直流串励电动机的调速是什么？

直流串励电动机的速度由下式给出：

$$\mathrm{𝑁 \varpropto\frac{𝐸_{𝑏}}{\varphi}}$$

$$\mathrm{⇒ 𝑁 = 𝐾 (\frac{𝑉 − 𝐼_{𝑎}(𝑅_{𝑎} + 𝑅_{𝑠𝑒})}{\varphi}) … (1)}$$

因此，从公式 (1) 可以看出，直流串励电动机的速度可以通过以下两种方法之一改变：

• 励磁控制法
• 电枢电阻控制法

励磁控制法

励磁控制法基于这样一个事实：通过改变串励电动机的磁通量，可以改变其速度，因为：

$$\mathrm{N \varpropto\frac{1}{\varphi}}$$

可以通过以下方式改变磁通量：

分励电阻

在这种方法中，一个称为分励电阻的可变电阻与串励绕组并联连接，如图所示。

分励电阻将部分线路电流从串励绕组分流出去，从而削弱磁场，提高电动机的速度。使用这种方法所能获得的最低速度对应于分流器电流为零时的速度，即电动机的额定速度。因此，分励电阻法只能提供高于额定速度的速度。串励分励电阻法主要用于牵引工作。

电枢分流器

在这种方法中，一个称为电枢分流器的可变电阻与电枢并联连接，它将部分线路电流从电枢绕组分流出去，从而降低电枢电流（见图）。

对于给定的负载，如果电枢电流 (Ia) 减小，则磁通量必须增加以保持负载转矩 (τ_a ∝ ϕI_a) 不变。由于速度 (N ∝ 1/ϕ)，因此电动机速度必须降低。使用电枢分流器法，可以获得任何低于额定速度的速度。

分接励磁控制

在这种方法中，为了减小磁通量，减少串励绕组的匝数，从而提高速度。

如图所示，使用开关 (S) 短路串励绕组的任何一部分。当使用串励绕组的全匝数时，电动机以额定速度运行；通过减少串励绕组的匝数，可以获得高于额定速度的速度。

电枢电阻控制法

在电枢电阻控制方法中，一个可变电阻与电源串联连接以完成电动机电路，如图所示。

这个串联电阻降低了电枢两端的电压，从而降低了速度。通过改变可变电阻的值，可以获得任何低于额定速度的速度。这种方法的速度调节较差，但这并不重要，因为串励电动机用于变速应用。

电枢电阻控制法是控制直流串励电动机速度最常用的方法。

数值例子

一台 250 V 直流串励电动机在吸收 50 A 线路电流时以 1000 RPM 的速度运行。电枢电阻和串励电阻分别为 0.08 Ω 和 0.05 Ω。如果电动机吸收的电流保持不变，则确定将速度降低到 800 RMP 所需的串联电阻值。

解答

设 R_series 为串联电阻。

这里，

$$\mathrm{𝑅_{𝑎} + 𝑅_{𝑠𝑒} = 0.08 + 0.05 = 0.13 \Omega}$$

$$\mathrm{𝑁_{1} = 1000 RPM; \:𝑁_{2} = 800\:RPM}$$

$$\mathrm{𝐼_{𝑎1} = 𝐼_{𝑎2} = 50 A}$$

因此，

$$\mathrm{𝐸_{𝑏1} = 𝑉 − 𝐼_{𝑎1}(𝑅_{𝑎} + 𝑅_{𝑠𝑒}) = 250 − (50 × 0.13) = 243.5 V}$$

此外，

$$\mathrm{𝐸_{𝑏2} = 𝑉 − 𝐼_{𝑎2}(𝑅) = 250 − 50𝑅 V}$$

其中，

$$\mathrm{𝑅 = 𝑅_{𝑎} + 𝑅_{𝑠𝑒} + 𝑅_{𝑠𝑒𝑟𝑖𝑒𝑠}}$$

现在，

$$\mathrm{\frac{𝑁_{2}}{𝑁_{1}}=\frac{𝐸_{𝑏2}}{𝐸_{𝑏1}}}$$

$$\mathrm{⇒\frac{800}{1000}=\frac{250 − 50𝑅}{243.5}}$$

$$\mathrm{⇒ 𝑅 = 1.104 \Omega}$$

$$\mathrm{\therefore R_{serires} = 1.104 − 0.13 = 0.974 \Omega}$$

Saini Manish Kumar

更新于：2021年8月21日

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