直流調(diào)速簡介

1、交直流調(diào)速系統(tǒng)上篇 直流調(diào)速系統(tǒng) 交直流調(diào)速系統(tǒng)課程介紹 一、課程的性質(zhì)與地位一、課程的性質(zhì)與地位 交直流調(diào)速系統(tǒng)交直流調(diào)速系統(tǒng)主要學(xué)習(xí)交流電動機和直流電動機主要學(xué)習(xí)交流電動機和直流電動機 的調(diào)速方法、調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理。的調(diào)速方法、調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理。 所謂調(diào)速，就是通過改變電源或電機的參數(shù)，對電動機所謂調(diào)速，就是通過改變電源或電機的參數(shù)，對電動機 實現(xiàn)變速控制或恒速控制。實現(xiàn)變速控制或恒速控制。 調(diào)速在工業(yè)生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用實例：升旗電機轉(zhuǎn)速的調(diào)速在工業(yè)生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用實例：升旗電機轉(zhuǎn)速的 控制；軋鋼電機轉(zhuǎn)速控制；龍門刨床工作臺驅(qū)動電機的控制；軋鋼電機轉(zhuǎn)速控制；龍門刨床工作臺

2、驅(qū)動電機的 控制等。調(diào)速技術(shù)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。控制等。調(diào)速技術(shù)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。 交直流調(diào)速系統(tǒng)交直流調(diào)速系統(tǒng)是對是對電路基礎(chǔ)電路基礎(chǔ)電機與拖動電機與拖動 變流技術(shù)變流技術(shù)自動控制原理自動控制原理等課程知識的綜合應(yīng)性等課程知識的綜合應(yīng)性 應(yīng)用課程，是電氣自動化專業(yè)必修的專業(yè)課程。應(yīng)用課程，是電氣自動化專業(yè)必修的專業(yè)課程。 交直流調(diào)速系統(tǒng)課程介紹 三、課程的內(nèi)容三、課程的內(nèi)容 交直流調(diào)速包括交流調(diào)速和直流調(diào)速兩部分內(nèi)容，交流交直流調(diào)速包括交流調(diào)速和直流調(diào)速兩部分內(nèi)容，交流 電動機的調(diào)速在電動機的調(diào)速在變頻器應(yīng)用技術(shù)變頻器應(yīng)用技術(shù)中講授。本課程主中講授。本課程主 要講授直流電動機的調(diào)速，教學(xué)內(nèi)

3、容如下：要講授直流電動機的調(diào)速，教學(xué)內(nèi)容如下： 章節(jié)及內(nèi)容章節(jié)及內(nèi)容 實訓(xùn)項目實訓(xùn)項目 第1章：直流調(diào)速簡介 開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的機械特性測試 第2章：單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 第3章：雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 第4章：可逆調(diào)速系統(tǒng) 第5章：直流脈寬調(diào)速系統(tǒng) 單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性測試 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性測試 邏輯無環(huán)流調(diào)速系統(tǒng)的安裝與調(diào)試 PWM調(diào)速系統(tǒng)的安裝與調(diào)試 三、課程的內(nèi)容三、課程的內(nèi)容 學(xué)時分配：學(xué)時分配： 理論理論32學(xué)時學(xué)時 分配如下：分配如下： 理論教學(xué)理論教學(xué) 實訓(xùn)教學(xué)實訓(xùn)教學(xué) 第1章：直流調(diào)速系統(tǒng)的概述 開環(huán)調(diào)速 第2章：單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 第3章：雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 第4章：可逆調(diào)速系統(tǒng) 第5章：直

4、流脈寬調(diào)速系統(tǒng) 單閉環(huán)調(diào)速 雙閉環(huán)調(diào)速 邏輯無環(huán)流調(diào)速 PWM調(diào)速 交直流調(diào)速系統(tǒng)課程介紹 四、教學(xué)目標(biāo)四、教學(xué)目標(biāo) 通過本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)達到以下教學(xué)目標(biāo)：通過本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)達到以下教學(xué)目標(biāo)： 1. 掌握直流調(diào)速的一般方法、基本概念。掌握直流調(diào)速的一般方法、基本概念。 2. 掌握五種調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成及特點。掌握五種調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成及特點。 3. 能在實驗室完成五個調(diào)速系統(tǒng)的安裝與調(diào)試。能在實驗室完成五個調(diào)速系統(tǒng)的安裝與調(diào)試。 4. 掌握單閉環(huán)、雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)的計算掌握單閉環(huán)、雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)的計算 方法。方法。 交直流調(diào)速系統(tǒng)課程介紹 五、學(xué)習(xí)指導(dǎo)五、學(xué)習(xí)指導(dǎo) 本課程是

