zhuǎn)矩的方向，形成制動(dòng)力矩，從而迫使電動(dòng)機(jī)迅速停轉(zhuǎn)。一、并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)雙向啟動(dòng)反接制動(dòng)控制線路直流電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)的原理與反轉(zhuǎn)基本相同，所不同的是反接制動(dòng)過程至轉(zhuǎn)速為零時(shí)即結(jié)束。如圖7-15所示為并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)雙向啟動(dòng)反接制動(dòng)控制線路圖。任務(wù)二直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)任務(wù)二直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)二、并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)雙向啟動(dòng)反接制動(dòng)控制線路工作原理線路工作原理如下：（1）正向啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)任務(wù)二直流電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)任務(wù)三直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制與實(shí)現(xiàn)7.6直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速一、調(diào)速指標(biāo)電動(dòng)機(jī)速度調(diào)節(jié)性能的好壞，常用下列各項(xiàng)指標(biāo)來衡量。１．調(diào)速范圍調(diào)速范圍是指電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)額定負(fù)載時(shí)，所能達(dá)到的最大轉(zhuǎn)速與最小轉(zhuǎn)速之比，即由式（7-10）可見，要擴(kuò)大調(diào)速范圍，必須設(shè)法盡可能地提高與降低。但電動(dòng)機(jī)的受其機(jī)械強(qiáng)度、換向等方面的限制，一般在額定轉(zhuǎn)速以上，轉(zhuǎn)速提高的范圍是不大的。而降低受低速運(yùn)行時(shí)的相對(duì)穩(wěn)定性的限制。任務(wù)三直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制與實(shí)現(xiàn)２．調(diào)速的平滑性以電動(dòng)機(jī)兩個(gè)相鄰調(diào)速級(jí)的轉(zhuǎn)速ni與ni-1之比來衡量，即這個(gè)比值越接近于1，調(diào)速的平滑性越好。在一定的調(diào)速范圍內(nèi)，可能得到的調(diào)速級(jí)數(shù)越多，則調(diào)速平滑性越好。任務(wù)三直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制與實(shí)現(xiàn)３．調(diào)速的相對(duì)穩(wěn)定性調(diào)速的穩(wěn)定性是指負(fù)載轉(zhuǎn)矩發(fā)生變化時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨之變化的程度。工程上常用靜差率來衡量調(diào)速的相對(duì)穩(wěn)定性。它是指電動(dòng)機(jī)在某一機(jī)械特性曲線上運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)速降ΔnN，對(duì)理想空載轉(zhuǎn)速的百分比，即靜差率和機(jī)械特性的硬度有關(guān)，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性越硬，轉(zhuǎn)速變化率越小，靜差率越小，相對(duì)穩(wěn)定性越高。但機(jī)械特性硬度一樣，靜差率可能不等。如圖7-16所示兩條互相平行的機(jī)械特性，雖然，但，因此。即低速機(jī)械特性的靜差率大，相對(duì)穩(wěn)定性差。任務(wù)三直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制與實(shí)現(xiàn)任務(wù)三直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制與實(shí)現(xiàn)4．容許輸出調(diào)速時(shí)的容許輸出是指電動(dòng)機(jī)在得到充分利用的情況下，在調(diào)速過程中能夠輸出的功率和轉(zhuǎn)矩。５．適應(yīng)負(fù)載的特點(diǎn)不同的生產(chǎn)機(jī)械在調(diào)速時(shí)，軸上負(fù)載轉(zhuǎn)矩和功率變化的情形是不一樣的。某些機(jī)械，例如起重機(jī)、皮帶運(yùn)輸機(jī)等的特點(diǎn)是：當(dāng)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，因而所需的功率隨轉(zhuǎn)速成正比例變化，如圖7-17（ａ）所示，這一類負(fù)載稱為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。另一些生產(chǎn)機(jī)械，如大多數(shù)機(jī)床的主軸拖動(dòng)這類機(jī)械的特點(diǎn)是：當(dāng)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，負(fù)載功率保持一定，負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比，如圖7-17（ｂ）所示。這一類負(fù)載稱為恒功率負(fù)載。6．