直流电动机调速技术简介

生产中，大量的机械要求在不同的情况下以不同的速度工作。调速是指在负载恒定的条件下，人为地改变电路的参数，而得到不同的速度。调速与因负载变化而引起的转速变化是不同的。调速是主动的，负载变化时的转速变化则是被动的，且这时电气参数未变。常用的调速方法如下。

图5-2 串励式电动机的分解与部件认识

图5-2 串励式电动机的分解与部件认识（续）

图5-3 典型直流电动机的结构

表5-2 直流电动机的起动方法

（续）

1.机械方法调速

机械方法是通过改变传动机构的速度比（传动比）来实现的。机械变速机构较复杂。

2.电气方法调速

电气方法调速是通过改变加到电动机上的电压来实现的。采用电气调速，电动机在一定负载情况下可获得多种转速，电动机可与工作机构同轴，或其间只用一套变速机构，机械上较简单，但电气上较复杂。电气调速一般有3种，下面以他励式直流电动机为例进行说明。

图5-4 用晶闸管整流设备对他励式直流电动机进行调速

（1）改变电源电压调速(www.xing528.com)

改变电源电压调速的方法是，升高电源电压可以提高电动机的转速，降低电源电压便可以降低电动机的转速。要改变电枢的电压，必须使用独立可调的直流电源，目前用得最多的是晶闸管整流装置，如图5-4所示。通过电位器可以调节触发器的控制电压→改变触发器所发出的触发脉冲的相位→改变整流器的输出电压→改变电动机的电枢电压→进而达到调速的目的。

该调速方法的特点是，①平滑性好，可实现无级调速；②属于恒转矩调速；③可以靠调节电枢两端电压来起动电动机而不用另外添加起动设备，这就是前面所说的靠改变电枢电压的起动方法。

电源电压的变化范围是0到额定电压。这种调速方法属于恒转矩调速，适于恒转矩负载的生产机械。

（2）电枢回路串接电阻调速

电枢回路通过串接电阻来改变通过转子的电流，可以达到调速的目的。原理如图5-5所示。

图5-5 直流电动机串接电阻调速电路

图5-5a中用变压器将220V交流电降压，再经桥式整流，输出直流电动机正常工作所需的直流电压。当图5-5c中的起动按钮SB₂按下后，交流接触器KM₁的线圈得到380V额定电压，其常开触点全部闭合。其中，KM₁（位于c、d之间）和KM₁（位于e、f之间）闭合，使电动机得电而运转，此时有2个起调速作用的电阻串入电枢电路，电动机转速较慢。KM₁（位于a、b之间）闭合，可对SB₂实现自锁。当SB₃按下时，接触器KA₁的线圈得电，使其常开触点KA₁闭合，此时调速电阻R₂不接入电枢电路，电动机转速变快。同理，当按下SB₄时，KA₂常开触点被闭合，调速电阻R₁不接入电路，电动机转速达到最大。

电枢回路串接电阻调速的优点是方法较简单，容易制作。其实物电路如图5-6所示，通过该图，可以增强对该电路感观上的认识。

该调速方法的特点是：简单易行，成本低廉，但由于调速是有级的，调速的平滑性较差。

调节区间只能是电动机的额定转速向下调节。当负载较小时，低速时的机械特性很软，即负载的较小变化将引起转速的较大波动。在额定负载时，其调速范围一般是2∶1左右。然而当为轻负载时，调速范围很小，在极端情况下，即理想空载时，则失去调速性能。这种调速方法属于恒转矩调速性质，在调速范围内，其长时间输出额定转矩不变。

（3）改变电动机主磁通的调速方法

改变主磁通的调速方法，一般是采用增大励磁电路的电阻，使主磁通减小来实现调速。因为电动机正常工作时，磁路已经接近饱和，所以不宜采用增大磁通的方法。

普通的非调磁直流他励电动机，所能允许的减弱磁通提高转速的范围是有限的。专门作为调磁使用的电动机，调速范围可达3～4倍。

图5-6 直流电动机串入电阻调速实物接线示意图