新闻资讯

职教3D展示直流电机调速过程,这次真看清了!

　　直流电动机具有良好的起、制动功能，在电力拖动自动控制系统，如轧钢机及其辅助机械、矿井卷扬机等领域中得到广泛的应用。直流电动机虽然比三相交流异步电动机结构复杂，维修也不便，但由于它的调速性能较好和起动转矩较大，因此，对调速要求较高的生产机械或者需要较大起动转矩的生产机械往往采用直流电动机驱动。

　　图为100唯尔教育直流电机结构

　　今天100唯尔教育小编就结合100唯尔教育《电气系统安装与调试》课程及其三维互动资源来介绍直流电机的工作原理、结构、分类及其调速方法。

　　工作原理

　　它主要由磁极、电枢、电刷及换向片(又称整流子或转换器)等三大部分构成。

　　N、s两个磁极在工作时固定不动，故又称定子。定子磁极用于产个主磁场。在永磁式直流电动机中(一般为小功率的直流电动机)，磁极采用永磁材料制成。充磁后即可产生恒定磁场。在他励式直流电动机中，磁极由冲压的硅钢片迭加而成;外绕励磁线圈，由外加励磁电流才能产生磁场。在磁极的内側有一个安装在轴承上可以转动的铁心。

　　电枢是直流电动机中的转动部分，故又称转子。它由硅钢片叠成，并在表面嵌有绕组(电枢绕组)。绕组的起头和终端接在与电枢铁心同轴转动的一个换向片上，同固定在机座上的电刷联接，而与外加的电枢电源相连。

　　当电枢绕组中通过直流电时，在定子磁场的作用下就会产生带动负载旋转的电磁力和电磁转矩，驱动转子旋转。

　　4种直流电动机及其特点

　　1. 他励直流电机

　　励磁绕组与电枢绕组无联接关系，而由其他直流电源对励磁组供电的直流电机称为他励直流电机，永磁直流电机也可看作他励直流电机。

　　2.串励直流电机

　　在串联直流电动机中，场与电枢串联在一起。场由粗线绕成的绕组产生，这样它才能负载完整的电枢电流。

　　串联电机的一个特点是其带有较大的起动转矩。然而，其在空载和满负荷时的速度差异也很大。串联电机并不能在负载变化时依然保持一个恒定的速度。

　　此外，空负载时串联电机的转速可能会过高而导致电机损坏，所以串联电机上一般总是会添加一些负载。

　　串联连接的电动机一般不适合于大多数的变速驱动的应用。

　　3.并励直流电机

　　分流电机中，场与电枢绕组是并行连接的。并联连接的电机提供了良好的调速。磁场线圈的激励源既可以和电枢绕组的激励源分离，也可以合并。

　　单独的磁场线圈的激励源的一个好处是能够独立控制电枢和磁场，从而为电机提供不同的速度。

　　并联连接的电机能够简单地进行反转控制。对双向驱动特别有益，比如说在电动汽车的应用中。

　　4.复励直流电机

　　复合直流电机的磁场和电枢串联连接在一起，同时也提供了一个分离的场激励源。串联的场能提供更好的启动转矩，而分离的场则能提供更好的速度调节。

　　直流电动机有3种调速方法

　　1. 改变电枢回路电阻调速

　　各种直流电动机都可以通过改变电枢回路电阻来调速。当负载一定时，随着串入的外接电阻的增大电枢回路总电阻增大，电动机转速就降低。这种调速方法为有级调速，调速比一般约为2：1左右，转速变化率大，轻载下很难得到低速，效率低，故现在很少采用。

　　2. 改变电枢电压调速

　　连续改变电枢供电电压，可以使直流电动机在很宽的范围内实现无级调速。如前所述，改变电枢供电电压的方法有两种，一种是采用发电机-电动机组供电的调速系统。另一种是采用晶闸管变流器供电的调速系统。

　　图为100唯尔教育电动机调速方法

　　3. 采用大功率半导体器件的直流电动机脉宽调速方法

　　脉宽调速系统出现的历史久远，但因缺乏高速大功率开关器件而未能及时在生产实际中广泛应用。目前由于大功率晶体管(GTR)，特别是IGBT功率器件的制适工艺成熟，成本不断下降，大功率半导体器件实现的直流电动机脉宽调速系统才获得迅猛发展，目前其最大容量已超几十兆瓦数量级。

　　以上，就是100唯尔教育关于直流电动机的部分内容，如果对其中的课程内容及其三维互动资源感兴趣，可以直接上100唯尔教育网搜索“电气系统”就可以看到对应的课程列表了。