直流电动机的调速
直流电动机调速系统
直流电动机调速系统的能耗分析
能效比
直流电动机的能效比通常较高，可以在较高的效率下运行，减少 能源浪费。
功率因数
直流电动机的功率因数较高，可以减少无功损耗，提高电网效率。
热效率
直流电动机的热效率也较高，可以在长时间运行下保持稳定的性 能。
直流电动机调速系统的稳定性分析
抗干扰能力
直流电动机的调速系统通常具有较强的抗干扰能力，可以在复杂 的工作环境下稳定运行。
直流电动机调速系统的调速性能
调速范围
直流电动机的调速范围通常较大，可以在较 宽的转速范围内实现平滑调节，满足不同工 况下的需求。
调速精度
直流电动机的调速精度较高，可以通过精确的控制 算法实现转速的精确控制，提高生产过程的稳定性 和产品质量。
动态响应
直流电动机的动态响应较快，可以在短时间 内达到稳定转速，满足动态负载变化的需求 。
输标02入题
调压调速是通过改变电枢电压来控制电动机的转速， 具有调节方便、平滑性好等优点，但调速过程中能量 损失较大。
01
03
串级调速是通过改变转子回路的电阻来控制电动机的 转速，具有调节方便、能量损失较小等优点，但调节
范围较小且对电机结构有特殊要求。
04
调磁调速是通过改变励磁电流来控制电动机的转速， 具有调节方便、能量损失较小等优点，但调节范围较 小。
系统调试
在系统集成完成后，进行全面的 调试，确保各部分工作正常，满 足设计要求。
性能测试
对系统的性能进行测试，包括调 速范围、动态响应、稳态精度等 指标，确保系统性能达标。
优化改进
根据测试结果和实际应用情况， 对系统进行必要的优化和改进， 提高系统的稳定性和可靠性。
04
直流电动机有哪几种调速方法各有哪些特点答：直流电动机有三种
直流电动机有哪几种调速方法？各有哪些特点？答：直流电动机有三种调速方法：1）调节电枢供电电压U ；2）减弱励磁磁通Φ；3）改变电枢回路电阻R 。
特点：对于要求在一定范围内无极平滑调速的系统来说，以调节电枢供电电压的方式为最好。
改变电阻只能有级调速；减弱磁通虽然能够平滑调速，但调速范围不大，往往只是配合调压方案，在基速（额定转速）以上作小范围的弱磁升速。
晶闸管—电动机系统当电流断续时机械特性的显著特点是什么？答：电流断续时的电压、电流波形图（Ⅰ10P 、Ⅱ 12P ）（三相零式为例）。
断续时，0d u 波形本身与反电势E 有关，因而就与转速n 有关，而不是像电流连续时那样只由控制角α决定的常值。
机械特性呈严重的非线性，有两个显著的特点：第一个特点是当电流略有增加时，电动机的转速会下降很多，即机械特性变软。
当晶闸管导通时，整流电压波形与相电压完全一致，是电源正弦电压的一部分。
当电流断续后，晶闸管都不导通，负载端的电压波形就是反电势波形。
电流波形是一串脉冲波，其间距为︒120，脉冲电流的底部很窄。
由于整流电流平均值d I 与电流波形包围的面积成正比，如果电流波形的底部很窄，为了产生一定的d I ，各相电流峰值必须加大，因为RE u i d d -=,而整流输出的瞬时电压d u 的大小由交流电源决定，不能改变。
也就是说应使E 下降很多即转速下降很多，才能产生一定的d I ，这就是电流断续时机械特性变软的原因。
第二个特点是理想空载转速0n 升高。
因为理想空载时0=d I ，所以2m a x 02U u E d ==，所以0n 升高。
简述直流PWM 变换器电路的基本结构。
答：直流 PWM 变换器基本结构如图所示，包括 IGBT 和续流二极管。
三相交流电经过整流滤波后送往直流 PWM 变换器，通过改变直流 PWM 变换器中 IGBT 的控制脉冲占空比来调节直流 PWM 变换器输出电压大小，二极管起续流作用。
Ug0Ton T t 直流PWM 变换器基本结构直流PWM 变换器输出电压的特征是什么？答：频率一定、宽度可调的脉动直流电压。
第2章直流电动机的调速
2.4 他励直流电动机的调速
调速与因负载变化而引起的转速变化的区别：
前者：用改变电动机参数的方法，使电力拖动系统运行于不同的人为机械 特性上，从而在相同的负载下，得到不同的运行速度。 后者：由于负载的变化，使电动机在同一条机械特性上发生的转速变化。
A A
B C
属于调速； 属于负载变化引 起的转速变化。