5、一門綜合性應(yīng)用課程，應(yīng)用知識較多，但只要本課程是一門綜合性應(yīng)用課程，應(yīng)用知識較多，但只要 學(xué)習(xí)目標(biāo)明確，方法得當(dāng)，學(xué)習(xí)起來并不難：學(xué)習(xí)目標(biāo)明確，方法得當(dāng)，學(xué)習(xí)起來并不難： 1. 掌握典型調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成。開始時多做畫圖練習(xí)，會掌握典型調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成。開始時多做畫圖練習(xí)，會 畫之后，可在腦子里回想系統(tǒng)的原理圖。畫之后，可在腦子里回想系統(tǒng)的原理圖。 2. 掌握典型調(diào)速系統(tǒng)的特點。該記的要記，該背的要背。掌握典型調(diào)速系統(tǒng)的特點。該記的要記，該背的要背。 3. 會分析系統(tǒng)的工作原理。會分析系統(tǒng)的工作原理。 把握以上三點，注意對學(xué)過知識的復(fù)習(xí)，注意前后章節(jié)的把握以上三點，注意對學(xué)過知識的復(fù)習(xí)，注意前后章節(jié)

6、的 聯(lián)系，及時歸納與系統(tǒng)，可做到輕松學(xué)習(xí)。聯(lián)系，及時歸納與系統(tǒng)，可做到輕松學(xué)習(xí)。 六、考核：考試六、考核：考試*70%+平時平時*30% 交直流調(diào)速系統(tǒng)課程介紹 1直流調(diào)速簡介直流調(diào)速簡介 學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)： 1.了解直流電動機調(diào)速的了解直流電動機調(diào)速的3種方法及其主要特點。種方法及其主要特點。 2. 了解直流調(diào)速所經(jīng)歷的了解直流調(diào)速所經(jīng)歷的3個發(fā)展階段。個發(fā)展階段。 3.了解直流調(diào)速系統(tǒng)的性能指標(biāo)，掌握調(diào)速范圍、靜了解直流調(diào)速系統(tǒng)的性能指標(biāo)，掌握調(diào)速范圍、靜 差率兩個穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)的含義及其相關(guān)計算。差率兩個穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)的含義及其相關(guān)計算。 4.掌握開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成及其特點。掌握開環(huán)直流

7、調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成及其特點。 5.掌握開環(huán)機械特性的含義。掌握開環(huán)機械特性的含義。 6.能在實驗室熟練完成開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的接線和調(diào)試，能在實驗室熟練完成開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的接線和調(diào)試， 會測試開環(huán)機械特性。會測試開環(huán)機械特性。 1.1 直流電動機的調(diào)速方法直流電動機的調(diào)速方法 一、直流電機的機械特性一、直流電機的機械特性 dda UI RE e EKn ddada d eeNeN 0 = UI RUR nI KKK nn d 0 eN = U n K a d eN R nI K 整理可得機械特性方程整理可得機械特性方程 稱為理想空載轉(zhuǎn)速稱為理想空載轉(zhuǎn)速 負載電流引起的轉(zhuǎn)速降負載電流引起的轉(zhuǎn)速降 機械特性曲

8、線機械特性曲線 a eN R k K 機械特性曲線的斜率機械特性曲線的斜率k值越小，特性的硬度越硬。值越小，特性的硬度越硬。 二、直流電機的調(diào)速方法及其特點二、直流電機的調(diào)速方法及其特點 根據(jù)機械特性方程可知，改變電樞電壓、磁通、電樞電阻可改變轉(zhuǎn)速大小。根據(jù)機械特性方程可知，改變電樞電壓、磁通、電樞電阻可改變轉(zhuǎn)速大小。 調(diào)壓調(diào)速調(diào)壓調(diào)速弱磁調(diào)速弱磁調(diào)速串電阻調(diào)速串電阻調(diào)速 額定轉(zhuǎn)速以下調(diào)速，且額定轉(zhuǎn)速以下調(diào)速，且 電壓越低，轉(zhuǎn)速越低。電壓越低，轉(zhuǎn)速越低。 特性硬，調(diào)速精度高，特性硬，調(diào)速精度高， 最常用。最常用。 電壓降低，電壓降低，n0減小減小 額定轉(zhuǎn)速以下調(diào)速，且額定轉(zhuǎn)速以下調(diào)速，且 電阻

