电传动控制原理第二章 直流牵引电机及其调速方式
直流电动机调速原理
直流电动机调速原理直流电动机是一种常见的电动机类型,它在工业生产中有着广泛的应用。
而电动机的调速则是其在实际应用中非常重要的一个方面。
本文将介绍直流电动机调速的原理和方法。
首先,我们来了解一下直流电动机的工作原理。
直流电动机通过直流电源提供电能,将电能转换为机械能,驱动负载进行工作。
在电动机内部,有一个旋转部件称为转子,和一个固定部件称为定子。
在电动机中,通过电流在磁场中产生力矩,从而驱动转子旋转。
而电动机的转速与电压成正比,转矩与电流成正比。
在实际应用中,我们经常需要对电动机的转速进行调节,以满足不同工况下的需求。
直流电动机调速的原理主要有以下几种:1. 电压调速。
电压调速是通过改变电动机的输入电压来实现调速的方法。
当电压增大时,电动机的转速也会增加;反之,当电压减小时,电动机的转速会降低。
这种方法简单易行,但是需要考虑电动机的额定电压和最大电压之间的关系,以及对电动机的影响。
2. 串联电阻调速。
串联电阻调速是通过改变电动机的电流来实现调速的方法。
在电动机的串联电路中加入电阻,可以降低电动机的起动电流,从而实现调速的目的。
但是这种方法会导致电动机的效率降低,且需要考虑电阻的功率损耗和散热问题。
3. 电枢调速。
电枢调速是通过改变电动机的电枢电流来实现调速的方法。
通过改变电枢电流的大小,可以改变电动机的转速。
这种方法可以实现较大范围的调速,但是需要考虑电枢电流对电动机的影响和电动机的稳定性。
4. 外加磁场调速。
外加磁场调速是通过改变电动机的外加磁场来实现调速的方法。
通过改变外加磁场的大小,可以改变电动机的转速。
这种方法可以实现较大范围的调速,但是需要考虑外加磁场对电动机的影响和电动机的稳定性。
总的来说,直流电动机调速的原理主要是通过改变电动机的电压、电流、电枢电流和外加磁场来实现的。
不同的调速方法有着各自的特点和适用范围,需要根据具体的工况和要求来选择合适的调速方法。
除了以上介绍的调速原理外,还有一些先进的调速技术,如PWM调速、矢量控制调速等,这些调速技术能够更精确地控制电动机的转速和转矩,提高电动机的效率和性能。
电传动控制原理第二章 直流牵引电机及其调速方式.
机械稳定性的条件:
牵引特性曲线斜率<基本阻力曲线斜率
即:
dF/dv < dW0/dv
一般dW0/dv > 0
∴差复励电动机dF/dv >0 不具有稳定性
其他电动机dF/dv <0 均具有机械稳定性
F/ W0 2
机械稳定性分析图示
3 1. 基本阻力曲线W0=f(v)
F3=f3(v) 0
A
△v v1 v
2. 大齿 轮节圆
DK
FK
1.小齿轮节圆
• 机车速度特性 Vk= f ( Ia )
机车动轮转速 nk 电动机转速 n 齿轮传动比
nk = n /
机车线速度 Vk = (D k/60) • nk (m/s)
DK:机车动轮直径
Vk = (D k/60) • nk = (D k/60) • (n/) • (3600/1000)
T
Tn12 n2
T1
0
Id1
T
n 并励: 由相同的转速差引起 Id1 Id2 差值较大 T1 T2 差值也较大
Id2 Id
(三)电压波动对牵引电机的影响
Tn n 1
2
n
T1 T2
0
Id2 Id1
T
串励: 转速不变 工作曲线
由n1变为n2 Id1 Id2 差值较小 T1 T2 差值也较小
Id
并励
T T1 n
机车轮周牵引力与电机转矩成正比 FK T 机车牵引力特性与电机转矩特性具有相同的形状
• 机车牵引特性 FK = f ( VK )
速度特性 VK = f ( Ia ) 牵引力特性 FK = f ( Ia )
牵引特性 FK = f ( VK )
第二章 直流电动机及其调速系统
第二章直流电动机工作原理及单闭环调速系统内容提要:介绍了基本的电磁定律及支流电机工作原理、直流电机种类、结构和电机模型。
重点介绍了它励直流电机的调速方法,对于调压调速系统,介绍了三种调压方式。
分析了转速单闭环调速系统的组成、模型和稳定性,给出了无静差调速系统的基本校正电路和公式。
对于电压负反馈、电动势反馈和电流截止负反馈调速系统也作了较为详细的介绍。
针对永磁无刷直流电机,介绍了其工作原理、基本结构和数学模型。
2.1直流电机发展过程电机发明至今,已有近200 年的历史。
电机学科已发展成为一个比较成熟的学科,电机工业也已成为近代社会的支柱产业之一,其发展历史可简述如下。
2.1.1 直流电机的产生和形成工业革命以后,蒸汽动力得以普遍应用。
但随着生产力的发展,蒸汽动力输送和管理不便的缺点日益突出,迫使人们努力寻找新的动力源。
19 世纪初期,人们已积累了有关电磁现象的丰富知识。
在此基础上,法拉第(Faraday)于1821 年发现了载流导体在磁场中受力的现象(即电动机的作用原理),并首次使用模型表演了这种把电能转换为机械能的过程。
