课程设计---直流电动机调速设计
pwm直流电机调速课程设计
一、课程设计的主要目标任务直流电动机具有良好的起动、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。
从控制的角度来看，直流调速还是交流拖动系统的基础。
早期直流电动机的控制均以模拟电路为基础，采用运算放大器、非线性集成电路以与少量的数字电路组成，控制系统的硬件部分非常复杂，功能单一，而且系统非常不灵活、调试困难，阻碍了直流电动机控制技术的发展和应用范围的推广。
随着单片机技术的日新月异，使得许多控制功能与算法可以采用软件技术来完成，为直流电动机的控制提供了更大的灵活性，并使系统能达到更高的性能[2]。
采用单片机构成控制系统，可以节约人力资源和降低系统成本，从而有效的提高工作效率。
传统的控制系统采用模拟元件，虽在一定程度上满足了生产要求，但是因为元件容易老化和在使用中易受外界干扰影响，并且线路复杂、通用性差，控制效果受到器件性能、温度等因素的影响，故系统的运行可靠性与准确性得不到保证，甚至出现事故。
目前，直流电动机调速系统数字化已经走向实用化，伴随着电子技术的高度发展，促使直流电机调速逐步从模拟化向数字化转变，特别是单片机技术的应用，使直流电机调速技术又进入到一个新的阶段，智能化、高可靠性已成为它发展的趋势。
二、课程设计系统方案选取1. 直流电动机运行原理脉宽调制技术是利用数字输出对模拟电路进行控制的一种有效技术，尤其是在对电机的转速控制方面，可大大节省能量，PWM控制技术的理论基础为：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或其他所需3 要的波形。
按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。
直流电动机的转速n和其他参量的关系可表示为图1：直流电机原理图式中Ua——电枢供电电压（V）；Ia ——电枢电流（A）；Ф——励磁磁通（Wb）；Ra——电枢回路总电阻（Ω）；CE ——电势系数，，p为电磁对数，a为电枢并联支路数，N为导体数。
基于单片机的直流电机调速系统的课程设计
一、总体设计概述本设计基于8051单片机为主控芯片，霍尔元件为测速元件， L298N为直流伺服电机的驱动芯片，利用 PWM调速方式控制直流电机转动的速度，同时可通过矩阵键盘控制电机的启动、加速、减速、反转、制动等操作，并由LCD显示速度的变化值。
二、直流电机调速原理根据直流电动机根据励磁方式不同，分为自励和它励两种类型，其机械特性曲线有所不同。
但是对于直流电动机的转速，总满足下式：式中U——电压；Ra——励磁绕组本身的内阻；——每极磁通（wb ）;Ce——电势常数；Ct——转矩常数。
由上式可知，直流电机的速度控制既可以采用电枢控制法也可以采用磁场控制法。
磁场控制法控制磁通，其控制功率虽然较小，但是低速时受到磁场和磁极饱和的限制，高速时受到换向火花和换向器结构强度的限制，而且由于励磁线圈电感较大，动态响应较差，所以在工业生产过程中常用的方法是电枢控制法。
电枢控制法在励磁电压不变的情况下，把控制电压信号加到电机的电枢上来控制电机的转速。
传统的改变电压方法是在电枢回路中串连一个电阻，通过调节电阻改变电枢电压，达到调速的目的，这种方法效率低，平滑度差，由于串联电阻上要消耗电功率，因而经济效益低，而且转速越慢，能耗越大。
随着电力电子的发展，出现了许多新的电枢电压控制法。
如：由交流电源供电，使用晶闸管整流器进行相控调压；脉宽调制（PWM）调压等。
调压调速法具有平滑度高、能耗低、精度高等优点，在工业生产中广泛使用，其中PWM应用更广泛。
脉宽调速利用一个固定的频率来控制电源的接通或断开，并通过改变一个周期内“接通”和“断开”时间的长短，即改变直流电机电枢上的电压的“占空比”来改变平均电．压的大小，从而控制电动机的转速，因此，PWM又被称为“开关驱动装置”。
