并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法研究

韓璐斌 西北民族大學(xué)電氣工程學(xué)院

引言

并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)在眾多場(chǎng)合得到廣泛應(yīng)用，同時(shí)其啟動(dòng)性能良好且調(diào)速范圍較大，維修成本也比較低廉。但并聯(lián)直流電動(dòng)機(jī)的造價(jià)較高，體積也較為龐大。

改變電樞串聯(lián)電阻大小和改變勵(lì)磁電流進(jìn)行調(diào)速是并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)通常采用的方法，通過(guò)轉(zhuǎn)速公式可以對(duì)這兩種調(diào)速方法的原理進(jìn)行分析。

1 改變電樞電阻調(diào)速

對(duì)于負(fù)載轉(zhuǎn)矩恒定的情況，在接入RAT 的瞬間，由于機(jī)械慣性，其轉(zhuǎn)速不能立即改變，進(jìn)而導(dǎo)致反電動(dòng)勢(shì)保持原來(lái)的數(shù)值。串聯(lián)電阻的增大引起電磁轉(zhuǎn)矩的減小，轉(zhuǎn)速開始下降。反電動(dòng)勢(shì)由于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的降低而減小，造成了電樞電流以及電磁轉(zhuǎn)矩的增大，電磁轉(zhuǎn)矩達(dá)到負(fù)載轉(zhuǎn)矩大小后不再發(fā)生改變，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速保持在一個(gè)新的數(shù)值。改變電樞電阻的調(diào)速方法對(duì)于轉(zhuǎn)矩恒定的負(fù)載比較適用。

對(duì)于恒功率負(fù)載，并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低時(shí)其負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大，電磁轉(zhuǎn)矩也同步增大，容易引發(fā)嚴(yán)重的后果，這會(huì)使電樞電流超過(guò)其額定值，因此不適用。

對(duì)于負(fù)載轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速同一趨勢(shì)變化的負(fù)載，剛加入串聯(lián)電阻時(shí)轉(zhuǎn)速暫時(shí)不發(fā)生改變。根據(jù)一類分析同理得電磁轉(zhuǎn)矩先變小，轉(zhuǎn)速降低后電磁轉(zhuǎn)矩增大，增大至與減小的負(fù)載轉(zhuǎn)矩相同大小后不再發(fā)生變化。由于該方法中電樞電流會(huì)減小，因此對(duì)此類負(fù)載適用。

圖1 改變電樞電阻調(diào)速電路圖

2 改變勵(lì)磁電流調(diào)速

對(duì)于負(fù)載轉(zhuǎn)矩恒定的情況，并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的上升并不會(huì)使得電磁轉(zhuǎn)矩發(fā)生改變，這也就導(dǎo)致了電樞電流過(guò)大的狀況，因此該調(diào)速方法一般不用于這種轉(zhuǎn)矩特性的負(fù)載上。

對(duì)于恒功率負(fù)載，負(fù)載轉(zhuǎn)矩隨著轉(zhuǎn)速的升高而減小，這時(shí)負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速相乘的結(jié)果依舊保持不變，導(dǎo)致電樞電流保持原大小而不發(fā)生改變，證明改變勵(lì)磁電流調(diào)速能較好地應(yīng)用于恒功率負(fù)載的調(diào)速中。

對(duì)于第三類負(fù)載，負(fù)載轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速的上升而增大，電磁轉(zhuǎn)矩為與之相平衡而增大。同樣導(dǎo)致了電樞電流超過(guò)額定值的狀況，因此不適用。

圖2 改變勵(lì)磁電流調(diào)速電路圖

3 結(jié)論

對(duì)于以上兩種方法的研究，可以得出的結(jié)論為負(fù)載的轉(zhuǎn)矩特性對(duì)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法的選擇有較大的影響，采用適宜的調(diào)速方法能避免故障的發(fā)生，并提高生產(chǎn)效率。