很快,原始型式的电动机就被制造出来了。
但由于驱动源是蓄电池,当时极为昂贵,经济性远不能与蒸汽机相抗衡,因而也就不能被推广。
为此,人们积极寻求能将机械能转换为电能的装置。
法拉第本人亦坚持研究。
在进行了大量的实验研究以后,1831 年,他又发现了电磁感应定律。
在这一基本定律的指导下,第二年,皮克西(Pixii)利用磁铁和线圈的相对运动,再加上一个换向装置,制成了一台原始型旋转磁极式直流发电机。
这就是现代直流发电机的雏形。
虽然早在1833 年,楞次(Lenz)已经证明了电机的可逆原理,但在1870 年以前,直流发电机和电动机一直被看作两种不同的电机而独立发展着。
电磁感应定律发现了,直流发电机也发明了,但经济性、可靠性、容量却未达到实用化要求即廉价直流电源的问题并没有很快得到解决,因而电动机的应用和发展依然缓慢。
直流电动机调速原理
直流电动机调速原理直流电动机是一种常见的电动机,广泛应用于各种机械设备中。
为了实现对直流电动机的调速,可以采用不同的方法,其中最常见的就是采用调节电压的方式来实现调速。
本文将介绍直流电动机调速的原理及实现方法。
直流电动机调速的原理主要是通过改变电动机的输入电压来改变其转速。
一般来说,直流电动机的转速与电压成正比,即电压越高,转速越快;电压越低,转速越慢。
因此,通过调节电动机的输入电压,可以实现对电动机转速的调节。
实现直流电动机调速的方法有很多种,其中比较常见的包括:电阻调速、串联调速、分流调速和PWM调速。
1. 电阻调速:电阻调速是最简单的调速方法之一,通过串联接入电阻来减小电动机的输入电压,从而降低电动机的转速。
这种方法成本低廉,但效率较低,且需消耗较多的能量。
2. 串联调速:串联调速是通过在电动机的电路中串联接入一个可变电阻,通过改变电阻值来改变电动机的输入电压,从而实现调速。
这种方法比电阻调速效率要高一些,但仍然存在能量消耗较多的问题。
3. 分流调速:分流调速是通过在电动机的电路中并联接入一个可变电阻,通过改变电阻值来改变电动机的输入电压,从而实现调速。
这种方法比串联调速效率更高一些,但仍然存在一定的能量损耗。
4. PWM调速:PWM调速是通过脉宽调制技术来实现对电动机的调速。
通过改变PWM信号的占空比来改变电动机的平均输入电压,从而控制电动机的转速。
这种方法效率高,能量损耗小,是目前应用较广泛的调速方法之一。
总的来说,直流电动机调速原理主要是通过改变电动机的输入电压来改变其转速。
不同的调速方法有各自的特点和适用范围,可以根据具体的需求选择合适的调速方法。
希望本文能够帮助读者更好地理解直流电动机调速的原理及实现方法。
内燃机车电力传动第二章牵引电机
內燃机车电力传动(二)第一节直流牵引电动机一、直流牵引电动机的工作原理在交一直流电力传动装置中,广泛采用直流串励电动机作为驱动机车车辆的牵引电动机,它的工作原理与一般直流串励电动机相同。
图2—2直流电动纵向剖面1—吊环;2—机座,3—端盖;4—风扇;5—电枢绕组; 6—后压圈;7—轴承;8—轴;9—电枢铁芯;10—前压圈; 11—换向器压圈;12—换向器;13—电刷;14—刷握装置;图2—1直流电动机横向剖面1—主极线圈;2—主磁极;3—换向极线圈;4—换I H !极;5—电枢绕组;6—底脚;7—电枢槽;8—机座(磁辘);9—电枢铁芯; 10—极靴。
15—前端盖;16—主极线圈;17—主极铁芯。
•:•直流电动机的基本工作原理图2—3 直流电动机的工作原理>改变电源正负极,或改变磁场方向时, 电枢线圈所受的电磁力都将反向,电枢反向旋转。
主磁极:由励磁磁势建立主磁场,磁场方向:N 一S静止的电刷(A和B)与换向器滑动接触, 将直流电引入电枢线圈abed电磁力定律:载流导体在磁场中要受到电磁力的作用电磁力大小:f x = B x l z s电磁力的方向:由左手定则决定一对电磁力形成电磁转矩Mx电磁感应定律:运动导体切割磁力线必感应出电势(电动机中为反电势)感应电势大小:e = BJv 感应电势的方向:按右手定则决定中电流换向,从而保证每个磁极下线圈边中的电流始终是一个方向,使电磁转矩的方向不变,电机按一定方向连续旋转。
换向器:其作用是使旋转中的电枢线•:•具有八个线圈的直流电动机在实际的直流电机中,电枢上都不只有一个线圈,而是有许多线圈均匀且牢固地嵌放在电枢铁芯槽中。
>换向器由八个互相绝缘的换向片组成。
>八个线圈通过换向片联接,构成了一个闭合的绕组。
>位于磁极中性线上两个电刷将闭合的绕组分成了两个并联的支路。
>所有的线圈都被利用来产生电磁转矩和感应电势,其合成感应电势和电磁转矩的大小取决于并联支路线圈和总线圈数量的多少。
直流电机及调速系统工作原理课件
直流电机调速系统的基本原理
调速系统的组成
