他励直流电动机的调速可分为恒转矩调速和恒功率调速

n
T
TL
T
这是一种理想的配合，转速 电机既满足了负载要求， 是从额定转速向上调，所以 又得到了充分利用。 额定转速为系统的最低转速。
他励直流电动机的调速
1 负载转矩 TL C 电动机容许输出转矩 T n n 只有在最高转速时才有： nmax P PL T TL I a I N
nmin
T Tem CT N I N C Tn P C1n 9550
电动机的容许输出功率与转速成正比，而容许输 出转矩为恒值----恒转矩调速。
他励直流电动机的调速
弱磁调速时，磁通 是变化的，在不同转速下 若保持电流 I a I N 不变，即电机得到充分利用，容 许输出转矩和功率分别为：
他励直流电动机的调速
n02
• 3、减弱磁通调速 n
C
B A TL
n
I a1
I aN
ia
ia
n2 n01 n1 n0 nN
A’
2 1 N
n1
n t
nN
Tem t=0
他励直流电动机的调速
• 优点：
由于在电流较小的励磁回路中进行调节，因而 控制方便，能量损耗小，设备简单，调速平滑性好。 经济性比较好。
4.2 直流电机无级调速
4.2.1 直流电机无级调速及调速特性 他励电动机的转速公式：
U I a ( Ra Rs ) n Ce
电气调速方法：1）电枢回路串电阻调速；
2）调压调速；
3）调磁调速。
他励直流电动机的调速
• 2、降低电压调速
n0 n01 nN n02 n 1
n
A’ A B C
UN
T P 恒功率调速
nN
P
nmin
T
恒转矩调速
n n N为恒转矩 调速区； n n N为恒功率 调速区
T P
他励直流电动机的调速
• 1、恒转矩负载配恒转矩调速
TL和 T 均为常数,PL 和 P 均与转速 n 成正 比，只要选择电动机 的 T 与TL相等，在任 何转速下均有：
P PL T TL Ia IN
U1 U2
Tem
n2
U 2 U1 U N
TL
他励直流电动机的调速
• 优点：1）电源电压能够平滑调节，可实现无 级调速。 2）调速前后的机械特性的斜率不变，硬 度较高，负载变化时稳定性好。 3）无论轻载还是负载，调速范围相同， 一般可达 D=2.5~12。 4）电能损耗较小。 缺点：需要一套电压可连续调节的直流电源。
P PL
T TL
Ia IN
电机得到了充分利用。 在高于最低转速时： 电机未被充分利用。
n N nmax
TN TL max
PL P TL T
Ia IN
他励直流电动机的调速
• 5、风机型负载与两种调速方式的配合
由于负载转矩随转速的升高而增大，为了使电动机在最 高转速时（所需的转矩最大）能满足负载的需要，应使
机械特性的斜率变大，特性变软；

缺点：
转速的升高受到电动机换向能力和机械强度的限制， 升速范围不可能很大，一般 D≤2； 为了扩大调速范围，通常把降压和弱磁两种调速方 法结合起来，在额定转速以上，采用弱磁调速，在额定 转速以下采用降压 调速。
他励直流电动机的调速
• 调速方式与负载类型的配合
容许输出：指电动机在某一转速下长期可靠工作时所能输
n
nmax
T
T(nnmax ) TL(nnmax)
TL
T
T
只有在最高转速时，电 动机才被充分利用。恒 转矩调速方式所造成的 电动机容量浪费比恒功 率调速方式小一些。
他励直流电动机的调速
• 根据以上五种情况分析可得：
1）电枢串电阻调速和降压调速方式属于恒转
矩调速，适用于恒转矩负载 。
2）弱磁调速属于恒功率调速方式，适用于恒
B A A'
C
D
U d 04 U d 03 U d 02 U d 01
Id 3 Id 4
0
I d1
图8.35
Id 2
Id
闭环系统静特性与开环系统机械特性的关系
闭环系统能够减少稳态速降的实质是闭环系统 的自动调节作用，它能随着负载的变化相应地改变 整流器的输出电压
转速负反馈调速系统
1、单闭环调速系统的组成
放大器 触发器
可控整 流器
测速发 电机
采用转速负反馈的单闭环调速系统
2、转速负反馈单闭环调速系统的静特性
由电压平衡方程得：
—— 从放大器输入端到可 控整流电路输出端的电压 放大倍数； ——闭环系统的开环放大 倍数。 如果系统没有转速负反馈（即 开环系统）时，则整流器的输出 电压:
n
TL
T T
这是一种理想的配合，转速 电机既满足了负载要求， 是从额定转速向下调，所以 又得到了充分利用。 额定转速为系统的最高转速。
他励直流电动机的调速
• 2、恒功率负载配恒功率调速
TL PL和 P 均为常数， 和 T 均与 n 成反比，只 要选择 P 与 PL 相等， 在任何转速下均有：
P PL T TL Ia IN
U N I N Ra C2 T Tem CT I N CT Ce n n Tn C2 n C2 P 9550 n 9550 9550
电动机的容许输出转矩与转速成反比，而容许输 出功率为恒值----恒功率调速。
他励直流电动机的调速
• 上述容许输出转矩和功率与转速的关系 为： n 以 n N 为界，分 nmax 两个区域：
T
电机得到了充分利用。
• 3、恒转矩负载配恒功率调速
TL
T
在低于最高转速时：
nN nmin
电机未被充分利用。
PL P TL T
Ia IN
他励直流电动机的调速
• 4、恒功率负载配恒转矩调速
1 负载转矩 TL n n nmax
nmin TL
T T
电动机容许输出转矩 T C 只有在最低转速时才有：
出的最大转矩和功率。
充分利用：指在一定的转速下电动机的实际输出转矩和
功率达到它的容许值，即电枢 电流达到额定值。
当电动机调速时，在不同的转速下， 电枢电流能否总保持为额定值，即电动机 能否在不同转速下都得到充分利用，这个 问题与调速方式和负载类型的配合有关。
他励直流电动机的调速
以电机在不同转速都能得到充分利用为条件，他 励直流电动机的调速可分为恒转矩调速和恒功率调速。 电枢串电阻调速和降压调速时，磁通 N 保持 不变，若在不同转速下保持电流 I a I N 不变，即电机 得到充分利用，容许输出转矩和功率分别为：
功率负载 。 3）对于泵与风机类负载，三种调速方式都不 十分合适，但采用电枢串电阻和降压调速比弱 磁调速合适一些。
4.2 直流电机无级调速
4.2.2 晶闸管-电机直流传动控制系统
分类： 按结构的不同： 按静态误差的不同： 单闭环直流调速系统 双闭环直流调速系统 可逆系统 无静差直流调速系统 有静差直流调速系统
注意！单闭环系统仅有 速度负反馈，
调速范围与静差度 开环： 闭环 ：
突然失去负反馈产生严重的事故
在最大运行转速和低速时最大允许静差度不变的情况下，
结论： 闭环系统可以获得比开环系统硬得多的稳态特 性，在保证一定静差度的要求下，大大提高 调速范围。但闭环系统必须设置检测装置和 电压放大器。
n
开环机械特性 闭环机械特性
由此可得开环系统的机械特性 方程:
开环系统的静特性
闭环系统的静特性
闭环系统的静特性
开环系统的静特性
理想空载转速 在给定电压一定时，有: 转速降 如果将系统闭环与开环的理想空载转速调得一样，即，
闭环给定电压 U g f U g 1 K
为了获得同开相同的 理想空载转速