如果电机始终接通电源是，电机转速最大为Vmax，占空比为D=t1/t，则电机的平均转速：Vd=Vmax*D，可见只要改变占空比D，就可以调整电机的速度。
平均转速Vd与占空比的函数曲线近似为直线。
直流电机调速的设计-张茂庆(电气二班)
电力电子技术课程设计报告直流电机调速的设计姓名张茂庆学号 201009140236年级 2010级专业电气工程及其自动化系（院）汽车学院指导教师王增玉2012年 1 月1 日一引言早期直流传动的控制系统采用模拟分离器件构成，由于模拟器件有其固有的缺点，如存在温漂、零漂电压，构成系统的器件较多，使得模拟直流传动系统的控制精度及可靠性较低。
随着计算机控制技术的发展，微处理器已经广泛使用于直流传动系统，实现了全数字化控制。
由于微处理器以数字信号工作，控制手段灵活方便，抗干扰能力强。
所以，全数字直流调速控制精度、可靠性和稳定性比模拟直流调速系统大大提高。
所以，直流传动控制采用微处理器实现全数字化，使直流调速系统进入一个崭新的阶段。
微处理器诞生于上个世纪七十年代，随着集成电路大规模及超大规模集成电路制造工艺的迅速发展，微处理器的性价比越来越高。
此外，由于电力电子技术的发展，制作工艺的提升，使得大功率电子器件的性能迅速提高。
为微处理器普遍用于控制电机提供了可能，利用微处理器控制电机完成各种新颖的、高性能的控制策略，使电机的各种潜在能力得到充分的发挥，使电机的性能更符合工业生产使用要求，还促进了电机生产商研发出各种如步进电机、无刷直流电机、开关磁阻电动机等便于控制且实用的新型电机，使电机的发展出现了新的变化。
对于复杂的微处理器控制电机,则要利用微处理器控制电机的电压、电流、转矩、转速、转角等，使电机按给定的指令准确工作。
通过微处理器控制，可使电机的性能有很大的提高。
目前相比直流电机和交流电机他们各有所长，如直流电机调速性能好，但带有机械换向器，有机械磨损及换向火花等问题；交流电机，不论是异步电机还是同步电机，结构都比直流电机简单，工作也比直流电机可靠，但在频率恒定的电网上运行时，它们的速度不能方便而经济地调节[2]。
高性能的微处理器如DSP (DIGITAL SIGNAL PROCESSOR即数字信号处理器)的出现，为采用新的控制理论和控制策略提供了良好的物质基础，使电机传动的自动化程度大为提高。
并励直流电动机电压调速设计
并励直流电动机电压调速设计
专业课程设计报告
科目：电机学课程设计
系别机电工程学院专业班级自动化学生姓名指导教师
提交日期2021年12月13日
设计建议：1分析并励直流电动机的工作原理；2分析电压变频方法；3搜寻预设合理的电动机额定参数，至少得出三组电压变化对应参数排序
1.并励直流电机工作原理：励磁绕组和电枢绕组并联，由一个直流电源供电。
定子绕组产生磁场，当通直流电时定子绕组产生固定极性的磁场，转子通直流电在磁场中受力，于是转子在磁场中受力旋转起来。
2.电压变频原理：并励直流电动机可以通过发生改变电枢电路所串电阻值去发生改变电枢电压从而达至变频效果。
当给电机加之一定功率后，在维持输入转矩维持不变的条件下，减小电枢电路所串电阻引致电动机电枢电压减少，电机输出功率随之上升并且其输出功率始终在额定输出功率之下变化。
如下图
u,if保持不变，设开始时
iat=0,ia=ian,n=nn,由于iat就可以减小n=
u-ia(ra+rat)
所述输出功率n将上升
则电枢两端电压将降低
ue=220v
3.计算：假设一台并励直流电动机，额定功率
pe=7.5kw
i=42a,n=1470转，ra=0.2ω,rf=110ω
u-ia(ra+rat)
根据公式n=
若rat=2ω，n=915rat=3ω,n=637
rat=4ω,n=360
即为可以通过发生改变电枢两端电压去发生改变输出功率。
直流电机的PWM电流速度双闭环调速系统课程设计