直流电机调速系统主要由控制器、功率驱动器和直流电机三部分组成。控制器负责接收速度指令和反馈信号,根 据指令和反馈信号计算出控制电压或电流,输出控制信号给功率驱动器。功率驱动器根据控制信号调节电机的输 入电压或电流,从而改变电机的转速。
调速系统的基本原理
调速系统的基本原理是通过改变电机的输入电压或电流,调节电机的输入功率,实现对电机转速的调节。具体来 说,当电机的输入电压或电流增加时,电机的转速增加;当电机的输入电压或电流减小时,电机的转速减小。通 过控制电机的输入电压或电流,可以实现电机的平滑调速和精确控制。
直流电机的工作原理
当直流电源通过电刷和换向器加到电 枢绕组上时,通电的电枢绕组在主磁 极产生的磁场中受到安培力而产生转 矩,驱动转子旋转。
直流电机输出的机械功率通过联轴器 或带轮等传动装置驱动负载转动。
随着转子的旋转,电枢绕组中的电流 方向不断改变,以保持电磁转矩的方 向不变。
直流电机的分类与特点
电机过热
可能是由于电机散热不良或负载过大等原因引起的,应检 查电机的散热系统和负载情况,如有需要可更换更大功率 的电机。
调速系统失灵
可能是由于控制线路故障或传感器、执行器等部件损坏等 原因引起的,应检查控制线路和相关部件,如有需要可更 换损坏的部件。
电机噪音过大
可能是由于机械部件松动或电机轴承损坏等原因引起的, 应检查电机的机械部件和轴承,如有需要可更换轴承。
1 2
医疗器械
直流电机调速系统用于医疗器械中,如呼吸机、 输液泵等,实现精确的流量和速度控制。
航空航天
在航空航天领域,直流电机调速系统用于控制舵 机、起落架等机构,确保飞行的安全和稳定。
直流调速系统的调速原理
直流调速系统的调速原理直流电动机具有良好的起、制动性能,宜于在广范围内平滑调速,所以由晶闸管—直流电动机(V —M)组成的直流调速系统是目前应用较普遍的一种电力传动自动化控制系统。
它在理论上实践上都比较成熟,而且从闭环控制的角度看,它又是交流调速系统的基础[1,6]。
从生产机械要求控制的物理量来看,电力拖动自动控制系统有调速系统、位置随动系统(伺服系统)、张力控制系统、多电机同步控制系统等多种类型,各种系统往往都是通过控制转速来实现的,因此,调速系统是最基本的电力拖动控制系统。
直流电动机的转速和其它参量的关系和用式(2—1)表示Φ-=e K IRU n (2—1)式中 n ——电动机转速;U ——电枢供电电压; I ——电枢电流;R ——电枢回路总电阻,单位为ΩeK ——由电机机构决定的电势系数。
在上式中,eK 是常数,电流I 是由负载决定的,因此,调节电动机的转速可以有三种方法:(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 。
对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说,以调节电枢供电电压的方式最好。
改变电阻只能实现有级调速;减弱励磁磁通虽然能够平滑调速,但调速的范围不大,往往只是配合调压方案,在基速(额定转速)以上做小范围的弱磁升速。
因此,自动控制的直流调速系统往往以改变电压调速为主。
双闭环调速的工作过程和原理双闭环调速系统的工作过程和原理: 电动机在启动阶段,电动机的实际转速(电压)低于给定值,速度调节器的输入端存在一个偏差信号,经放大后输出的电压保持为限幅值,速度调节器工作在开环状态,速度调节器的输出电压作为电流给定值送入电流调节器, 此时则以最大电流给定值使电流调节器输出移相信号,直流电压迅速上升,电流也随即增大直到等于最大给定值, 电动机以最大电流恒流加速启动。
电动机的最大电流(堵转电流)可以通过整定速度调节器的输出限幅值来改变。
在电动机转速上升到给定转速后, 速度调节器输入端的偏差信号减小到近于零,速度调节器和电流调节器退出饱和状态,闭环调节开始起作用。
直流电机的调速
直流电机的调速在生产实践中,由于电动机拖动的负载不同,对速度的要求也不同。
例如,龙门刨床在切削工作时,刀具切入和切出工件用较低的速度,中间一段切削用较高的速度,而工作台返回时用高速度;又如,轧钢机轧制不同种类、不同截面的钢材时,需要不同的转速。
这就要求采用一定的方法来改变生产机械的工作速度,以满足生产需要,这种方法通常称为调速。
电力拖动系统通常采用两种调速方法。
一种是电动机的转速不变,通过改变机械传动机构(如齿轮、带轮等)的速比实现调速,这种方法称为机械调速。
机械调速机构较复杂,适用生产机械只要求有几级固定转速。
另一种方法是通过改变电动机的参数调节电动机的转速,从而调节生产机械转速的方法,称为电气调速,其特点是传动机构比较简单,可以实现无级调速,且易于实现电气控制自动化。
此外,还可以将机械调速与电气调速配合使用,以满足调速要求。
值得注意的一点是,调速与因负载变化而引起的转速变化是不同的。
前者是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。