9、越大，轉(zhuǎn)速越低。電阻越大，轉(zhuǎn)速越低。 特性軟，調(diào)速精度低，特性軟，調(diào)速精度低， 一般不采用。一般不采用。 理想空載轉(zhuǎn)速理想空載轉(zhuǎn)速n0不變。不變。 額定轉(zhuǎn)速以上調(diào)速，且額定轉(zhuǎn)速以上調(diào)速，且 磁通越小，轉(zhuǎn)速越高。磁通越小，轉(zhuǎn)速越高。 特性軟，調(diào)速精度低，特性軟，調(diào)速精度低， 一般不單獨使用。一般不單獨使用。 磁通減小，磁通減小，n0增大。增大。 思考題：思考題： 1.直流電動機的調(diào)速方式有哪直流電動機的調(diào)速方式有哪3種？最常用的是什么方式？種？最常用的是什么方式？ 2.直流電動機的直流電動機的3種調(diào)速方式中，種調(diào)速方式中，調(diào)速能獲得高于額調(diào)速能獲得高于額 定值的轉(zhuǎn)速，定值的轉(zhuǎn)速，調(diào)速機械特性硬度

10、不變，調(diào)速機械特性硬度不變，調(diào)速調(diào)速 理想空載轉(zhuǎn)速不變。理想空載轉(zhuǎn)速不變。 1.2 直流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展直流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展 直流調(diào)速系統(tǒng)是通過改變電動機電樞電壓的大小來實現(xiàn)調(diào)速的，根直流調(diào)速系統(tǒng)是通過改變電動機電樞電壓的大小來實現(xiàn)調(diào)速的，根 據(jù)獲得可調(diào)電樞電壓的方法不同，將直流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展分為據(jù)獲得可調(diào)電樞電壓的方法不同，將直流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展分為3個階段：個階段： 1.G-M調(diào)速系統(tǒng)原理圖調(diào)速系統(tǒng)原理圖 一、一、G-M調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng) 2.工作原理分析工作原理分析 3.缺點缺點： 所需設(shè)備多，體積龐大所需設(shè)備多，體積龐大 效率低效率低 維護不方便維護不方便 運行時噪聲大。運行時噪聲大。 20世

11、紀世紀50年代曾廣泛應(yīng)用年代曾廣泛應(yīng)用 （1）直流發(fā)電機）直流發(fā)電機-電動機調(diào)速系統(tǒng)（簡稱電動機調(diào)速系統(tǒng)（簡稱G-M調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng)） （2）晶閘管整流裝置）晶閘管整流裝置-電動機調(diào)速系統(tǒng)（簡稱電動機調(diào)速系統(tǒng)（簡稱V-M調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng)） （3）直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)（簡稱）直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)（簡稱PWM調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng)） 二、二、V-M調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng) 3.工作原理分析工作原理分析 1.V-M調(diào)速系統(tǒng)原理圖調(diào)速系統(tǒng)原理圖 V-M調(diào)速系統(tǒng)是目前應(yīng)用最廣的直流調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng)是目前應(yīng)用最廣的直流調(diào)速系統(tǒng) 直流調(diào)速主要介紹的就是直流調(diào)速主要介紹的就是V-M直流調(diào)速系統(tǒng)。直流調(diào)速系統(tǒng)。 2.系統(tǒng)的構(gòu)成系統(tǒng)的

12、構(gòu)成 1給定電路給定電路 ，2觸發(fā)與功放電路電，觸發(fā)與功放電路電，3整流整流 橋與電機主回路，橋與電機主回路，4勵磁電路勵磁電路 晶閘管整流電路為電機提晶閘管整流電路為電機提 供大小可調(diào)的直流電壓。供大小可調(diào)的直流電壓。 給定電壓增大，電樞電壓給定電壓增大，電樞電壓 增大，電機升速；反之，給增大，電機升速；反之，給 定電壓減小，電樞電壓增大，定電壓減小，電樞電壓增大， 電機降速。電機降速。 給定電壓等給定電壓等0，電樞電壓為，電樞電壓為 0，電機停轉(zhuǎn)。，電機停轉(zhuǎn)。 二、二、PWM調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng) 1.PWM調(diào)速系統(tǒng)原理圖調(diào)速系統(tǒng)原理圖 PWM調(diào)速是直流調(diào)速發(fā)展的最新階段。調(diào)速是直流調(diào)速發(fā)展的最

