中大萊德:解析直流電機的特點以及怎樣控制轉速

直流電機具有低速大扭矩的特點，是交流電機無法替代的。因此，直流電機調速設備具有廣泛的應用領域。直流電機分為兩類:換向器和無換向器。那麼如何調整它的速度呢?

20世紀30年代後期，電機電機系統的開發，使得具有優良調速功能的直流電機得到了廣泛應用。這種控制方法可以獲得寬調速範圍、小變速比和平滑調速功能。然而，這種方法的主要缺點是系統重量大、佔地面積大、功耗低、維修困難。

近年來，隨著電力電子技術的飛速發展，晶閘管變流供電的直流電機調速系統已經取代了FA電機電機調速系統，其調速功能已經遠遠超過了FA電機電機調速系統。特別是隨著大規模集成電路技術和計算機技術的快速發展，直流電機調速系統的精度、動態功能和可靠性都有了較大的提高。IGBT等大功率設備在電力電子技術上的發展正在取代晶閘管，呈現出功能更好的DC調速系統。

直流電機轉速計算公式如下:n=(U-IR)/Kφ，其中U為電樞端電壓，I為電樞電流，r為電樞電路總電阻，φ為每極磁通量，k為電機結構參數。直流電機有三種調速方法:降低電樞電壓，調速到基速以下，用電樞電路串聯電阻調速，減弱磁場，調速到基速以上。

直流電機各種速度控制方法:

1.當電樞電壓因速度調節而降低時，電樞電路必須具有可調節的DC電源。電樞電路和勵磁電路的電阻儘可能小。當電壓降低時，速度降低。人工特徵硬度恆定，運行速度穩定，無級調速成為可能。

2.電樞電路由串聯電阻控制。串聯電阻越大，機械特性越弱，轉速越不穩定。在低速時，串聯電阻很大，損失的能量越多，功率越低。調速範圍受負荷影響，負荷大負荷小負荷輕。

3.弱磁調速，一般直流電機，為了防止磁路過飽和只能是弱磁而不能是強磁。電樞電壓保持在額定值，電樞電路的串聯電阻減小到最小，勵磁電流和磁通量通過增加勵磁電路電阻Rf而減小，從而使電機速度增加，機械特性變軟。當速度上升時，如果負載扭矩仍然是額定的，電機功率將超過額定功率，電機將過載運行，這是不允許的。因此，當弱磁速度被調節時，負載轉矩將隨著電機速度的增加而相應減小，這是一種恆功率調速。為防止電機轉子繞組因離心力過大而被拆除和損壞，在用弱磁場調速時，應注意電機轉速不超過允許極限。

在直流電機調速系統中，首先選擇穩定的DC電壓為電機供電，通過改變電樞電路中的電阻來完成調速。該方法簡單，易於製造，價格低廉。但缺點是功率低，機械特性軟，不能獲得寬而平滑的調速功能。該方法僅適用於低功率、低調速範圍的場合。