而后者是由于负载的变化,使电动机在同一条机械特性上发生的转速变化。
曲线1为他励直流电机带恒转矩负载T工作在固有特性上,工作点为A,转速为n。
若在电枢回路中串电阻R时,机械特性曲线变为2,工作点为B,转速为Hg,速度变化了△n=nл一ng,这属于调速。
如果电动机参数不变,负载转矩由T增大为TL,使工作点由A点转移到C点,电动机转速为mc,速度变化了△n=n一ne,这属于负载变化引起的转速变化。
根据他励直流电机的机械特性可以看出,人为地改变端电压U,电枢回路所串电阻R和电机气隙磁通中中的一个参数,就可以得到不同的转速。
因此,他励直流电机的调速方法有3种:电枢串电阻调速、降压调速和弱磁调速。
直流电机调速原理
直流电机调速原理直流电机调速是指通过控制电机的电压、电流或者频率,使电机的转速达到所需要的值。
直流电机调速原理主要包括电压调速、电流调速和频率调速三种方式。
下面将分别介绍这三种调速原理的具体内容。
首先,我们来讨论电压调速原理。
电压调速是通过改变电机的输入电压来控制电机的转速。
在直流电机中,电压与转速成正比,因此通过改变电压的大小,可以实现电机的调速。
一般来说,当电压增大时,电机的转速也会增加;反之,当电压减小时,电机的转速也会减小。
因此,通过改变电压的大小,可以实现对电机转速的精确控制。
其次,我们来讨论电流调速原理。
电流调速是通过改变电机的输入电流来控制电机的转速。
在直流电机中,电流与扭矩成正比,而扭矩与转速成反比。
因此,通过改变电流的大小,可以实现对电机转速的调节。
一般来说,当电流增大时,电机的扭矩增大,从而使电机的转速减小;反之,当电流减小时,电机的扭矩减小,从而使电机的转速增加。
因此,通过改变电流的大小,可以实现对电机转速的精确控制。
最后,我们来讨论频率调速原理。
频率调速是通过改变电机的输入频率来控制电机的转速。
在交流电机中,电源的频率与转速成正比。
因此,通过改变电源的频率,可以实现对电机转速的调节。
一般来说,当频率增大时,电机的转速也会增加;反之,当频率减小时,电机的转速也会减小。
因此,通过改变频率的大小,可以实现对电机转速的精确控制。
综上所述,直流电机调速原理主要包括电压调速、电流调速和频率调速三种方式。
通过对这三种调速原理的理解和掌握,可以实现对直流电机转速的精确控制,从而满足不同工况下对电机转速的需求。
希望本文能够对您理解直流电机调速原理有所帮助。
直流调速的工作原理
直流调速的工作原理
直流调速是一种通过改变电机电源电压来实现转速控制的方法。
该方法通过调节电机的电源电压来改变电机的转速,从而实现对电机的调速要求。
直流调速系统由一个直流电动机、一个功率控制器和一个速度反馈回路组成。
功率控制器负责根据输入的转速指令和实际转速信号来计算出电机所需的电压,然后将这个电压通过调节器输出给电机的电源。
在直流调速系统中,电动机通过电枢和励磁线圈两个磁场相互作用来产生转矩。
当电机接受到一定电压时,电动机的转矩和电磁势联动,从而产生转速。
当电机的电源电压增加时,电机的转速也会相应增加。
反之,当电机的电源电压减小时,电机的转速也会下降。
为了实现调速,系统需要通过速度反馈回路来监测电机的实际转速,并将其与设定的转速进行比较。
根据比较的结果,功率控制器会调节输出给电机的电压,使得电机的实际转速逐渐接近设定的转速。
在直流调速系统中,常见的功率控制器有电阻调速、电压调速和电流调速等方法。
通过调节电机的电源电压,可以实现对电机转速的精确控制,满足不同工况下的要求。
同时,直流调速系统还具有响应快、调速范围广和控制精度高等优点,广泛应用于各个领域的工业控制中。
直流牵引电机工作原理
直流牵引电机工作原理
直流牵引电机是一种常用于电动车辆和铁道交通中的电动机,它的工作原理是基于直流电流的作用力和磁场相互作用的原理。
直流牵引电机主要由电枢和磁极组成。
电枢是由绕组和电刷组成的,而磁极则是由永磁体或电磁体组成的。
当电流通过电枢的绕组时,会在电枢的绕组和磁极之间产生一个磁场。
根据电流的方向,这个磁场的极性会有所不同。
在工作时,电枢绕组和磁极之间的磁场会产生一个力矩,使电枢绕组开始旋转。
这个力矩是由电流和磁场的相互作用产生的。
具体来说,当电枢绕组中的电流方向与磁极的磁场方向相同时,电枢绕组会受到一个向上的力,使得电枢绕组开始旋转;而当电枢绕组中的电流方向与磁极的磁场方向相反时,电枢绕组会受到一个向下的力,也会使得电枢绕组开始旋转。
通过改变电流的方向和大小,可以控制直流牵引电机的转速和转向。
例如,当电流的方向改变时,电枢绕组会受到相反方向的力,从而改变电机的转向。
当电流的大小改变时,电枢绕组受到的力的大小也会改变,从而改变电机的转速。
直流牵引电机还具有反电动势的特性。
当电机旋转时,电枢绕组中会产生一个反电动势。