13、新階段。 U穩(wěn)恒的直流電壓穩(wěn)恒的直流電壓 2.系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理 PWM的作用相當(dāng)于一個高頻開關(guān)，的作用相當(dāng)于一個高頻開關(guān)， 將直流電壓變成脈沖電壓。將直流電壓變成脈沖電壓。 PWM脈寬功率放大器脈寬功率放大器 脈沖電壓的周期一定，脈沖寬度可調(diào)。脈沖電壓的周期一定，脈沖寬度可調(diào)。 脈寬調(diào)速就是通過改變脈沖的寬度來改脈寬調(diào)速就是通過改變脈沖的寬度來改 變電機電樞電壓（脈沖平均電壓）的大變電機電樞電壓（脈沖平均電壓）的大 小，從而改變電機的轉(zhuǎn)速。小，從而改變電機的轉(zhuǎn)速。 思考題：思考題： 1直流調(diào)速系統(tǒng)經(jīng)歷了哪直流調(diào)速系統(tǒng)經(jīng)歷了哪3個發(fā)展階段？目前應(yīng)用最廣的是哪種調(diào)個發(fā)展階段

14、？目前應(yīng)用最廣的是哪種調(diào) 速速 系統(tǒng)？系統(tǒng)？ 2V-M直流調(diào)速系統(tǒng)由哪幾部分構(gòu)成？給定電壓與電動機的轉(zhuǎn)速有著怎樣的直流調(diào)速系統(tǒng)由哪幾部分構(gòu)成？給定電壓與電動機的轉(zhuǎn)速有著怎樣的 控制關(guān)系？控制關(guān)系？ 1.3 調(diào)速系統(tǒng)的性能指標(biāo)調(diào)速系統(tǒng)的性能指標(biāo) 穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)是重點。穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)是重點。 調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo) 1. 調(diào)速范圍：調(diào)速范圍： 額定負載下，生產(chǎn)機械要求電動機提供的最高轉(zhuǎn)速與最額定負載下，生產(chǎn)機械要求電動機提供的最高轉(zhuǎn)速與最 低轉(zhuǎn)速之比稱為調(diào)速范圍。用大寫字母低轉(zhuǎn)速之比稱為調(diào)速范圍。用大寫字母D表示，沒有單位。表示，沒有單位。 max min n D n max n

15、N n 通常指電動機銘牌上所標(biāo)的額定轉(zhuǎn)速通常指電動機銘牌上所標(biāo)的額定轉(zhuǎn)速 。 2. 靜差率：靜差率： N 0 100% n s n 當(dāng)系統(tǒng)在某一機械特性下運行時，電動機的負載由理想空載增加當(dāng)系統(tǒng)在某一機械特性下運行時，電動機的負載由理想空載增加 到額定負載時所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速降到額定負載時所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速降與理想空載轉(zhuǎn)速之比，稱與理想空載轉(zhuǎn)速之比，稱 為靜差率，用小寫字母表示。為靜差率，用小寫字母表示。 N n 0 n s 調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo) (1)靜差率越小，轉(zhuǎn)速降越小，靜差率越小，轉(zhuǎn)速降越小， 系統(tǒng)的抗干擾能力越強。系統(tǒng)的抗干擾能力越強。 說明：說明： (2)靜差率與硬度靜

16、差率與硬度 聯(lián)系：同一機械特性，硬度越硬，聯(lián)系：同一機械特性，硬度越硬，s越??；越小； 區(qū)別：不同機械特性，硬度相同，區(qū)別：不同機械特性，硬度相同，s不等。不等。 (3)調(diào)系統(tǒng)的靜差率指最低轉(zhuǎn)速對應(yīng)機械特性曲線的靜差率。調(diào)系統(tǒng)的靜差率指最低轉(zhuǎn)速對應(yīng)機械特性曲線的靜差率。 系統(tǒng)靜差率描述方式：系統(tǒng)靜差率描述方式： s=10%，或，或s10% 調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo) 一個好的調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)具有一個好的調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)具有較大的調(diào)速范圍較大的調(diào)速范圍和和較小的靜差率！較小的靜差率！ (4)靜差率與調(diào)速范圍的關(guān)系靜差率與調(diào)速范圍的關(guān)系 N N 1 sn D sn N 0min n s n

