直流电动机调速方法
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。
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。
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。
直流电动机调速
直流电动机调速在直流传动系统中，人为地或自动地改变电动机的转速以满足工作机械不同转速地要求，称之为调速。
可以通过改变电动机的参数或外加电压等方法，来改变电动机的机械特性，从而改变电动机的稳定转速。
电动机的转速由操作工给定，不能自动纠正转速偏差的方式称为开环控制。
在很多情况下，希望转速稳定，即转速不随负载及电网电压等外界扰动而变化，此时电动机的转速应能自动调节，为此构成的调速系统称为闭环系统。
一、电动机调速的分类及静态指标1、 直流电动机调速的分类1） 无级调速和有级调速：a ） 无级调速：又称连续调速，是指电动机的转速可以平滑地调节。
其特点为转速变化均匀，适应性强而且容易实现调速自动化，因此在工业装置中被广泛采用。
b ） 有级调速：又称间断调速或分级调速。
它的转速只有有限的几级，调速范围有限且不易实现调速自动化。
2） 向上调速和向下调速（调速的方向性）： 电动机未作调速时的固有转速，通常即为电动机额定负载时的额定转速，也称为基本转速或基速。
一般在基速方向提高转速的调速称为向上调速，例如直流电动机改变磁通进行调速，其调速极限受电动机的机械强度和换向条件限制。
在基速方向降低转速的调速称为向下调速，例如直流电动机改变电枢电压进行调速，调速的极限即最低转速主要受转速稳定性的限制。
3） 恒转矩调速和恒功率调速：a) 恒转矩调速：有很大一部分工作机械，其负载性质属于恒转矩类型，即在调速过程中不同的稳定速度下，电动机的转矩为常数。
如果选择的调速方法能使=I ∝T 常数，则在恒转矩负载下，电机不论在高速和低速下运行，其发热情况是一样的，这就使电动机容量能被合理而充分地利用。
这种调速方法称为恒转矩调速。
例如，当磁通一定时调节电枢电压或电枢回路电阻的方法，就属于恒转矩调速方法。
b)恒功率调速：具有恒功率特性的负载，是指在调速过程中负载功率P L ＝常数，负载转矩T L =na1。
对于直流电动机，当电枢电压一定时减弱磁通的调速方法就属于此种类型。
直流电动机的调速
一概述随着电力电子器件的发展，大功率变流技术前进到一个以弱电为控制，强电为输出的新时代。
直流电机调速系统由于它在技术性能与经济指标上具有优越性，实施技术上也比较成熟，因此在冶金、机械、矿山、铁道、纺织、化工、造纸及发电设备等行业都得到了广泛的应用，已成为工业自动控制领域一个及其重要的组成部分。
一般工业生产中大量应用各种交直流电动机。
直流电动机有良好的调速性能，三相交流桥式全控整流是目前在各种整流电路中应用最为广泛的电力电子电路，在运用到在直流电机调速时可以采用这种电路。
三相交流桥式全空整流最初用途是传动控制，但目前应用的新领域是各种直流电源设计。
前者是三相交流桥式全控整流电路的传统领域，后者则是它当前和未来发展的新领域。
而高频、大功率、高可靠性开关电源是当今电源变换技术发展的重要方向之一。
从我国的实际情况来看很好地采用三相桥式全控整流给直流电机调速仍然有很广泛的应用市场。
这对改善我国科技现状水平，提高经济效益将起着重要作用，所以研究三相桥是全控整流直流调速系统有着深远的意义，它不仅能够大大改善各种机车的调速系统，为其提高安全、快速、低损耗的调速装置，在解决目前国际各国所面临的能源无谓的消耗起到立竿见影的效果。
二设计的总体思路2.1 直流电动机的调速方法采用改变电动机端电压调速的方法。
当额定励磁保持不变，理想空载转速n随U减小而减小，各特性线斜率不变，由此可实现额定转速以下大范围平滑调速，并且在整个调速范围内机械特性硬度不变。
变电压调速要有可调的直流电源，根据供电电源的种类分两种情况：一是采用可控变流装置，将交流电转变为可调的直流电。
二是采用直流斩波器，在具有恒定直流供电电源的地方，实现脉冲调压调速由于工矿企业中大多为交流电源，因此前一种情况应用最广。
晶闸管变流装置输出的直流脉动电压U加在电抗器L和电动d机电枢两端，L起滤波作用以及保持电流连续。
改变晶闸管触发电路的移相控制电压U，就可改变触发脉冲的控制角。
他励直流电动机的调速【精品-PDF】
他励直流电动机的调速【精品-PDF】直流电动机是一种重要的电动机类型，广泛应用于各种机械和工业设备中。
直流电动机有广泛的应用范围，从家用电器到工业机械，都有其使用的市场。
直流电动机的特点是其调速性能非常优越，可以实现比其他电动机更好的速度控制。
因此，在各种应用中，调速技术是直流电动机使用中关键的一个因素。
本文将重点介绍直流电动机的调速技术，包括直流电动机的调速控制器、调速方法以及相关技术应用等方面的内容，以帮助读者了解直流电动机和其调速技术。
一、直流电动机及其调速直流电动机是一种可以将电能转换为机械能、实现运动的电动机，其构造简单，使用方便，广泛应用于各种机械和工业设备中。
直流电动机的转速高、速度调节范围大，并且可以实现快速反应，因此被用于需要精确控制转速的系统中。