这个反电动势的大小与电机的转速成正比。
反电动势的产生会减小电枢绕组中的电流,从而限制电机的转速。
这种特性可以用于电机的调速和制动。
总结起来,直流牵引电机的工作原理是基于直流电流和磁场相互作用的原理。
通过改变电流的方向和大小,可以控制电机的转速和转向。
同时,电机还具有反电动势的特性,可以用于调速和制动。
直流牵引电机在电动车辆和铁道交通中具有广泛的应用前景,因为它可以提供高效、可靠的动力输出。
直流牵引电机工作原理
直流牵引电机工作原理
直流牵引电机工作原理
直流牵引电机是一种常用的电动车辆驱动装置,工作原理如下:
1. 电源供电:通过直流电源将电能传输到电机。
2. 磁场产生:电机内部有一个称为励磁绕组的线圈,通电后产生一个恒定的磁场。
3. 电流控制:控制电流通过电机的开关装置,通常使用电子调速器或其他控制器来实现。
4. 磁场与电流相互作用:当导电线圈通过电流时,它会在磁场中受到一个力,根据洛伦兹力的原理,导致线圈开始转动。
5. 机械转动:由于电流的变化,导致线圈不断地在磁场中被吸引和排斥,从而实现电机的转动。
6. 输出功率:电机转动产生机械功率,通过机械传动装置将功率传递到牵引装置,驱动车辆。
7. 运行控制:通常使用速度反馈装置和控制器来监测和控制电机的运行状态,以实现速度调节,刹车和其他操作。
直流电机工作原理及调速
直流电机工作原理及调速直流电机是一种将直流电能转化为机械能的电动机。
它的工作原理是基于斯瓦孔法则,即当导体在磁场中运动时,会感应出电动势,从而使电流通过导体产生力矩,从而实现转动。
直流电机由定子和转子两部分组成。
定子是由产生磁场的电磁铁组成,而转子是由导体组成的,可以旋转。
当电流通过电磁铁时,产生的磁场和定子之间的磁场相互作用,使得转子受到力矩的作用而转动。
直流电机的调速可以通过以下几种方法实现:1.电压调速:通过改变直流电机的供电电压,可以实现调速。
当增加电压时,电机的转速增加,反之减小。
这是因为电压的变化会影响电机的转矩,从而改变转速。
2.电流调速:通过改变直流电机的电流,也可以实现调速。
当增加电流时,电机的转矩增加,进而转速增加,反之减小。
3.调制调速:通过改变电机的脉宽调制(PWM)信号的占空比,可以实现电机的调速。
当占空比增加时,电机的平均电压增加,从而增加转矩和转速。
4.脉冲调速:通过改变电机的输入脉冲的频率,可以实现电机的调速。
当脉冲频率增加时,电机的转速增加,反之减小。
此外,还有一些其他方法可以实现直流电机的调速,如使用电阻、变换输入频率等。
每种调速方法都有其特点和适用场景,根据具体需求选择合适的方法进行调速。
需要注意的是,在实际应用中,为了实现更精确的调速,通常使用电子调速器来控制直流电机的转速。
电子调速器通过对输入信号进行处理,实现对电机供电的精确控制,从而实现更灵活、稳定的调速效果。
总之,直流电机是一种将直流电能转化为机械能的电动机。
通过改变电压、电流、调制信号和脉冲频率等方式,可以实现对直流电机的调速。
在实际应用中,通常使用电子调速器来实现对直流电机的精确控制。
直流电动机调速原理
直流电动机调速原理
直流电动机调速原理是通过改变电动机输入电压或者改变电枢电流来实现调速控制的。
直流电动机调速主要通过调节电源电压来实现。
当电源电压变大时,电机的转速也会随之增加,当电源电压变小时,电机的转速也会随之降低。
这是因为电源电压越大,电机内部形成的电场越强,电机的转矩也会相应增加。
另一种调速方法是通过调节电枢电流来实现。
当电枢电流增大时,电机的转速也会随之增加,当电枢电流减小时,电机的转速也会随之降低。
这是因为电枢电流越大,电机内部形成的磁场越强,电机的转矩也会相应增加。
调速控制器是实现电机调速的关键。
调速控制器通过测量电机的转速,并将转速信号与设定值进行比较,根据差异调整电源电压或者电枢电流来实现电机的调速控制。
此外,直流电动机调速还可以通过改变电机的励磁磁场来实现。
当调节励磁磁场的强度时,电机的转速也会相应改变。
总结起来,直流电动机调速的原理是通过改变电源电压、电枢电流或者励磁磁场的强度来控制电机的转速。
调速控制器起着重要的作用,能够根据转速信号自动调节电源电压或者电枢电流,使电机保持稳定的转速。
直流电机调速原理
直流电机调速原理直流电机是工业生产中常见的一种电机类型,它通过直流电源提供电能来驱动电机运转。
而要实现直流电机的调速,就需要掌握一定的调速原理。
本文将介绍直流电机调速的原理及方法。
一、直流电机调速的原理1. 电压调速原理电压调速是直流电机最基本的调速方法之一。
通过改变电机输入端的电压大小,可以控制电机的转速。
一般来说,电压越大,电机转速越快;电压越小,电机转速越慢。
因此,通过调节电压的大小来实现电机的调速。
2. 电流调速原理电流调速是另一种常见的直流电机调速方法。
通过改变电机输入端的电流大小,可以控制电机的负载情况,进而实现调速的效果。