由右图(b)推出D与δ之间的关系式为
机械特性的硬度与静差率的关系
转速 n0不变，则静差率和机械特 nmax nmax nmax nmax max D 性硬度是统一的； n0变化时，静 nN nmin n0 'nN n ( 1 max ) N n 差率和机械特性硬度就不统一 N
1．调速的技术指标 （1）调速范围D 大
在额定负载下，电机可能运行的最高转速nmax与最低转速nmin之 比称为调速范围。用D表示，即
受换向及机械强度的限制 受低速运行时相对稳定性的限制
n max D n min
T TN
相对稳定性是指负载转矩变化时转速变化的程度，转速变化越小， （2）静差率δ 小 相对稳定性越好，能得到的nmin越小，D也就越大。 在同一条机械特性上，额定负载时的转速降 Δ nN与理想空载转速 n 0之比称为静差率，用δ 表示，即 电动机低速时，机械特性越硬，调速范围越大。
区别
恒转矩调速与恒 功率负载的配合 恒功率调速与恒 转矩负载的配合
2.4.1 他励直流电动机的调速指标
2．调速的经济指标
调速的经济指标指调速装置的初投资、运行维修费
用以及调速过程中的电能损耗等。
2.4.2 他励直流电动机的调速方法
根据他励直流电动机的机械特性
U Ra R n T 2 Ce CeCT
直流电动机调速实训报告
一、实训目的本次实训旨在使学生了解直流电动机的工作原理、调速方法及其在实际应用中的重要性。
通过实训，使学生掌握直流电动机的调速原理、调速方法、调速装置及其操作方法，提高学生对电机调速技术的理解和应用能力。
二、实训内容1. 直流电动机基本结构及工作原理实训开始前，先向学生介绍直流电动机的基本结构，包括定子、转子、电刷、换向器等部件。
然后讲解直流电动机的工作原理，即通过电磁感应原理将直流电能转换为机械能。
2. 直流电动机调速方法（1）调压调速：通过改变电枢电压来调节电动机转速。
升压时转速升高，降压时转速降低。
（2）电枢串电阻调速：在电枢回路中串联电阻，通过改变电阻值来调节电动机转速。
电阻越大，转速越低。
（3）改变磁通调速：通过改变励磁电流来调节电动机转速。
升压时转速降低，降压时转速升高。
3. 直流电动机调速装置及操作方法（1）调压调速装置：采用直流调压器，通过调节调压器的输出电压来改变电枢电压。
（2）电枢串电阻调速装置：采用调速电阻器，通过调节电阻器的阻值来改变电枢回路中的电阻。
（3）改变磁通调速装置：采用励磁调节器，通过调节励磁电流来改变磁通。
4. 实训操作（1）调压调速：将直流电动机接入调压调速装置，通过调节调压器输出电压，观察电动机转速的变化。
（2）电枢串电阻调速：将直流电动机接入电枢串电阻调速装置，通过调节调速电阻器的阻值，观察电动机转速的变化。
（3）改变磁通调速：将直流电动机接入改变磁通调速装置，通过调节励磁调节器的电流，观察电动机转速的变化。
三、实训结果与分析1. 调压调速实训结果表明，通过调节调压器的输出电压，可以实现对直流电动机转速的调节。
升压时转速升高，降压时转速降低。
但需要注意的是，电压过高或过低都会对电动机造成损害。
2. 电枢串电阻调速实训结果表明，通过调节调速电阻器的阻值，可以实现对直流电动机转速的调节。
电阻越大，转速越低。
但电阻过大时，会导致电枢电流过大，损耗能量过多，效率变低。
他励直流电动机调速方法
他励直流电动机调速方法拖动肯定的负载运行，其转速由工作点打算。
假如调整某些参数，则可以转变转速。
n = U / (CeΦ) - [(Ra+Rp) / (CeCTΦ2)]×T = n0L - kT直流电动机的调速方法有三种: (1)转变电枢回路外串电阻Rtj；(2)转变励磁回路外串电阻Rf即转变磁通Φ；(3)转变电枢电压U。
三种调速方法实质上都是转变了电动机的机械特性曲线外形，使之与负载机械特性曲线的交点转变，以达到调速的目的。
一、转变电枢电压调速（设TZ为常数）降低电枢电压时，电动机机械特性平行下移。
负载不变时，交点也下移，速度也随之转变。
优点：调速后，转速稳定性不变、无级、平滑、损耗小。
便于计算机掌握。
缺点：需要特地设备，成本较高。
（可控硅调压调速系统）二、转变励磁电流调速(调整励磁电阻)（设TZ为常数）增大励磁电阻即削减励磁电流时，磁通Φ削减，电动机机械特性n0L 点和斜率增大。