直流电动机有以下几个特点：（1）调速性能好：直流电动机的转速可以通过改变电枢电流大小或改变励磁电流大小调节，因此其调速性能非常优越，可以实现比其他电动机更好的速度控制。
（2）启动性能好：直流电机启动时，电枢和励磁电流都比较小，在其转速上升之前可以承受一段时间较大的负载，具有启动性能好的特点。
（3）负载能力强：直流电机的负载能力强，可承受瞬时负载、过载和其他恶劣的工况条件。
（4）电机效率高：直流电机效率高，因为在高负载时，电机磁通强、因而转子铜损耗小，从而水平轴的效率高。
直流电动机可以通过两种方式进行调速：改变电枢电流大小、改变励磁电流大小。
（1）改变电枢电流大小当直流电机的励磁电流保持不变时，电枢电流决定了电机的转矩大小，从而对电机的速度和负载产生影响。
当电枢电流增加时，可以增加电机的转矩和速度，当电枢电流减小时，可以降低电机的转矩和速度。
3.直流电动机的调速控制器为了控制直流电动机的转速，需要使用一个调速控制器。
调速控制器是电子电路装置，以实现直流电动机的调速控制为目的，能够根据需求变化，控制直流电机的运行状态和输出功率。
例如，当直流电机需要解决急剧变化的工作负荷时，调速控制器可以根据工作要求，自动调节电机运行状态，以输出恰当的功率。
直流电动机的调速方法
直流电动机的调速方法
直流电动机是一种常见的电动机类型，可通过多种方法进行调速。
下面将介绍几种常用的直流电动机调速方法。
1. 电阻调速法：
通过改变外接电阻来改变电动机的终端电压，进而控制其转速。
调速范围相对较小，不适用于大功率电机。
2. 变磁调速法：
通过改变电动机的磁场强度来改变转矩和转速。
涉及到控制
电动机的励磁电流和电枢电流，调速范围较大。
3. 反电动势调速法：
利用电动机内部产生的反电动势，通过控制电源电压或电动
机的励磁电流来调节电机转速。
调速范围较大，但需要使用复杂的控制装置。
4. PWM调速法：
利用脉冲宽度调制技术，通过改变电源给电动机的占空比来
调节电机转速。
调速范围广，控制简单，效果较好。
5. 使用可变频率变电压供电系统：
通过改变电源的频率和电压来改变电机的转速。
调速范围广，但需要较复杂的电力电子设备。
以上是几种常见的直流电动机调速方法，不同的方法适用于不
同的场景和需求。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的调速方法。
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n0
调节过程：
增加电阻 Ra R R n ，n0不变；
调速特性：
转速下降，机械特性 O 曲线斜率变大，特性
变软。
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n U R I Ke Ke
nN
n1
Ra
n2 n3
R1
R2
R3
IL
I
图2-1 调阻调速特性曲线 6
2.1.1 改变电枢回路电阻调速
工作效率：
工作效率
电机电磁功率 电源输出功率
14
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2.2.1 旋转变流机组
图2-4旋转变流机组供第电15页的/共直3流2页调速系统（G-M系统）
15
• G-M系统工作原理
由原动机（柴油机、交流异步或同步电动机） 拖动直流发电机 G 实现变流
由 G 给需要调速的直流电动机 M 供电，拖动 直流发电机 G E发电作为G的励磁电源。
20
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晶闸管整流电路原理
➢ 为便于讨论，假设电路已工作
于稳态，id的平均值不变。
2
O
➢ 假设负载电感很大，负载电流 u
d
id连续且波形近似为一水平线
O
i
d
在许多需要调速和快速正反向的电力拖动领 域中得到了广泛的应用
2
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2.1 直流电机调速方法
他励直流电动机等效电路
他励直流电动机等效 回路：定子电感，定 子电阻，供电电压， 定子电流，励磁绕组
+
-
U
+ Ea -
Ia
M
Ra+Rc If
以及励磁电流。
＋ Uf
－
3
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2.1 直流电机调速方法
2.1.3 调磁调速
工作效率：
工作效率
电机电磁功率 电源输出功率
工作效率 EI U IR UI U
说明：在较大调速范围内，电机工作效率保持不 变！
11
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▪ 三种调速方法的性能比较
改变电阻调速工作效率较低；只能实现有级调速； 目前在大功率直流电机的启动等方面有所应用；
调节电枢供电电压的方式在一定范围内可实现无级 平滑调速，工作效率高；
13
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常用的可控直流电源有以下三种
旋转变流机组——用交流电动机和直流发 电机组成机组，以获得可调的直流电压。
静止式可控整流器——用静止式的可控整 流器，以获得可调的直流电压。