17、N 0min n n s NN min0min N N N N N 1 N nn D nnn n n n s sn sn ，則，則 調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo) 3. 調(diào)速的平滑性：調(diào)速的平滑性： 調(diào)速平滑性是指調(diào)速時可以得到的相鄰兩轉(zhuǎn)速之比，調(diào)速平滑性調(diào)速平滑性是指調(diào)速時可以得到的相鄰兩轉(zhuǎn)速之比，調(diào)速平滑性 接近于接近于1的調(diào)速系統(tǒng)稱為無級調(diào)速，反之為有級調(diào)速。的調(diào)速系統(tǒng)稱為無級調(diào)速，反之為有級調(diào)速。 1什么是調(diào)速范圍？什么是靜差率？什么是調(diào)速范圍？什么是靜差率？ 2靜差率是針對某一條機械特性定義的，調(diào)速系統(tǒng)的靜靜差率是針對某一條機械特性定義的，調(diào)速系統(tǒng)的靜 差率指的是什么？

18、差率指的是什么？ 3靜差率與硬度有什么區(qū)別和聯(lián)系？靜差率與硬度有什么區(qū)別和聯(lián)系？ 思考題：思考題： NNaNNa N eNe UI RUI R n KC NNa e N 22055 0.1 0.21450.2 1000 UI R C n Na N e 55 0.1 27.5(r/min) 0.2 I R n C N N 1000 0.1 4 127.510.1 n s D ns 解：解： 得得 思考題：思考題： 某調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍是（某調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍是（1501 500r/min），要求靜差率），要求靜差率s=5%, 此時系統(tǒng)允許的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速降是多少？此時系統(tǒng)允許的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速降是多少？ 1.

19、4 開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) 開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是最簡單的開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是最簡單的V-M調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng) 。怎樣構(gòu)成直流調(diào)速系統(tǒng)呢？怎樣構(gòu)成直流調(diào)速系統(tǒng)呢？ 直流電動機；直流電動機； 穩(wěn)恒的勵磁電源；穩(wěn)恒的勵磁電源；二極管整流電路二極管整流電路. 可調(diào)的電樞電壓；可調(diào)的電樞電壓；可控整流電路；可控整流電路； 給定電路；給定電路； 觸發(fā)電路；觸發(fā)電路； 三相可控整流橋；三相可控整流橋； 一一. 系統(tǒng)的構(gòu)成系統(tǒng)的構(gòu)成 系統(tǒng)原理圖系統(tǒng)原理圖 直流電動機的勵磁電壓直流電動機的勵磁電壓 一定時，電樞電壓增大，一定時，電樞電壓增大， 電機轉(zhuǎn)速升高；電樞電壓電機轉(zhuǎn)速升高；電樞電壓 減小減小 ，轉(zhuǎn)速降低。，轉(zhuǎn)

20、速降低。 二二. 系統(tǒng)的工作原理系統(tǒng)的工作原理 三相橋式整流電路輸出電壓，即加在電機電樞繞組上的電壓三相橋式整流電路輸出電壓，即加在電機電樞繞組上的電壓 d 2.34cosUU 改變給定電壓大小，可改變觸發(fā)脈沖的觸發(fā)角，從而改變整流電路輸出改變給定電壓大小，可改變觸發(fā)脈沖的觸發(fā)角，從而改變整流電路輸出 電壓，使電機轉(zhuǎn)速發(fā)生改變。電壓，使電機轉(zhuǎn)速發(fā)生改變。 給定電壓、觸發(fā)角、整流電壓、電機轉(zhuǎn)速之間的對應(yīng)關(guān)系：給定電壓、觸發(fā)角、整流電壓、電機轉(zhuǎn)速之間的對應(yīng)關(guān)系： * n 0U 90 d 0U 電動機轉(zhuǎn)速為零 * nnMax UU0 ddMax UU電動機轉(zhuǎn)速最高 給定電壓與整流電壓成近似的正比關(guān)系