电流越大,电机承载的负载越重,转速相应降低;电流越小,电机承载的负载越轻,转速相应增加。
3. 脉冲宽度调制(PWM)原理PWM调速是一种现代化的电机调速方法,通过改变电机输入端的脉冲宽度来控制电机的平均电压,从而实现调速的目的。
PWM调速具有调速范围广、精度高等优点,逐渐成为电机调速的主流方法之一。
二、直流电机调速方法1. 电阻调速法电阻调速法是最简单的直流电机调速方法之一。
通过改变电机输入端的电阻大小,来改变电流的大小,从而实现调速的目的。
但是电阻调速法效率较低,并不适合长期使用。
2. 异步电动机调速法异步电动机调速法是通过改变电机的级数来实现调速的方法。
通过增加或减少电机的级数,来改变磁场的旋转速度,从而实现调速的效果。
但是这种调速方法结构复杂,不易实现。
3. 变频器调速法变频器调速法是目前应用最广泛的一种电机调速方法。
通过变频器控制电机输入端的频率,从而实现电机的调速。
变频器调速法具有调速范围广、精度高、效率好等优点,适用于各种场合的电机调速。
综上所述,直流电机调速的原理主要包括电压调速、电流调速、PWM调速等方法,而实际调速时可根据具体情况选择电阻调速、异步电动机调速、变频器调速等方法。
掌握这些调速原理和方法,能够更好地实现直流电机的调速需求,提高工业生产效率。
直流电机及调速系统工作原理
直流伺服电机调速驱动单元 结构实例
速度单元
速度指令 电机
测速电机
直流伺服电机调速驱动单元 结构实例
速度指令 电机 速度环
测速电机
直流伺服电机调速驱动单元 结构实例
电压— 脉冲变换
速度指令 电机 速度环
电流环
测速电机
直流伺服电机调速驱动单元 结构实例
电压— 脉冲变换
速度指令 电机 速度环
电流环
直流伺服电机的基本特性_2
启动特性曲线
启动电压
启动电压的物理意义?
电机调速基本概念
P
恒功率调速
n
M
n
电机调速基本概念
P
恒转矩调速
n
M
n
电机调速基本概念
在额定电压,额定负载条件下 (电机铭牌上所给出的数据)
调速范围
额定转速
电机调速基本概念
在额定电压,额定负载条件下 (电机铭牌上所给出的数据)
调速范围
额定转速
静差度
电机调速基本概念
调速范围
在额定电压,额定负载条件下 (电机铭牌上所给出的数据)
额定转速
静差度
由静差度许可值 求调速范围
直流电机的基本特性_1
转速降 理想转速
Ia
Ia
普通直流电机的铭 牌数据 额定工作转速 额定工作转矩 额定工作电压 额定工作电流 电机线圈直流内阻
控制1
控制2
测量2
电机调速系统实例_2
CNC系统
驱动系统
伺服电机
机床本体
传感器
CNC中的伺服系统
系统实例
数控系统+驱动单元+伺服电设计条件
直流电机调速原理
直流电机调速原理
直流电机调速是指利用直流电机的特性,通过改变电源电压或电流来
改变电机转速的一种调速方式。
直流电机调速的原理是:当直流电机
的电源电压或电流发生变化时,电机的转速也会发生变化,从而达到
调节电机转速的目的。
直流电机调速的原理是:当直流电机的电源电压或电流发生变化时,
电机的转速也会发生变化,从而达到调节电机转速的目的。
电机的转
速与电源电压或电流的变化成正比,即当电源电压或电流增大时,电
机的转速也会增大;当电源电压或电流减小时,电机的转速也会减小。
直流电机调速的方式有两种:一种是改变电源电压,即通过变压器或
变频器来改变电源电压,从而改变电机的转速;另一种是改变电源电流,即通过控制电源电流的大小来改变电机的转速。
直流电机调速的优点是:调速范围大,可以调节电机的转速,从而满
足不同的工况要求;调速精度高,可以调节电机的转速,从而满足不
同的工况要求;调速响应快,可以快速响应调速要求;调速稳定,可
以稳定控制电机的转速,从而满足不同的工况要求。
直流电机调速的缺点是:调速系统复杂,需要配备变压器或变频器,
以及控制电路,使调速系统复杂;调速成本高,由于调速系统复杂,
调速成本也会比较高;调速效率低,由于调速系统复杂,调速效率也
会比较低。
总之,直流电机调速是一种有效的调速方式,它可以满足不同的工况
要求,但是由于调速系统复杂,调速成本高,调速效率低,因此在实际应用中要根据实际情况选择合适的调速方式。
电传动控制基础直流牵引电机及其调速方式概要课件
案例三
总结词
矿用自卸车直流牵引电机及调速系统优化
详细描述
该案例介绍了某矿用自卸车中直流牵引电机及调速系统的优化过程, 包括优化目标、优化方法、实施过程及效果等方面的内容。
总结词
优化措施与效果评估
详细描述
该案例对优化措施进行了详细介绍,并对优化效果进行了评估,包括 对优化前后性能对比、经济效益等方面的分析。
案例二
总结词
详细描述
总结词
高速动车组直流牵引电机及调 速系统应用
该案例介绍了某高速动车组中 直流牵引电机及调速系统的实 际应用情况,包括电机的性能 参数、调速系统的控制效果、 实际运行中的问题及解决方案 等方面的内容。