电力拖动课程设计题目：直流电机的PWM电流速度双闭环调速系统姓名：学号：班级：指导老师：课程评分：日期目录一、设计目标与技术参数二、设计基本原理（一）调速系统的总体设计（二）桥式可逆PWM变换器的工作原理（三）双闭环调速系统的静特性分析（四）双闭环调速系统的稳态框图（五）双闭环调速系统的硬件电路（六）泵升电压限制（七）主电路参数计算和元件选择（八）调节器参数计算三、仿真（一）仿真原理（含建模及参数）（二）重要仿真结果（目的为验证设计参数的正确性）四、结论参考文献附录1：调速系统总图附录2：调速系统仿真图一、设计目标与技术参数直流电机的PWM电流速度双闭环调速系统的设计目标如下：额定电压：U N=220V；额定电流：I N=136A；额定转速：n N：=1460r/min；电枢回路总电阻：R=0.45Ω；电磁时间常数：T l=0.076s；机电时间常数：T m=0.161s；电动势系数：C e=0.132V*min/r；转速过滤时间常数：T on=0.01s；转速反馈系数α=0.01V*min/r；允许电流过载倍数：λ=1.5；电流反馈系数：β=0.07V/A；电流超调量：σi≤5%；转速超调量：σi≤10%；运算放大器：R0=4KΩ；晶体管PWM功率放大器：工作频率：2KHz；工作方式：H型双极性。
PWM变换器的放大系数：K S=20。
二、设计基本原理（一）调速系统的总体设计在电力拖动控制系统的理论课学习中已经知道，采用PI调节的单个转速闭环直流调速系统可以保证系统稳定的前提下实现转速无静差。
但是，如果对系统的动态性能要求较高，例如要求快速起制动，突加负载动态速降小等等，单闭环调速系统就难以满足需要。
这主要是因为在单闭环调速系统中不能随心所欲的控制电流和转矩的动态过程。
如图2-1所示。
图2-1 直流调速系统启动过程的电流和转速波形用双闭环转速电流调节方法，虽然相对成本较高，但保证了系统的可靠性能，保证了对生产工艺的要求的满足，既保证了稳态后速度的稳定，同时也兼顾了启动时启动电流的动态过程。
单片机课程设计PWM直流电动机调速控制系统方案
单片机原理及应用—— P W M直流电机调速控制系统概括直流电动机具有良好的启动性能和调速特性。
具有起动转矩大、调速平稳、经济大范围、调速容易、调速后效率高等特点。
本文设计的直流电机调速系统主要由51单片机、电源、H桥驱动电路、LED 液晶显示器、霍尔测速电路和独立按键组成的电子产品组成。
电源采用78系列芯片，采用PWM波方式实现电机+5V、+15V调速，PWM为脉宽调制，通过51单片机改变占空比实现。
通过独立的按键实现电机的启停、调速和转向的手动控制，LED实现测量数据（速度）的显示。
电机转速采用霍尔传感器检测输出方波，通过51单片机统计1秒内方波脉冲个数，计算电机转速，实现直流电机的反馈控制。
关键词：直流电机调速； H桥驱动电路； LED显示屏; 51单片机目录摘要2摘要错误!未定义书签。
目录3第 1 章引言41.1 概述41.2 国外发展现状41.3 要求51.4 设计目的及6第 2 章项目论证与选择72.1 电机调速模块72.2 PWM调速工作模式72.3 PWM脉宽调制方式错误!未定义书签。
2.4 PWM 软件实现错误!未定义书签。
第三章系统硬件电路设计83.1 信号输入电路83.2 电机PWM驱动模块电路9第 4 章系统的软件设计104.1 单片机选型104.2 系统软件设计分析10第 5 章 MCU 系统集成调试135.1 PROTEUS 设计与仿真平台错误!未定义书签。
18传统开发流程对比错误!未定义书签。
第一章简介1.1 概述现代工业的电驱动一般要求部分或全部自动化，因此必须与各种控制元件组成的自动控制系统相联动，而电驱动可视为自动电驱动系统的简称。
在这个系统中，生产机械可以自动控制。
随着现代电力电子技术和计算机技术的发展以及现代控制理论的应用，自动电驱动正朝着计算机控制的生产过程自动化方向发展。
以实现高速、高质量、高效率的生产。
在大多数集成自动化系统中，自动化电力牵引系统仍然是不可或缺的组成部分。
单片机课程设计完整版《PWM直流电动机调速控制系统》