21、給定電壓與整流電壓成近似的正比關(guān)系 * dsn UK U 整流橋放 大系數(shù) 1。開環(huán)機械特性的定義。開環(huán)機械特性的定義 三三. 開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的機械特性開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的機械特性 直流電動機電樞電壓一定的情況下，電機的轉(zhuǎn)速與電樞電流之間的直流電動機電樞電壓一定的情況下，電機的轉(zhuǎn)速與電樞電流之間的 關(guān)系，稱為直流電動機的開環(huán)機械特性。關(guān)系，稱為直流電動機的開環(huán)機械特性。 dddd ee UI RUI R n KC 機械特性方程：機械特性方程： 其中 ee CK由電機結(jié)構(gòu)參數(shù)決定， 稱為直流電動機的電勢常數(shù)。 機械特性曲線：機械特性曲線： 在平面直角坐標(biāo)系中，電機轉(zhuǎn) 速與電樞電流的關(guān)系表示為一條向 下的

22、斜線，如右圖所示，稱為機械 特性曲線。 機械特性的硬度機械特性的硬度：曲線向下傾斜度越小，機械特性的硬度越硬。 機械特性的硬度與開環(huán)調(diào)速的性能有著密切關(guān)系。 2。機械特性與開環(huán)調(diào)速性能的關(guān)系。機械特性與開環(huán)調(diào)速性能的關(guān)系 (1)根據(jù)開環(huán)直流調(diào)速原理，電機的轉(zhuǎn)速由給定電壓來控制，給定電 壓不變，電樞電壓不變，電機的轉(zhuǎn)速應(yīng)保持相對恒定。 (2)從開環(huán)機械特性來看，電樞電壓不變情況下，當(dāng)負載電流發(fā)生改 變時，電機轉(zhuǎn)速會有所改變。 (3)對調(diào)速系統(tǒng)而言，負載電流的變化是一種干擾。 (4)機械特性的硬度越硬，負載電流引起的轉(zhuǎn)速降越小，轉(zhuǎn)速越平穩(wěn)， 調(diào)整系統(tǒng)的抗干擾性越強。 綜上，機械特性的硬度越硬，開環(huán)

23、調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能越好。常借綜上，機械特性的硬度越硬，開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能越好。常借 助機械特性曲線來分析開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的性能。助機械特性曲線來分析開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的性能。 開環(huán)機械特性可以通過實驗的方法測繪出來。開環(huán)機械特性可以通過實驗的方法測繪出來。 3。機械特性的測試方法。機械特性的測試方法 機械特性是一條直線，可通過實驗測繪出來，操作步驟如下： (1)首先讓電機空載。 機械特性是電動機電樞電壓一定的情況下，電機轉(zhuǎn)速與電樞電流的關(guān) 系，即： d nf I (2) 從零開始增大給定電壓，讓電機轉(zhuǎn)速達到某一值n0(小于額定轉(zhuǎn) 速)，此時電樞電壓為Ud0。 (3)記下電機的空載電流和空載轉(zhuǎn)速 (I

24、0， n0) 。 (4)保持給定電壓不變，逐漸增大負載電流，記下幾組(Id， n) 。 (5)將以上測得的幾組數(shù)對，在Id-n體系中描出對應(yīng)的點，作一條直 線，使多數(shù)點落在直線上或靠近直線。該線就是電動機在電樞電壓 為Ud0時的開環(huán)機械特性曲線。 3。機械特性的測試方法。機械特性的測試方法 實際生產(chǎn)中，電機的電樞電流又稱負載電流，是由電機所帶負載的 輕重決定的，增大負載，電流增大，反之，減小負載，電流減小。 怎樣來改變電機的電樞電流呢？怎樣來改變電機的電樞電流呢？ 在實驗室中，常用直流發(fā)電機和負載電阻作為電動機的模擬負 載，即直流電動機驅(qū)動一臺直流發(fā)電機，直流發(fā)電機的輸出電壓加 在一可調(diào)電阻上。電動機轉(zhuǎn)速一定的情況下，直流發(fā)電機的輸出電 壓不變，發(fā)電機輸出功率就是可調(diào)電阻上消耗的功率： 2 U P R 減小可調(diào)電阻，發(fā)電機功率增大，也即直流電動機輸出功率增大，直流 電動機的電樞電流增大；反之，減小可調(diào)電阻，電動機電樞電流減小。 1.5 開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)實驗開環(huán)直流調(diào)速系