調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性由調(diào)速設(shè)備的投資和電機(jī)運(yùn)行時(shí)的能量消耗來決定。任務(wù)三直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制與實(shí)現(xiàn)任務(wù)三直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制與實(shí)現(xiàn)二、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式為上式表明直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法有三種：①改變電樞電路電阻；②改變磁通；③改變供電電壓。任務(wù)三直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制與實(shí)現(xiàn)1．改變電樞回路電阻調(diào)速電樞電路串接附加電阻后，n0不變，而轉(zhuǎn)速降與電阻成正比，使特性變軟。對(duì)應(yīng)不同的電樞電阻，可得到不同的人為特性?，F(xiàn)在先來分析串入電阻時(shí)，轉(zhuǎn)速是怎樣引起變化的。用此方法調(diào)速時(shí)，保持電機(jī)端電壓為額定電壓，磁通為額定磁通不變。在調(diào)速過程中，設(shè)電機(jī)軸上負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變。調(diào)速前，電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載，運(yùn)行在對(duì)應(yīng)TM=TL（T0略去不計(jì)）的固有特性曲線a點(diǎn)上（見圖7-18）。這時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為nN，電樞電流為IN。任務(wù)三直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制與實(shí)現(xiàn)當(dāng)電樞串入調(diào)節(jié)電阻時(shí)，電樞電流為在此瞬間，由于系統(tǒng)的機(jī)械慣性，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來不及變化，因此電樞電流將隨電樞回路電阻增加而減小。因?yàn)榇磐ú蛔?，必然使電磁轉(zhuǎn)矩減小。這時(shí)運(yùn)行點(diǎn)由固有特性a點(diǎn)變換到人為特性曲線的b點(diǎn)上。按假設(shè)條件TL不變，于是在b點(diǎn)電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩TM＜TL，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速便逐漸降低。任務(wù)三直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制與實(shí)現(xiàn)在轉(zhuǎn)速下降的同時(shí)，電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)勢(shì)與轉(zhuǎn)速成正比地減小，使得電樞電流和對(duì)應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩又重新逐漸增大。一直到恢復(fù)原來的與TL相平衡的數(shù)值為止，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速便不再下降，穩(wěn)定在人為特性曲線的c點(diǎn)上。如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩恒定，電樞電流將保持為原值不變，即這種調(diào)速方法的缺點(diǎn)是：①由于所串電阻所需的截面大，只能分較少的擋位調(diào)節(jié)，調(diào)速的平滑性差；②低速時(shí)，特性較軟，穩(wěn)定性較差；③輕載時(shí)調(diào)速效果不大；④因?yàn)殡姌须娏鞑蛔儯娮韫β蕮p耗與電阻成正比，轉(zhuǎn)速越低，須串入的電阻越大，電阻損耗越大，效率越低；⑤考慮到上述因素，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不宜調(diào)節(jié)得太低，因此也就限制了調(diào)速范圍，一般D=2～3。但是，這種調(diào)速方法具有設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便的優(yōu)點(diǎn)，適于作短時(shí)調(diào)速。在起重和運(yùn)輸牽引裝置中得到廣泛的應(yīng)用。任務(wù)三直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制與實(shí)現(xiàn)2．改變電動(dòng)機(jī)的磁通調(diào)速他勵(lì)電動(dòng)機(jī)改變磁通調(diào)速，比較簡(jiǎn)便的方法是在勵(lì)磁電路串聯(lián)調(diào)節(jié)電阻，改變勵(lì)磁電流，使磁通改變，接線圖如圖7-19所示。任務(wù)三直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制與實(shí)現(xiàn)首先分析在端電壓U=UN，電樞電路不串接外電阻，負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL=TN不變條件下，改變磁通調(diào)速時(shí)的轉(zhuǎn)速變化過程。設(shè)調(diào)速前電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行在圖7-20中的固有特性曲線a點(diǎn)上，當(dāng)增加勵(lì)磁調(diào)節(jié)電阻rf，使勵(lì)磁電流和磁通減小時(shí)，電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)勢(shì)隨之減小。