单片机原理及应用课程设计报告设计题目：学院：专业：班级：学号：学生姓名：指导教师：年月日目录设计题目 (3)1 设计要求及主要技术指标： (4)1.1 设计要求 (4)1.2 主要技术指标 (5)2 设计过程 (6)2.1 题目分析 (9)2.2 整体构思 (10)2.3 具体实现 (12)3 元件说明及相关计算 (14)3.1 元件说明 (14)3.2 相关计算 (15)4 调试过程 (16)4.1 调试过程 (16)4.2 遇到问题及解决措施 (20)5 心得体会 (21)参考文献 (22)附录一：电路原理图 (23)附录二：程序清单 (24)设计题目：PWM直流电机调速系统本文设计的PWM直流电机调速系统，主要由51单片机、电源、H桥驱动电路、LED液晶显示器、霍尔测速电路以及独立按键组成的电子产品。
电源采用78系列芯片实现+5V、+15V对电机的调速采用PWM波方式，PWM是脉冲宽度调制，通过51单片机改变占空比实现。
通过独立按键实现对电机的启停、调速、转向的人工控制，LED实现对测量数据（速度）的显示。
电机转速利用霍尔传感器检测输出方波，通过51单片机对1秒内的方波脉冲个数进行计数，计算出电机的速度，实现了直流电机的反馈控制。
关键词：直流电机调速；定时中断；电动机；PWM波形；LED显示器；51单片机1 设计要求及主要技术指标：基于MCS-51系列单片机AT89C52，设计一个单片机控制的直流电动机PWM 调速控制装置。
1.1 设计要求（1）在系统中扩展直流电动机控制驱动电路L298，驱动直流测速电动机。
（2）使用定时器产生可控的PWM波，通过按键改变PWM占空比，控制直流电动机的转速。
（3）设计一个4个按键的键盘。
K1:“启动/停止”。
K2：“正转/反转”。
K3：“加速”。
K4:“减速”。
（4）手动控制。
在键盘上设置两个按键----直流电动机加速和直流电动机减速键。
在手动状态下，每按一次键，电动机的转速按照约定的速率改变。
直流电机速度控制课程设计
直流电机速度控制1设计内容及要求1.1设计目的设计制作和调试一个由MCS51单片机组成的直流测控系统。
通过这个过程学习熟悉键盘控制和七段数码管的使用，掌握直流电机的速度控制和测试方法。
1．2预习和参考MCS51单片机汇编程序语言、计算机控制技术、自动控制原理、1.3 设计（设计）要求设计指标1．在显示器上显示任意四位十进制数2．将8个键定义键值为0~7，按任意键在显示器上显示对应键值3．实现功能：（1）定义键盘按键：5个为数字键0～4；3个功能键：设置SET、清零 CLR、开始START；（2）显示器上的四位可显示每分钟的速度；（3）通过键盘的按键，设置直流电机每分钟的速度值；（4）按START键启动电机开始转动，按SET键停止；按CLR键清零。
2控制芯片选择根据实验要求选择80C31芯片。
选择该芯片可以根据控制开关按钮的开关状态，控制数码管的数字显示以及变频直流电动机的转速。
80C31单片机，是8位高性能单片机，具有40根引脚。
属于标准的MCS-51的HCMOS产品。
它结合了HMOS的高速和高密度技术及CHMOS的低功耗特征，标准MCS-51单片机的体系结构和指令系统。
80C31内置中央处理单元、128字节内部数据存储器RAM、32个双向输入/输出(I/O)口、2个16位定时/计数器和5个两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内时钟振荡电路。
40根引脚按其功能可分为四类：1. 电源线2根VCC：编程和正常操作时的电源电压，接+5V。
VSS：地电平。
2. 晶振：2根XTAL1：振荡器的反相放大器输入。
使用外部震荡器是必须接地。
XTAL2：振荡器的反相放大器输出和内部时钟发生器的输入。
当使用外部振荡器时用于输入外部振荡信号。
3. I/O口有p0、p1、p2、p3共四个8位口，32根I/O线，其功能如下：P0.0～P0.7 （AD0～AD7）是I/O端口O的引脚，端口O是一个8位漏极开路的双向I/O端口。
