直流电动机如何控制电路的速度?
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直流电机的基本原理是将直流能量转换为机械能的设备。当载流电枢通过注释器段连接到电源端时,将电刷放置在永久性或电磁性的南北极内。通过使用这些电磁体,其工作原理取决于弗莱明的左手定则,以确定作用在直流电机电枢导体上的力的方向。
直流电机的速度可以通过改变磁通量,电枢电阻或施加的电压来改变。存在用于不同直流并联的不同速度控制方法和串联方法。直流电机速度控制使电动机能够适应负载的变化。设计经常是有损的,或者它们只能提供受控参数的粗略增量。
直流电机速度控制
在串联直流电机中通过三种方式来实现速度调节:助焊剂控制方式,电压控制和电枢电阻控制。
1、助焊剂控制方式
在助焊剂控制方式中,变阻器与励磁绕组串联连接。此组件的目的是增加绕组中的串联电阻,这将减小磁通量,从而提高电机的速度。电机的速度与磁通量成反比。因此,通过减小通量和速度,反之亦然。为了控制磁通量,将变阻器与励磁绕组串联添加会提高速度(N),因为该磁通量会减小。因此,励磁电流相对较小,因此降低了I2R损耗。
助焊剂控制方式因此,在上述的这种方式中,可以通过减小磁通量来提高速度,因此提出了一种用该方式减小磁通量的方法,而在最大速度下采用了一种方式,因为磁通量的弱化将超出限制,对换向器产生不利影响。
2、电压调整方式
可变调节方式通常用于并联直流电机中。也两种方式可以实现电压调节控制:将并联磁场连接到固定的励磁电压,同时为电枢提供不同的电压(也称为多电压控制)改变提供给电枢的电压。
在这种方法中,将外部电阻添加到电枢电路中。励磁绕组直接与电源相连。因此,励磁电流将保持不变。而且,如果外部电阻变化,通量将保持不变。
根据速度方程,电枢电流与电动机速度成正比。如果外部电阻值增加,则电枢电流减小。因此,速度降低。
3、电枢电阻控制方式
电枢电阻控制基于电机的速度与反电动势成正比。如果电源电压和电枢电阻保持恒定值,则电机的速度将与电枢电流成正比。在电枢控制方式中,直流电机的速度与反电动势(Eb)成正比,并且Eb = V-IaRa。当电源电压(V)和电枢电阻Ra保持恒定时,转速与电枢电流(Ia)成正比。如果我们添加与电枢串联的电阻,则电枢电流(Ia)减小,因此速度降低。
电枢电阻控制方式该电枢电阻控制方式基于以下事实:通过改变所需电压两端的电压。可以更改电机反电动势(Eb)和电动机速度。上述方式是通过将可变电阻(Rc)与电枢串联插入来完成的。
电枢电阻控制方式的基本公式N与V-ia(Ra + Rc)成正比,其中Rc是控制器电阻,Ra是电枢电阻。由于控制器电阻中的回电压,反电动势降低了。由于N与Eb成正比。
本文主要介绍了直流电机速度控制的三种方式,通过本文可以了解到直流电机的速度可以通过改变磁通量,电枢电阻或施加的电压来改变。存在用于不同直流并联的不同速度控制方法和串联方法。直流电机速度控制,使电动机能够适应负载的变化。设计经常是有损的,或者它们只能提供受控参数的粗略增量。
能将直流电能转换称机械能的电动机就叫做直流电动机,直流电动机的调速性能比较好,所以在电力拖动这方面得到了广泛的应用。那么直流电动机调速方法有哪几种呢?下面我们一起来了解一下吧。
直流电动机调速方法一共有3种,分别是:
降低电枢电压的调速
电枢电路串电阻调速
弱磁调速,基速以上调速
1.降低电枢电压的调速
电枢回路会有能够调压的直流电流,电枢回路和励磁回路电阻越小越好,电压降低的转速下降,其他的不变,运行的转速保持稳定,能够无级调速。负载的大小影响着调速范围,负载越大的话调速范围会越广,反之一样。
2.电枢电路串电阻调速
串的电阻越来,机械柔性就会越来越软,转速越不稳定,低速的时候串会电阻大,并且能量损耗会多,效率贬低。
3.弱磁调速
通过减小励磁电流来实现转速上升,特点是理想空载转速会随着磁通的减小而上升,机械特性会变软。
直流电机的转速计算公式为n=(U-IR)/Kφ
其中U为电枢端电压
I为电枢电流
R为电枢电路总电阻
φ为每极磁通量
K为电动机结构参数
相对于直流电机,交流电源的频率,直接影响或决定着电机的转速;电源频率与电机极对数,将电机转速控制在一个非常小或非常大的范围。工频电机的转速范围很小,空载和负载状态下转速差别不是很大;但变频电机转速,可以按照电源的频率变化区间,达成大范围的速度变化。
那么,直流电机的速度又是如何实现的呢?鉴于大家沟通的需求,本文将定性进行描述,不涉及专业公式推导。
直流电机转速调整的最常用的方法包括改变励磁电流、改变电枢电压和改变电枢电路共三种方法。
第一:降电压调速。在生活中一些采用干电池的旋转电机,就是典型的小型直流电机,当电池电量不足时开启,明显可以发现转速变小的情况,这是一种比较典型的改变电枢电压的调速方式,即下降电枢电压调速,电压下降转速也下降。
第二种:改变电流。在电枢回路中串入电阻调速,串接电阻越大,机械特性越软、转速越不稳定;低速时串接电阻大,损耗能量多,功率会变低。调速范围受负载大小的影响,负载越大调速范围越广,轻载状态调速范围较小。
第三种:弱磁调速。即保持电枢电压为额定值,改变电枢使励磁电流和磁通减小,电动机转速升高,机械特性变软。当转速升高时,若负载转矩仍为额定值,电动机功率将大于额定功率,电动机处于过载状态,电动机将面临被烧毁的危险;因而,弱磁调速时,电动机转速升高的同时应降低负载转矩,按照恒功率调速运行。为防止磁路过饱和,一般直流电动机只能弱磁而不能强磁。