负载不变时，交点也下移，速度也随之转变。
优点：励磁回路电流小约为(1~3)% IN , 损耗小，连续调速，易掌握。
缺点：只能上调，最高转速受机械强度的限制，负载转矩大时调速范围小。
三、电枢回路串入调整电阻调速调整电阻Rp增大时，电动机机械特性的斜率增大，与负载机械特性的交点也会转变，达到调速目的。
优点：设备简洁、操作便利。
缺点：只能在低于固有机械特性的范围内调速，低转速时变化率较大，电枢电流较大，调速过程中有损耗。
四、转变电动机转向的方法要转变电动机转向，就必需转变电磁转矩的方向。
T = CT Φ Ia依据电动机的工作原理，单独转变磁通方向（即通过转变励磁绕组连接）或者单独转变电枢电流的方向，均可以转变电磁转矩的方向。
故转变转向的方法：(1)对于并励电动机，单独将励磁绕组引出端对调。
(2)单独将电枢绕组引出端对调。
对于复励电动机，应将电枢引出端对调或者同时将并励绕组和串励绕组引出段分别对调（维持加复励状态）。
直流电动机调速方法有
直流电动机调速方法有
直流电动机的调速方法主要有以下几种：
1. 变电压调速法：通过改变直流电机的输入电压来调整电机的转速。
增大输入电压可以提高电机的转速，减小输入电压可以降低电机的转速。
2. 变电流调速法：通过改变电机的励磁电流来调整电机的转速。
增大励磁电流可以提高电机的转速，减小励磁电流可以降低电机的转速。
3. 变极数调速法：通过改变电枢绕组和励磁绕组的并联组合方式来调整电机的转速。
增加并联绕组的极数可以提高电机的转速，减小并联绕组的极数可以降低电机的转速。
4. 变电阻调速法：通过改变电枢绕组或励磁绕组的电阻来调整电机的转速。
增大电阻可以降低电机的转速，减小电阻可以提高电机的转速。
5. 变频调速法：通过改变电机所接受的频率来调整电机的转速。
提高频率可以提高电机的转速，降低频率可以降低电机的转速。
这些调速方法可以单独应用，也可以结合使用，以实现更精确的电机转速调节。
简述直流电动机的调速方法。
简述直流电动机的调速方法。
直流电动机是一种无刷直流电机,其工作原理基于电枢的旋转,其调速方法
主要有以下几种:
1. 电阻调速:将直流电动机接入电阻器中,通过改变电阻的大小来控制电动机的转速。
这种方法的优点是调速范围宽,但缺点是调速效率低,而且电阻器易损坏。
2. 电容调速:在直流电动机的转轴上加装电容,通过改变电容的大小来控制电动机的转速。
这种方法的优点是调速效率高,但缺点是需要较大的电容,而且容易引起电动机故障。
3. 串激调速:在直流电动机的转轴上串联一个电阻和一个电感,通过改变它们的相对大小来控制电动机的转速。
这种方法的优点是调速范围宽,但缺点是需要复杂的电路,而且容易引起电动机故障。
4. 反相调速:在直流电动机的转轴上加装一个电容器和一个电阻,通过改变它们的相对大小来控制电动机的转速。
这种方法的优点是调速效率高,但缺点是需要较大的电容器,而且容易引起电动机故障。
除了以上几种调速方法外,还有一些其他的方法,例如脉冲调速、积分调速等。
这些方法在实际应用中要根据具体情况选择使用。
直流电动机的调速方法的选择应该考虑到调速范围、调速效率、电动机的性能和稳定性等因素。
在实际应用中,需要根据具体的情况和要求选择合适的调速方法。
直流他励电动机调速方法
直流他励电动机调速方法
直流他励电动机是一种常用的电机类型，广泛应用于工业领域中。
为了实现电动机的调速控制，可以采用以下几种方法：
1. 线性调速法：线性调速法是通过改变电动机的电压来达到调速的目的。
通过改变电源电压，可以改变电动机的转矩和角速度。
这种方法简单直接，但是对电机的控制精度较低，且调速过程中会产生较大的电压波动。
2. 变电压变频调速法：这种方法通过电动机的励磁电压调整电机的转速。
调整电机的励磁电压可以改变电机的磁场强度，从而改变电机的转矩和速度。
这种方法可以实现较好的调速性能，但是对电源的要求较高。
3. 变阻调速法：变阻调速法通过改变电动机的外部阻抗来改变电机的转速。
通过改变电动机绕组的电阻，可以改变电机的转矩和角速度。
这种调速方法简单易行，但是对电动机的损耗较大，效率较低。