直流斩波器或脉宽调制变换器——用恒定 直流电源或不控整流电源供电，利用电力 电子开关器件斩波或进行脉宽调制，以产 生可变的平均电压。
工作效率 EI Ken UI U
说明：随着转速下降，效率降低！
I TL KT
原因：
负载不变，则定子电流保持不变，随着 转速下降，外加阻损耗加大！
7
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2.1.2 改变电枢电压调速
工作条件：
保持励磁 = N ； n
保持电阻 R = Ra；
n0
调节过程：
改变电压 UN U U n ， n0
他励直流电动机的基本方程式
U E IR
E
Ken
n U IR Ke
(2-1)
式中 n — 转速（r/min）；
U — 电枢电压（V）；
I — 电枢电流（A）； R — 电枢回路总电阻（ ）； — 励磁磁通（Wb）； Ke — 由电机结构决定的电动势常数。
4
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2.1 直流电机调速方法
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（即电机额定转速） 以上作小范围的弱磁升速。 因此，现代直流调速系统以调压调速为主。
12
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2.2 直流调速系统中的可控直流电源
根据前面分析，调压调速是直流调速系 统的主要方法，而调节电枢电压需要有 专门向电动机供电的可控直流电源。 本节介绍几种主要的可控直流电源。
调节G 的励磁电流 if 即可改变其输出电压 U， 从而调节电动机的转速 n 。
这 样 的 调 速 系 统 简 称 G-M 系 统 ， 国 际 上 通 称 Ward-Leonard系统。
16
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• G-M系统机械特性
第II象限
n
n0
-TL O
第I象限
n1 n2
TL
Te
第III象限
第IV象限
9
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2.1.3 调磁调速
工作条件：
保持电压 U =UN ；
n
保持电阻 R = R a ；
调节过程：
n0
减小励磁 N
n ， n0
调速特性：
转速上升，机械特性 O 曲线变软。
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n U R I Ke Ke
n3
nn12
nN
N
1
2 3
TL
Te
图2-3 调磁调速特性曲线 10
第2章 直流电机调速系统
内容提要 2.1 直流电机调速方法 2.2 直流调速系统中的可控直流电源 2.3 直流PWM调速方法 2.4 直流电机闭环调速系统
1
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引言
直流电动机具有如下优点：
良好的起、制动性能 - 线性的转矩-电流曲线
调速范围宽
- 线性的机械特性曲线
控制算法简单，易于实现
图2-5 G-M系统机械特性
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• G-M系统的特点
可实现正反转运行以及电机转速的连续调节，解 决了早期直流电机的调速控制问题
存在的问题
采用多级机组联合工作的形式，动态响应慢；体 积笨重，效率低，噪声大，成本高，现已被静止 式变流调速装置所取代。
18
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2.2.2 静止式可控整流器
可以看出，有三种方法可以调节电动机 的转速：
（1）改变电枢回路电阻 R； （2）调节电枢供电电压 U ；
（3）减弱励磁磁通 。
下面分别从其调速原理，机械特性，工作效率 几方面进行分析。
5
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2.1.1 改变电枢回路电阻调速
工作条件：
保持励磁 = N ； n
保持电压 U =UN ；
图2-6 晶闸管可控整流器供电的直流调速系统（V-M系统）
19
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• V-M系统工作原理
晶闸管-电动机调速系统（简称V-M系统）
VT是 晶闸管 可控整 流器 ， 通过调节触发装置 GT 的控
制电压 Uc 来移动触发脉冲
的相位，即可改变整流电压
Ud ，从而实现平滑调速。
图2-8a 单相全控桥电路
调速特性：
转速下降，机械特性 O 曲线平行下移。
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n U R I Ke Ke
nN
n1
UN
n2
U1
n3
U2
U3
IL
I
图2-2 调压调速特性曲线 8
2.1.2 改变电枢调压调速
工作效率：
工作效率
电机电磁功率 电源输出功率
工作效率 EI Ken 1 UI IR Ken
说明：在较大调速范围内，电机工作效率近似不 变！