直流電動機(jī)的電力拖動他勵直流電動機(jī)的調(diào)速調(diào)速方式與負(fù)載類型的配合

2023/5/171

電動機(jī)運(yùn)行時(shí)，電機(jī)的實(shí)際輸出是由負(fù)載決定的。電動機(jī)的允許輸出是指電動機(jī)在某一轉(zhuǎn)速下長期可靠工作時(shí)所能輸出的最大轉(zhuǎn)矩和功率。允許輸出的大小主要決定于電機(jī)的發(fā)熱，而電機(jī)的發(fā)熱又主要決定于電樞電流。因此，在一定的轉(zhuǎn)速下，對應(yīng)額定電流時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩和功率便是電動機(jī)的允許輸出轉(zhuǎn)矩和功率。所謂電動機(jī)的充分利用，是指在一定的轉(zhuǎn)速下電動機(jī)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩和功率達(dá)到了它的允許輸出值，即電樞電流達(dá)到了額定值。三、調(diào)速方式與負(fù)載類型的配合1、電動機(jī)的允許輸出與充分利用的概念2023/5/172

以電機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下都能得到充分利用為條件(Ia=IN)，可以把他勵直流電動機(jī)的調(diào)速分為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速和恒功率調(diào)速兩種方式。電樞串電阻調(diào)速和降壓調(diào)速屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式，而弱磁調(diào)速屬于恒功率調(diào)速方式。

2、恒轉(zhuǎn)矩與恒功率調(diào)速方式（1）功率與轉(zhuǎn)矩2023/5/173

可見，串阻調(diào)速時(shí)，從高速到低速時(shí)，容許輸出轉(zhuǎn)矩是常數(shù)，稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，而容許輸出的功率則正比于轉(zhuǎn)速。（2）串電阻調(diào)速時(shí)的允許輸出串電阻調(diào)速時(shí)，Φ=ΦN保持不變，若在調(diào)速過程中充分利用電機(jī)，即調(diào)速前后保持Ia=IN

，則不同轉(zhuǎn)速下，電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩和功率的大小表示為：2023/5/174

可見，調(diào)壓調(diào)速時(shí)，從高速到低速時(shí)，容許輸出轉(zhuǎn)矩是常數(shù)，稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，而容許輸出的功率則正比于轉(zhuǎn)速。與串電阻調(diào)速相同。（3）降低電壓調(diào)速時(shí)的允許輸出降低電壓時(shí)，Φ=ΦN保持不變，若在調(diào)速過程中充分利用電機(jī)，即調(diào)速前后保持Ia=IN

，則不同轉(zhuǎn)速下，電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩和功率的大小表示為：2023/5/175

可見，弱磁調(diào)速時(shí)，從高速到低速時(shí)，容許輸出功率轉(zhuǎn)矩是常數(shù)，稱為恒功率調(diào)速，而容許輸出的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比。（4）弱磁調(diào)速時(shí)的允許輸出磁通減弱時(shí)，Φ是變化的，若在調(diào)速過程中充分利用電機(jī)，即調(diào)速前后保持Ia=IN

，則不同轉(zhuǎn)速下，電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩和功率的大小表示為：2023/5/176他勵直流電動機(jī)調(diào)速時(shí)的允許輸出