4. 极数变换调速法：极数变换调速法是通过改变电动机的励磁方式来调整电机的转速。
通过改变电机的励磁方式，可以改变电机的转矩和速度。
这种方法适用于多极数的电动机，对电动机的控制效果较好。
5. 变磁阻调速法：变磁阻调速法通过改变电动机的磁阻来调整电机的转速。
通过改变电机的磁阻，可以改变电机的磁场强度，从而改变电机的转矩和速度。
这
种方法适用于大功率电动机，对电机的控制效果较好。
以上是几种常见的直流他励电动机调速方法。
根据实际应用需求和条件选择适合的调速方法，可以实现电动机的精确控制和调速。
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课外作业
P27--5.6.7.8
板
书
设
计
一、电动机稳定运行的条件
二、他励直流电动机的调速
1、调速指标
2、电枢串电阻调速
3、弱磁调速
4、降压调速
教
学
感
想
课堂教学安排
教学环节
主要教学内容
教学手段
与方式
导入
新授
新授
教师提问
新授
学生总结
教师补充
布置作业
[知识回顾]
1、生产机械的负载特性有哪些？
稳定运行时有：T=TL
电枢电流：
TL=常数时，Ia=常数
特点：（1）基速向下调速
（2）机械特性的硬度不变，速度稳定性好
（3）可实现无极调速
（4）损耗小、电动机效率高
学生讨论
教师讲解
教师讲解
学生讨论
回答
教师讲解
学生讨论
课题序号
4
教学班级
1117
教学课时
2
教学形式
新授
课题
名称
直流电动机的调速（二）
使用教具
投影仪、电脑
教学目标
1、了解直流电动机稳定运行条件
2、重点掌握直流电动机的三种调速方法
3、学会直流电动机调速方法的操作
教学重点
4、直流电动机的三种调速方法
教学难点
直流电动机调速方法的操作
更新、补充、删节内容
无
课前准备
这是一种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。
特点：（1）基速向上调速
（2）可实现无级调速
（3）损耗小、电动机效率高
4、降压调速
保持 = N不变，电枢回路不串电阻。
电磁转矩：T=CT NIa
（4）调速的经济性
调速的经济性由调速设备的投资及电动机运行时的能量消耗来决定。
（5）调速时电动机的允许输出
在电动机得到充分利用的情况下，调速过程中电动机所能输出的功率和转矩。
主要有恒功率调速和恒转矩调速。
2、电枢串电阻调速
保持U=UN, Biblioteka N不变电磁转矩：T=CT NIa
稳定运行时有：T=TL
电枢电流：
1、调速指标
电动机调速性能的好坏，常用下列各项技术指标来衡量：
（1）调速范围：电动机在额定负载转矩下调速时，最高转速与最低转速之比。用D表示。
（2）调速的平滑性
平滑系数：相邻两级转速或线速度之比。
越接近1，平滑性越好。 =1时称为无极调速。
（3）调速的稳定性
静差率：是指电动机在某一机械特性上运转时，由理想空载至额定负载时的转速降对理想空载转速的百分比。
稳定运行时，TL=常数时，Ia=常数。
电枢回路串电阻，只能在额定转速（基速）一下调速，一般称为由基速向下调速。
特点：（1）机械特性变软，受负载波动影响大；
（2）有级调速
（3）有损耗，效率降低，大电机不宜采用。
它适用于中、小电机对调速性能要求不高的场合。
3、弱磁调速
保持U=UN不变，电枢回路不串电阻。
由于大多数负载转矩都是随着转速的升高而增大或保持稳定，因此只要电动机具有下降的机械特性，就能稳定运行。而如果电动机具有上升的机械特性，一般来说不能稳定运行，除非拖动像通风机这样的特殊负载，在一定的条件下才能稳定运行。
二、他励直流电动机的调速
当负载不变时，他励直流电动机可以通过改变U、 、R三个参数进行调速。
2、他励直流电动机的机械特性有哪些？
一、电动机的稳定运行条件
电动机带上某一负载，假设原来运行于某一转速，由于受到外界某种短时干扰，如负载的突然变化或电网电压的突然波动等，而使电动机的转速发生变化，离开原来的平衡状态，如果系统在新的条件下仍能达到新的平衡或者当外界干扰消失后，系统能自动恢复到原来的转速，就称该拖动系统能稳定运行，否则就称不稳定运行。不稳定运行时，即使外界干扰消失，系统的速度也会一直上升或一直下降知到停止运动。