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目录1 直流电动机简介 (1)2 直流电动机的相关内容 (2)2.1 直流电动机的分类 (2)2.2 直流电动机用途 (2)2.3 直流电动机的结构 (2)3 直流电动机调速简介 (4)3.1 什么是调速 (4)3.2 调速的方法 (4)3.3 调速的技术指标 (4)3.4 调速的方法分类 (5)4 他厉直流电动机的调速方法 (6)4.1 改变电枢电阻调速 (6)4.2 改变电枢电源电压调速 (7)4.3 弱磁调速 (8)4.5 调速方式与负载类型的配合 (10)5 设计内容 (11)5.1 电枢串接电阻调速 (11)5.2 改变电压调速 (12)5.3 采用改变励磁电流调速 (12)6 结论 (13)参考文献 (14)直流电动机调速设计1 直流电动机简介直流电动机是人类最早发明和应用的电机。
与交流电机相比，直流电机因结构复杂，维护困难，价格较贵等缺点制约了它的发展，但是由于直流电动机具有优良的起动，调速和制动性能，因此在工业领域中占有一席之地。
它是实现了电能转换成机械能的电机。
2直流电动机的相关内容2.1 直流电动机的分类1.他励直流电动机2.并励直流电动机3.串励直流电动机4.复励直流电动机2.2 直流电动机用途直流电动机具有优良的调速性能，调速范围宽，精度高，平滑性好，且调节方便，还具有较高的过载能力和优良的起动、制动性能，因此直流电动机特别适合于要求宽度调速范围的电气传动和有特殊性能要求的自动控制系统，例如：轧钢机、电力机、城市电车等。
直流电机与交流电机相比，其主要的缺点是换向问题。
它限制了直流电机的最大容量，增加了运行维护工作量，也导致其制造成本较高。
但目前仍有不少场合使用直流电动机。
2.3 直流电动机的结构图2-1 直流电机装配结构图1—换向器 2—电刷装置 3—机座 4—主磁极 5—换向极 6—端盖 7—风扇8—电枢绕组 9—电枢铁心李洋直流电动机调速设计直流电动机主要由磁极，电枢，换向器三部分组成。
磁极是电动机中产生磁场的装置，它分为极心和极掌两部分。
极心上放置励磁绕组，极掌的作用是使电动机空隙中磁感应强度得分布最为合适，并用来挡住励磁绕组；磁极是用钢片叠成的，固定在机座上；机座也是磁路的一部分。
机座常用铸钢制成。
电枢。
电枢是电动机中产生感应电动势的部分。
直流电动机的电枢是旋转的，电枢铁心成圆柱状，由硅钢片叠成，表面冲有槽，槽中放有电枢绕组。
换向器。
换向器是直流电动机的一种特殊装置，主要有许多换向片组成，每两个相邻的换向片中间是绝缘片。
在换向器的表面用弹簧压着固定的电刷，使转动的电枢绕组可以同外电路连接。
换向器是直流电动机的结构特征，易于识别。
辽宁工程技术大学电机与拖动课程设计3 直流电动机调速简介3.1 什么是调速在现代工业中，为了提高生产率和满足生产工艺的要求，生产机械需要在不同速度下运行。
例如：车床切削工件时，粗加工用低速，精加工用高速；轧钢机在轧制不同钢种和不同规格的钢材时，需用不同的轧制速度。
这些事例说明，生产机械的工作速度需要根据工艺要求而可以调节。
所谓调速，就是根据生产机械工艺要求人为的改变电力拖动系统的速度。
3.2 调速的方法1、机械调速：电动机的速度不改变，仅改变传动机械的传动比来改变工作机构的速度。
2、电气调速：人为的改变电动机的参数，使同一个机械负载得到不同的转速。
3、电气—机械调速：电气调速与机械调速相结合。
3.3 调速的技术指标3.3.1 调速范围指电动机在额定负载下调节转速时，它所能达到的最高转速与最低转速之比，即D=nmax /nmin不同的生产机械对电机的调速范围有不同的要求。
要扩大调速范围，必须尽可能的提高电动机的最高转速和降低电动机的最低转速。
最高转速受电动机换向条件及机械强度的限制；最低转速受生产机械对转速的相对稳定要求限制。
3.3.2 静差率（调速得相对稳定性）转速的相对稳定性是指负载变化时，转速变化的程度。