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此時(shí)負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL和電動機(jī)的允許輸出轉(zhuǎn)矩T均為常數(shù)，因此，只要選擇電動機(jī)的允許輸出轉(zhuǎn)矩T(也就是額定轉(zhuǎn)矩TN)與負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL相等，則負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性與電動機(jī)的允許輸出轉(zhuǎn)矩特性就完全重合，這樣，在任何轉(zhuǎn)速下均有T=TL，Ia=IN。此時(shí)，電動機(jī)既滿足了負(fù)載的要求，又得到了充分利用。因此，恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載配恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式是一種理想的配合。我們稱這種配合為調(diào)速方式與負(fù)載類型匹配。3、調(diào)速方式與負(fù)載類型的配合（1）恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載與恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式的配合2023/5/178此時(shí)負(fù)載功率PL和電動機(jī)的允許輸出功率P均為常數(shù)，因此，只要選擇電動機(jī)的允許輸出功率(也就是額定功率PN)與負(fù)載功率PL相等，則負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性也與電動機(jī)的允許輸出轉(zhuǎn)矩特性完全重合，在任何轉(zhuǎn)速下，也均有P=PL，Ia=IN，與第一種情況相同，電動機(jī)既滿足了負(fù)載的要求，又得到了充分利用，這也是一種理想的配合。我們也稱這種配合為調(diào)速方式與負(fù)載類型匹配。（2）恒功率負(fù)載配恒功率調(diào)速方式的配合2023/5/179

恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，即負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL=常數(shù)；恒功率調(diào)速方式，即電動機(jī)的允許輸出轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n成反比變化。顯然，此時(shí)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性TL=常數(shù)，與電動機(jī)的允許輸出轉(zhuǎn)矩特性T∝1/n不可能重合。為了滿足負(fù)載轉(zhuǎn)矩的需要，只能使電動機(jī)允許輸出轉(zhuǎn)矩的最小值(此時(shí)轉(zhuǎn)速最高)等于恒定的負(fù)載轉(zhuǎn)矩。（3）恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載配恒功率調(diào)速方式的配合可見，恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載配恒功率調(diào)速方式時(shí)，只有在最高轉(zhuǎn)速這一點(diǎn)上才有T=TL，P=PL，Ia=IN，電動機(jī)才被充分利用。而在低于最高轉(zhuǎn)速時(shí)，均出現(xiàn)TL<T，PL<P，Ia<IN，即電動機(jī)的實(shí)際輸出小于允許輸出，電動機(jī)沒有充分利用?？梢宰C明，在最低轉(zhuǎn)速時(shí)，電動機(jī)的實(shí)際輸出功率(負(fù)載功率)只是電動機(jī)額定功率的1/D。2023/5/1710

因?yàn)樨?fù)載所需要的最大功率應(yīng)作為選擇電動機(jī)額定功率的依據(jù)，所以電動機(jī)的額定功率

顯然，這種配合是不好的，它將造成電動機(jī)容量的浪費(fèi)。我們稱這種配合為調(diào)速方式與負(fù)載類型不匹配。

2023/5/1711可見，恒功率負(fù)載配恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式時(shí)，只有在最低轉(zhuǎn)速時(shí)才有T=TL，P=PL，Ia=IN，電動機(jī)才被充分利用。而在高于最低轉(zhuǎn)速時(shí)，均出現(xiàn)TL<T，PL<P，Ia<IN，即電動機(jī)不能被充分利用?？梢宰C明，這種配合時(shí)，電動機(jī)的實(shí)際輸出功率(恒定的負(fù)載功率)只是電動機(jī)額定功率的1/D。（4）恒功率負(fù)載配恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式的配合恒功率負(fù)載，其轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比變化，恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式時(shí)，電動機(jī)的允許輸出轉(zhuǎn)矩為常數(shù)。顯然，此時(shí)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性與電動機(jī)的允許輸出轉(zhuǎn)矩特性T=常數(shù)，也是不能重合的。為了滿足負(fù)載的需要，要使恒定的允許輸出轉(zhuǎn)矩T等于變化的負(fù)載轉(zhuǎn)矩的最大值(此時(shí)轉(zhuǎn)速最低)。2023/5/1712恒功率負(fù)載的功率PL=常數(shù)，而恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式(電樞串電阻調(diào)速和降壓調(diào)速)是在nN以下調(diào)速，所以nN=nmax，而電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩必須滿足最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩的要求，即TN=TLmax，于是電動機(jī)的額定功率為顯然，這種配合也是不好的，它將造成電動機(jī)容量的浪費(fèi)。我們也稱這種配合為調(diào)