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冷连轧机要求调速范围广。驱动轧机的直流电动机既要改变电枢电压调速,又要减弱励磁以进一步提高电动机的转速。
电动机在额定负载、额定电压 Ue 、额定磁通时对应的转速叫额定转速,也叫基速 ne 。
(1) 恒转矩调速。基速以下在额定磁通Φ e( 又称为满磁 ) 时,用改变电枢电压 U 的方法调速,简称升压调速。
设电动机电流为 I D ,那么电动机转矩 M D 为:

只要负荷不变, I D 就不变,转矩 M D 与电枢电压 U 无关,因此基速以下调速是恒转矩调速,它的功率 P 为:


电动机功率 P 与转速 n 成正比。基速以下变 U 调速,转速越低功率越小,不经济。
(2) 恒功率调速。基速以上在额定电压 Ue 时,用减弱磁通的方法调速,简称变磁通调速,又称为弱磁调速。
这时电动机功率为:

式中 E D —— 电动机的反电势, E D =Ue-I D R D 。
基速以上调速, Ue 固定不变,为了充分利用电动机,令 I D 不变,电动机内阻压降 I D R D 就不变了,因此,反电势 E D 也是不变的,即电动机电流不变时,功率也不变。所以基速以上弱磁调速为恒功率调速,即

式中 Ke—— 常数,与电动机构造有关。
若想保持反电势 E D 不变,Φ与 n 的乘积必须不变,即

基速以上减磁通调速,电动机是恒功率输出。Φ与 n 按双曲线关系变化,Φ逐渐减小, n 逐渐增大,电动机转矩 M D 为:


基速以上弱磁调速时,随着转速的升高,转矩逐渐下降, M D 与 n 也是按双曲线关系变化。
基速以下升压调速和基速以上弱磁调速有关物理量变化情况如图 4-83 所示。其中 n gd 为转速给定信号。

图 4-83 两种调速方法中有关物理量间的关系 |