转速变化小，其相对稳定性好。
转速的相对稳定性用静差率S 表示 S=o o n nn如图1所示李洋 直流电动机调速设计图3-1不同的生产机械，其允许的静差率是不同的。
若对静差率这一指标要求过高，即S 值越小，则调速范围D 就越小。
反之，若要求调速范围D 越大，则静差率S 也越大，转速的相对稳定性越差。
3.3.3 调速的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。
平滑性用平滑系数衡量，它是相邻两级之比k=ni / ni-1k 越接近1，则系统调速的平滑性越好。
当k=1时，称无级调速，即转速可以连续调节。
3.3.4 调速的经济性调速的经济性指标决定于调速系统的设备投资及运行费用，而运行费用又决定于调速过程中的损耗，一般可以用来说明。
P P P ∆-=22η3.4 调速的方法分类（1）、电枢回路串电阻调速（2）、降低电枢电压调速（3）、减弱励磁磁通调速辽宁工程技术大学电机与拖动课程设计4 他厉直流电动机的调速方法4.1 改变电枢电阻调速4.1.1电枢回路串电阻保持电源电压及励磁电流额定值不变，只在电枢回路中串入电阻时的人为特性为：T C C R R C U n N T e s a N e N 2ψ+-ψ=与固有特性相比，电枢串电阻时理想空载转速n0不变，但斜率β随串联电阻s R 的增大而增大，所以特性变软。
在电枢回路中串入不同的电阻时，电动机将运行于不同的转速，如图2所示：（图中的负载为恒转矩负载）图 4-1从图中可以看出，当电枢回路串入电阻时，电动机的机械特性将增大，电动机和负载的机械特性的交点将下移，即电动机稳定运行转速降低。
4.1.2 优点实现简单，操作方便。
李洋 直流电动机调速设计4.1.3 缺点1）低速时机械特性变软，静差率增大，相对稳定性变差。
2）只能在基速以下调节速，因而调速范围较小，一般D ≤2。
3）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。
4.2 改变电枢电源电压调速4.2.1 改变电压由于电动机的工作电压以额定电压为上限，因此改变电压时，只能在低于额定电压的范围内变化。
保持电枢电阻和励磁磁通不变，只改变电枢电压U 时的人为特性为T C C R C U n N T e a N e 2'ψψ-=与固有特性相比，降低电压时的人为特性的斜率β不变，但理想空载转速o n 随电压的降低而正比减小。
因此降低电压时的人为特性是位于固有特性下方，且与固有特性平行的一组直线，如图3所示：（拖动的负载为恒转矩负载）图 4-2从图中可以看出，当电枢电源电压为额定值时，电动机和负载的机械特性的交点为A ，转速为n;电压降低到U1后，交点为n1;电压为U2,交点为A2,转速为n2;电压为U3,交点为A3,转速为n3;电枢电源电压越低，转速也越低。
同样，改变电枢电源电压调速方法的调速范围也只能在额定转速和零转速之间调节。
辽宁工程技术大学电机与拖动课程设计4.2.2 优点1）电源电压能够平滑调节，可以实现无级调速。
2）调速前后机械特性的斜率不变，硬度较高，负载变化时，速度稳定性好。
3）无论轻载还是重载，调速范围相同，一般可达D=2.5~12。
4）电能损耗较小，专素下调时可再生制动，调速经济性较好。
4.2.3 缺点需要一套电压可连续调节的直流电源。
4.3 弱磁调速4.3.1 改变励磁回路调节电阻改变励磁回路调节电阻，就可以改变励磁电流，从而改变励磁磁通。
由于电动机额定运行时，磁路已经开始饱和，即使再成倍增加励磁电流，磁通也不会有明显增加，何况由于励磁绕组发热条件的限制，励磁电流也不允许再大幅度的增加，因此，只能在额定值以下调节励磁电流，即只能减弱励磁磁通。
保持电枢电源电压、电枢电组a R R =不变，只减弱磁通ψ时的人为特性为T C C R C U n T e a e N 2ψ-ψ=电动机拖动的负载转矩不很大时，减小直流电动机的励磁磁通时，可使电动机的转速升高。
