他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性
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他勵(lì)電機(jī)屬于直流電機(jī),是指電機(jī)的勵(lì)磁線圈和電樞繞組是分開的電機(jī),勵(lì)磁電流單獨(dú)提供,與電樞電流無關(guān)。他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組和電樞繞組分別由兩個(gè)電源供電。他勵(lì)電動(dòng)機(jī)由于采用單獨(dú)的勵(lì)磁電源,設(shè)備較復(fù)雜。但這種電動(dòng)機(jī)調(diào)運(yùn)范圍很寬,多用于主機(jī)拖動(dòng)中。
1、固有機(jī)械特性
固有機(jī)械特性是當(dāng)電動(dòng)機(jī) 的電樞工作電壓和勵(lì)磁磁通均為額定值,電樞電路中沒有串入附加電阻時(shí)的機(jī)械特性,其方程式為;
固有機(jī)械特性曲線如右上圖所示,由于電樞電阻Ra比較小,則?n也比較小,所以他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性是比較“硬”的。
2、人為機(jī)械特性
人為機(jī)械特性是人為地改變電動(dòng)機(jī)回路參數(shù)或電樞電壓而得到的機(jī)械特性,即改變公式(2-4)中的參數(shù)所獲得的機(jī)械特性,一般只改變電壓、磁通、附加電阻中的一個(gè),他勵(lì)電動(dòng)機(jī)有下列三種人為機(jī)械特性。
(1) 電樞回路串電阻時(shí)的人為機(jī)械特性
保持U =UN , Φ=ΦN ,R =Ra+Rpa,電樞回路串電阻人為機(jī)械特性的方程式為;
與固有特性相比,理想的空載轉(zhuǎn)速不變,但轉(zhuǎn)速降?n增大,特性變“軟”,當(dāng)Rpa越大,?n也越大,特性越“軟”,如圖中曲線1, 2所示。這類人為機(jī)械特性是一組通過n0但具有不同斜率的直線。
他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)串電阻時(shí)的機(jī)械特性
從圖上可見,當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL不變時(shí),只改變電阻Rpa的大小,可以改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,例如TL=TN,電樞回路串電阻Rpa=0,轉(zhuǎn)速na,當(dāng)Rpa=Rpa1,轉(zhuǎn)速nb,Rpa=Rpa2,轉(zhuǎn)速nc,因此,電樞回路串電阻的方法,可用于他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速。
(2)改變電樞端電壓時(shí)的人為機(jī)械特性
保持Rpa=0,Φ=ΦN,特性方程式為;
由于電動(dòng)機(jī)的額定電壓是工作電壓的上限,受到絕緣強(qiáng)度的限制,因此改變電壓時(shí),只能在低于額定電壓的范圍內(nèi)變化。與固有特性相比較,特性曲線的斜率不變,理想空載轉(zhuǎn)速n0隨電壓減小成正比減小,右圖所示為改變電壓時(shí)的人為他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)改特性,它是一組低于固有機(jī)械特性而與之平行的直線。
可見,當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變時(shí),改變電壓的大小,可以改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,因此,改變電樞電壓的方法,也可用于他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速。
3、減弱磁通時(shí)的人為機(jī)械特性
在勵(lì)磁回路內(nèi)串接電阻Rpf,或降低勵(lì)磁電壓Uf來減弱磁通,此時(shí),減弱磁通時(shí)的人為機(jī)械特性方程式為;
由于磁通Φ的減少,使得 理想空載轉(zhuǎn)速n0和斜率β都增大,其特性曲線如下圖所示 。
電機(jī)的磁通設(shè)計(jì)在磁化曲線的膝點(diǎn),接近飽和點(diǎn),因此一般采用減弱磁通方法,可見,當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變時(shí),減弱磁通方法也可用于他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速。