应用效果与评价
详细描述
该案例对应用效果进行了评价 ,包括对电机性能、调速系统 稳定性、运行安全性等方面的 评估,并提出了改进建议。
斩波调速
通过改变电机的输入电压的占空比,调节电机的输入功率,从而达到调速的目的 。
斩波调速是通过调节直流牵引电机输入电压的占空比,改变电机的输入功率,从 而改变电机的转速。这种调速方式具有效率较高、能量损耗较小等优点,但控制 电路较为复杂,需要使用专门的斩波器。
PWM控制调速
通过改变电机输入电压的脉冲宽度,调节电机的输入功率,从而达到调速的目的。
05
CATALOGUE
案例分析
案例一
总结词
地铁车辆直流牵引电机及调速系统设计
总结词
设计特点与难点
详细描述
该案例介绍了某地铁车辆的直流牵引电机及调速系统的设 计过程,包括电机的选型、调速系统的构成、控制策略的 制定等方面的内容。
详细描述
该案例重点介绍了设计中的特点与难点,如电机的过载能 力、调速系统的稳定性、控制策略的优化等方面的考虑。
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F1
0
并励电动机防空转性能
1:最大粘着曲线 2:滑动摩擦力曲线 3:并励电机机械特性
T(F) B A 2 3 0 v0 v3 2' n(v) 1 1' 假设电机原来工作在B点 v0
粘着条件破坏 1-1’ 2-2’ 牵引力>最大粘着限制 逐渐 发生空转 v A 滑动摩擦 力=牵引力,停止空转
日 本 微 机 控 制 机 车
6K
M
M
M
§2.3 直流电传动机车的调速方法
Ud – IdR n= Ce
• 调节电机电压 • 调节主磁通
一、调节端电压
• • • • • 改变牵引电机的连接方式 牵引电动机与电阻串联 改变牵引变压器的输出电压 改变牵引发电机的转速和励磁电流 改变同步牵引发电机定子绕组接法
对某一机车 DK = C = C 0 = C
机车轮周牵引力与电机转矩成正比 FK T 机车牵引力特性与电机转矩特性具有相同的形状
• 机车牵引特性 FK = f ( VK )
速度特性 牵引力特性 VK n VK = f ( Ia ) FK = f ( Ia ) 牵引特性 FK = f ( VK )
T T1 n
转速不变 工作曲线由n1变为n2 T 1 n 2 结论:当电网电压波
T2
动时,并励电机的电
流冲击和牵引力冲击
比串励电机大得多
0
Id2
Id1 Id
(四)功率利用
T(F) T(F)
T2 T1
a c
T2
b d n2 n1 n(v)
T1
0 n2 n1 n(v) 0
假设串励、并励电机具有相同的额定转矩和额定转速
(一)机械稳定性和电气稳定性
• 机械稳定性
指机车牵引列车正常运行时,由于偶然的原因, 引起速度发生变化后,机车本身能恢复到原有的稳 定运行状态。
机械稳定性的条件: 牵引特性曲线斜率<基本阻力曲线斜率 即: 一般dW0/dv > 0 ∴差复励电动机dF/dv >0 不具有稳定性 dF/dv < dW0/dv
= IL =
(IW) (IW)d R
=
IL•W Id•W
=
IL Id = R RL + R
RL + R
Id
小结
• 直流牵引电机的工作特性与机车的牵引特性 – 工作特性 n=f(Id) T=f(Id) n=f(T) – 牵引特性 v=f(Id) F=f(Id) F=f(v) • 各种励磁方式牵引电机特性分析 – 串并励牵引电机特性比较 – 他励和积复励电机特性 • 直流电传动机车调速方法 – 调节电机端电压 – 调节主极磁通 磁场分路法()
M 柴油机பைடு நூலகம்
G
M
M
• 改变同步牵引发电机定子绕组的接法
T1 T2 T3 T11 T12 T13
AS1 AS2
双星形:T1 M M
T2
T3
T1 1 T12 T13 低速:AS1和AS2断开 并联 高速:AS1和AS2闭和 串联
二、调节主极磁通
磁场分路法:主极绕组两端并联一级或数级分路电阻, 从而减小励磁电流和磁通
• 改变牵引电机的连接方式
M
优点:能量损耗少
M M
UN UN UN M M M M M
M
Ud Ud UNUN/2 = = /4 M M M Ud = UN
比较经济
缺点:调压级数有限 需要复杂的转换开关 和接触器
• 牵引电动机与电阻串联
CH UN UN M M
逐渐切除 调节斩波 与电枢串 器导通比 联的电阻 进行调速 进行调速
机车轮周牵引力 FK 和轮周线速度 VK 之间的关系 FK = f (VK) • 机车的速度特性 VK = f ( Ia ) • 机车的牵引力特性 FK = f ( Ia ) ∴ FK = f(VK) 与 n = f (T)有相同的形状
牵引电机力矩传递图
3. 轮对 Fz : 齿轮齿上所受的力
2. 大齿 轮节圆 DK 1.小齿轮节圆