如图四所示李洋直流电动机调速设计图4-3Φ时，电动机和负载的机械特性的交点为A,转速从图中可以看出，当励磁磁通为额定值NΦ时，理想空载转速增大，同时机械特性的斜率也变大，交点为A2,转为n;励磁磁通为2Φ时，交点为A1转速为n1。
弱磁调速的范围是在额定转速与电速为n2;励磁磁通减少为1动机所允许最高转速之间调节，单独使用弱磁调速的方法，调速的范围不会很大。
4.3.2 优点控制方便，能量损耗小。
可连续调节励磁电流，以实现无级调速。
设备简单，调速平滑性好。
由于转速升高，输出功率也增大，电动机的效率基本不变，经济性比较好。
4.3.3 缺点机械特性的斜率变大，特性边软。
转速的升高受到电机换向的能力和机械强度的限制，在额定转速以上采用弱磁调速。
调速范围一般不大D2≤。
4.5 调速方式与负载类型的配合为了是使电动机得到充分利用，根据不同的负载，应选用相应的调速方式。
通常，恒转矩负载应采用恒转矩调速方式，恒功率负载应采用恒功率调速方式，这样可是调速方式与负载类型相匹配，电动机可以被充分利用。
恒转矩调速方式指，在整个调速过程中保持电动机电磁转矩T不变。
恒功率调速方式指，在整个调速过程中保持电动机电磁功率P不变。
电枢电路串接电阻调速和降压调速属于恒转矩方式，而弱磁调速属于恒功率调速方式。
对于风机负载，三种调速方法都不十分合适，但采用电枢电路串接电阻调速和降压调速要比弱磁调速合适一些。
5 设计内容一台他励直流电动机，其铭牌数据为：22=N P KW220=N U V 110=N I A1500=N n r/min已知电枢电阻1.0=a R Ω，电动机拖动额定恒转矩负载运行⑴若采用电枢串电阻的方法将转速降至1000 r/min ，应串多大的电阻？ ⑵若采用降低电源电压的方法进行调速，将转速调至1000 r/min ，电源电压应为多少伏？⑶采用改变励磁电流调速，若要将转矩增加至1800 r/min ，ΦE C 等于多少？ 内容解析：5.1 电枢串接电阻调速根据他励直流电动机的电动平衡方程式，可得到额定运行时的电枢电动势为=-=a N N aN R I U E 220－110⨯0.1=209根据n C E E a Φ=，由于串电阻调速前后的磁通Φ不变，因此调速前后的电动势与转速成正比，故转速为1000 r/min 时的电动势为15001000==aN N a E n n E ×209=139.3 V根据a T I C T Φ=，由于调速前后的磁通Φ不变，L T T =未变，因此调速前后的电枢电流N a I I =不变，故串电阻调速至1000 r/min 时的电动势平衡方程式为)(pa a N a N R R I E U ++=所串电阻为≈--=--=1.01103.139220a N a N pa R I E U R 0.634Ω5.2 改变电压调速由上步1的计算可知，采用降低电压的方法把转速降至1000 r/min 时，电动势139=a E .V ，L T T =未变，电枢电流N a I I =，故转速降到1000 r/min 时电压为=+=a N a R I E U 139 + 110⨯0.1＝150 V5.3 采用改变励磁电流调速=⨯==150022000260260ππN N N n P T 140.1 N ∙m由于恒功率负载的转矩与转速成反比关系，故忽略空载转矩时，调速后的电磁转矩为 NN T n n T ==1.14018001500⨯=116.75 N ∙m由于转速n=T C C R C U T E a E a 2Φ-Φ，将数据代入，得75.1161.022018002⨯Φ-Φ=T E E C C C整理后得1800022.1220)(2=+Φ-ΦE E C C 1164.01800222.1180042202202=⨯⨯⨯-±=ΦE C 或 0.00586 结论1、直流电动机调速的目的是为了提高生产效率或满足生产工艺的要求，电力拖动系统的调速可以采用机械调速、电气调速、电气—机械调速。