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職教3D展示直流電機(jī)調(diào)速過程,這次真看清了!
直流電動機(jī)具有良好的起、制動功能,在電力拖動自動控制系統(tǒng),如軋鋼機(jī)及其輔助機(jī)械、礦井卷揚(yáng)機(jī)等領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。直流電動機(jī)雖然比三相交流異步電動機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,維修也不便,但由于它的調(diào)速性能較好和起動轉(zhuǎn)矩較大,因此,對調(diào)速要求較高的生產(chǎn)機(jī)械或者需要較大起動轉(zhuǎn)矩的生產(chǎn)機(jī)械往往采用直流電動機(jī)驅(qū)動。
圖為100唯爾教育直流電機(jī)結(jié)構(gòu)
今天100唯爾教育小編就結(jié)合100唯爾教育《電氣系統(tǒng)安裝與調(diào)試》課程及其三維互動資源來介紹直流電機(jī)的工作原理、結(jié)構(gòu)、分類及其調(diào)速方法。
工作原理
它主要由磁極、電樞、電刷及換向片(又稱整流子或轉(zhuǎn)換器)等三大部分構(gòu)成。
N、s兩個磁極在工作時固定不動,故又稱定子。定子磁極用于產(chǎn)個主磁場。在永磁式直流電動機(jī)中(一般為小功率的直流電動機(jī)),磁極采用永磁材料制成。充磁后即可產(chǎn)生恒定磁場。在他勵式直流電動機(jī)中,磁極由沖壓的硅鋼片迭加而成;外繞勵磁線圈,由外加勵磁電流才能產(chǎn)生磁場。在磁極的內(nèi)側(cè)有一個安裝在軸承上可以轉(zhuǎn)動的鐵心。
電樞是直流電動機(jī)中的轉(zhuǎn)動部分,故又稱轉(zhuǎn)子。它由硅鋼片疊成,并在表面嵌有繞組(電樞繞組)。繞組的起頭和終端接在與電樞鐵心同軸轉(zhuǎn)動的一個換向片上,同固定在機(jī)座上的電刷聯(lián)接,而與外加的電樞電源相連。
當(dāng)電樞繞組中通過直流電時,在定子磁場的作用下就會產(chǎn)生帶動負(fù)載旋轉(zhuǎn)的電磁力和電磁轉(zhuǎn)矩,驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
4種直流電動機(jī)及其特點(diǎn)
1. 他勵直流電機(jī)
勵磁繞組與電樞繞組無聯(lián)接關(guān)系,而由其他直流電源對勵磁組供電的直流電機(jī)稱為他勵直流電機(jī),永磁直流電機(jī)也可看作他勵直流電機(jī)。
2.串勵直流電機(jī)
在串聯(lián)直流電動機(jī)中,場與電樞串聯(lián)在一起。場由粗線繞成的繞組產(chǎn)生,這樣它才能負(fù)載完整的電樞電流。
串聯(lián)電機(jī)的一個特點(diǎn)是其帶有較大的起動轉(zhuǎn)矩。然而,其在空載和滿負(fù)荷時的速度差異也很大。串聯(lián)電機(jī)并不能在負(fù)載變化時依然保持一個恒定的速度。
此外,空負(fù)載時串聯(lián)電機(jī)的轉(zhuǎn)速可能會過高而導(dǎo)致電機(jī)損壞,所以串聯(lián)電機(jī)上一般總是會添加一些負(fù)載。
串聯(lián)連接的電動機(jī)一般不適合于大多數(shù)的變速驅(qū)動的應(yīng)用。
3.并勵直流電機(jī)
分流電機(jī)中,場與電樞繞組是并行連接的。并聯(lián)連接的電機(jī)提供了良好的調(diào)速。磁場線圈的激勵源既可以和電樞繞組的激勵源分離,也可以合并。
單獨(dú)的磁場線圈的激勵源的一個好處是能夠獨(dú)立控制電樞和磁場,從而為電機(jī)提供不同的速度。
并聯(lián)連接的電機(jī)能夠簡單地進(jìn)行反轉(zhuǎn)控制。對雙向驅(qū)動特別有益,比如說在電動汽車的應(yīng)用中。
4.復(fù)勵直流電機(jī)
復(fù)合直流電機(jī)的磁場和電樞串聯(lián)連接在一起,同時也提供了一個分離的場激勵源。串聯(lián)的場能提供更好的啟動轉(zhuǎn)矩,而分離的場則能提供更好的速度調(diào)節(jié)。
直流電動機(jī)有3種調(diào)速方法
1. 改變電樞回路電阻調(diào)速
各種直流電動機(jī)都可以通過改變電樞回路電阻來調(diào)速。當(dāng)負(fù)載一定時,隨著串入的外接電阻的增大電樞回路總電阻增大,電動機(jī)轉(zhuǎn)速就降低。這種調(diào)速方法為有級調(diào)速,調(diào)速比一般約為2:1左右,轉(zhuǎn)速變化率大,輕載下很難得到低速,效率低,故現(xiàn)在很少采用。
2. 改變電樞電壓調(diào)速
連續(xù)改變電樞供電電壓,可以使直流電動機(jī)在很寬的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。如前所述,改變電樞供電電壓的方法有兩種,一種是采用發(fā)電機(jī)-電動機(jī)組供電的調(diào)速系統(tǒng)。另一種是采用晶閘管變流器供電的調(diào)速系統(tǒng)。
圖為100唯爾教育電動機(jī)調(diào)速方法
3. 采用大功率半導(dǎo)體器件的直流電動機(jī)脈寬調(diào)速方法
脈寬調(diào)速系統(tǒng)出現(xiàn)的歷史久遠(yuǎn),但因缺乏高速大功率開關(guān)器件而未能及時在生產(chǎn)實(shí)際中廣泛應(yīng)用。目前由于大功率晶體管(GTR),特別是IGBT功率器件的制適工藝成熟,成本不斷下降,大功率半導(dǎo)體器件實(shí)現(xiàn)的直流電動機(jī)脈寬調(diào)速系統(tǒng)才獲得迅猛發(fā)展,目前其最大容量已超幾十兆瓦數(shù)量級。
以上,就是100唯爾教育關(guān)于直流電動機(jī)的部分內(nèi)容,如果對其中的課程內(nèi)容及其三維互動資源感興趣,可以直接上100唯爾教育網(wǎng)搜索“電氣系統(tǒng)”就可以看到對應(yīng)的課程列表了。
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