T T2 n1 n2
T n 并励: 由相同的转速差引起
T1
Id1 Id2 差值较大 T1 T2 差值也较大
0
Id1
Id2 Id
(三)电压波动对牵引电机的影响
T n
2 n 1 T
串励:
n 转速不变 工作曲线 由n1变为n2
T1 T2
Id1 Id2 差值较小
T1 T2 差值也较小
0
Id2 Id1
Id
并励
第二章 直流牵引电机及其调速方式
§2.1 直流牵引电机的工作特性 和机车牵引特性
一 直流牵引电机特性
• 工作特性:
U = UN If = IfN n、T、 = f (Ia) • 机械特性: n = f (T)
1. 转速特性 n = f (Ia)
n 1.他(并)励 2.积复励 3.串励
n = ( U - Ia∑Ra) / Ce ∑Ra : 电枢回路总电阻
在电动机电压 Ud 保持不变的情况下:
d(Cen + Id∑R)/ dId
正值就具有电气稳定性
> 0
即电动机Cen + Id∑R = f( Id )的曲线斜率为
串励电机电气稳定性
Ud
A
在任何负载下斜率均为正 具有电气稳定性
0
Id
并励电机电气稳定性
Ud A B 只有在一定负载范围内 才具有电气稳定性 A:稳定 B:不稳定
Ce :电势常数
0
Ia(T)
2. 转矩特性 T = f(Ia)
T 2 串励 3 积复励 1. 他(并)励
T = CT Ia
CT : 转矩常数
0
Ia
3. 机械特性 n = f(T)
n 1.他(并)励 2.积复励 3.串励
∵ T ∝ Ia
∴ 机械特性具有 与转速特性相 似的形状
0
T
二 机车的牵引特性
T T1 n 2 T 1 1 n 2
并励: T2 转速相同 n相同
Id1 Id2 差值很大
T1 T2 差值也较大
0
Id2
Id1 Id
• 牵引电机动轮直径不同(特性相同)
T n
n T
n1 n2 T2 T1
串励:
由相同的转速差引起 Id1 Id2 差值较小
T1 T2 差值也较小
0
Id1 Id2
Id
• 牵引电机动轮直径不同(特性相同)
串励:T1—>T2 c 点—>a点 并励:T1—>T2 d 点—>b点 面积差不多 接近恒功 面积差较大
结论:串励功率利用好,能充分发挥机车的功率
(五)粘着重量的利用(防空转性能)
v 2 n F2 a 1 假设电动机工作在a点,速度为n 偶然原因 —> n+n 1 并励:特性硬 F1较大 迅速恢复粘着 2 串励:特性软 F2较小 F 粘着不易恢复形成空转
其他电动机dF/dv <0
均具有机械稳定性
机械稳定性分析图示
F/ W0 2
3
1. 基本阻力曲线W0=f(v) A F2=f2(v)
A : v1
v = v1 + △v F3 > W0 v↑ 不稳定 F2 < W0 v↓ 稳定 v
F3=f3(v)
0
△v
v1 v
• 电气稳定性
指机车牵引列车正常运行时,由于偶然的原因, 引起电机电流发生微量变化后,机车本身能恢复到 原有的稳定运行状态。 动态电压平衡方程式: Ud = E + Id∑R + L• (dId/dt)
0
Id
(二)牵引电机之间的负载分配
• 牵引电机特性有差异 动轮直径相同
• 动轮直径不同 牵引电机特性相同
• 牵引电机特性有差异(动轮直径相同)
T n 2 n 1 2 1 T
串励:
n T2 T1 0 Id2 Id1 Id 转速相同 n相同
Id1 Id2 差值较小
T1 T2 差值也较小
• 牵引电机特性有差异(动轮直径相同)
FK
• 机车速度特性 Vk= f ( Ia )
机车动轮转速 nk 电动机转速 n
nk = n / DK:机车动轮直径 Vk = (D k/60) • nk = (D k/60) • (n/) • (3600/1000) = D k • n/5.3 (km/h) 对某一机车 DK = C = C 机车线速度与电机转速成正比 VK n 只要在电 机的转速特性上乘以 DK/5.3 就可得到机车的转速特性
E = Ce n
∴ Ud = Cen + Id∑R + L• (dId/dt)
电气稳定性分析图示
Ud 1
A
假定 Ud = C A:电气平衡状态 曲线1:电气稳定
2
△ d
曲线2:电气不稳定
I
0
Id1
Id
牵引电机电气稳定的必要条件:
d Ud / d Id < d(Cen + Id∑R)/ d Id
优点:控制简单 缺点:起动不平稳 粘着利用不好 损耗大
• 改变牵引变压器的输出电压
改变变压器的匝数 改变变压器输出电压 Ud
根据 变压 器调 压抽 头的 位置
高压侧调压
SS2
低压侧调压
SS1
• 改变牵引发电机的转速和励磁电流
柴油机转速 同轴的发电机转速 由于牵引发
电机的励磁机是由柴油机驱动的 励磁机的转 速变化 电机电压变化
串励电动机防空转性能
1:最大粘着曲线 2:滑动摩擦力曲线 4/5:串励电机机械特性