雖然電動(dòng)勢(shì)減小得不多，但由于電樞內(nèi)電阻很小，所以電樞電流將急劇地增加。任務(wù)三直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制與實(shí)現(xiàn)磁通Φ減小并不大，而電樞電流Ia卻增加很多，這樣電磁轉(zhuǎn)矩還是比原來增大了。在這一瞬間，運(yùn)行點(diǎn)由固有特性曲線上a點(diǎn)，變換到人為特性曲線上的b點(diǎn)（見圖7-20）。此時(shí)，由于TM＞TL，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速開始上升。在轉(zhuǎn)速上升的同時(shí)，電動(dòng)勢(shì)也將增加，又使電樞電流逐漸減小。電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速沿著人為特性從b點(diǎn)變化到c點(diǎn)時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩恢復(fù)到原有值。這時(shí)轉(zhuǎn)速便穩(wěn)定為n1。任務(wù)三直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制與實(shí)現(xiàn)在新的穩(wěn)定點(diǎn)c上，電磁轉(zhuǎn)矩為電樞電流為電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為這種調(diào)速方法的優(yōu)點(diǎn)是：勵(lì)磁電流通常只是電樞額定電流的2%～5%，因而可用小容量調(diào)節(jié)電阻，這樣就能增多調(diào)速級(jí)數(shù)，調(diào)速平滑性較好；控制設(shè)備體積小，投資少，能量損耗小，調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性好。任務(wù)三直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制與實(shí)現(xiàn)這種調(diào)速的方法的主要缺點(diǎn)是：調(diào)速只能在額定轉(zhuǎn)速以上范圍進(jìn)行。因?yàn)檎９ぷ鲿r(shí)，，磁路已趨飽和，所以只能采取弱磁調(diào)速方式。而弱磁使轉(zhuǎn)速升高又受到換向和機(jī)械強(qiáng)度的限制，因此調(diào)速范圍不廣。普通電機(jī)D=1.2～2，特殊設(shè)計(jì)可達(dá)到D=3～4。這種調(diào)速方法不適合于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。因?yàn)樵诤愣ㄘ?fù)載條件下，從式（1）可知，磁通減小、轉(zhuǎn)速升高時(shí)，電樞電流將增大。如果低轉(zhuǎn)速電樞電流為額定，則高轉(zhuǎn)速時(shí)電樞電流將超過額定值，使電機(jī)過熱；反之如使高轉(zhuǎn)速時(shí)電樞電流為額定值，則低轉(zhuǎn)速時(shí)電樞電流未達(dá)到額定值，電動(dòng)機(jī)容量不能充分利用。要使電機(jī)在弱磁調(diào)速過程中，電樞電流保持額定值不變，則在高轉(zhuǎn)速（弱磁）時(shí)，要求負(fù)載轉(zhuǎn)矩相應(yīng)地減小，所以弱磁調(diào)速適合于恒功率負(fù)載。任務(wù)三直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制與實(shí)現(xiàn)四、改變電樞電壓調(diào)速改變電樞電壓的人為特性是一根平行于固有機(jī)械特性的直線。先說明改變電壓調(diào)速的過程。設(shè)電動(dòng)機(jī)的磁通保持額定值不變，電樞不串外接電阻，負(fù)載轉(zhuǎn)矩為額定值不變。調(diào)速前，電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定工作在圖7-21所示固有機(jī)械特性曲線1的a點(diǎn)上。這時(shí)若將加在電樞兩端的電壓降低（對(duì)應(yīng)于人為特性的電壓），在此瞬間電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速由于慣性作用來不及變化，電動(dòng)勢(shì)Ea也未變化，電樞電流將減小，必將導(dǎo)致電磁轉(zhuǎn)矩變小。電動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)將從a點(diǎn)瞬時(shí)變到人為特性曲線2上的b點(diǎn)。這時(shí)電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速將下降。在轉(zhuǎn)速下降的同時(shí)，電動(dòng)勢(shì)Ea隨之減小，電樞電流及電磁轉(zhuǎn)矩又重新增大，工作點(diǎn)由b點(diǎn)逐漸向c點(diǎn)變化。當(dāng)電樞電流及電磁轉(zhuǎn)矩增加到與負(fù)載轉(zhuǎn)矩相平衡的數(shù)值時(shí)，電動(dòng)機(jī)便穩(wěn)定在人為特性曲線的c點(diǎn)上運(yùn)行。任務(wù)三直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制與實(shí)現(xiàn)如果電樞電壓下降幅度較大，使U＜Ea時(shí)，人為特性為圖6中的曲線3。降壓的瞬時(shí)Ia變?yōu)樨?fù)值，電動(dòng)機(jī)便過渡到發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)，工作點(diǎn)從固有特性的a點(diǎn)瞬時(shí)地變到人為特性曲線3上的b’點(diǎn)。這時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)能將變?yōu)殡娔芑仞侂娋W(wǎng)