speed control of DCmotor with constant torque
简介
在全部调速范围内,直流电动机输出转矩的最大允许值不变的调速方法,又称直流恒转矩调速。
为了合理使用直流电动机,应该使电动机在不同转速下长期运行时,电枢电流Ia等于额定电流IN不变。(见直流电动机恒功率调速)
直流电动机恒转矩调速包括调电枢电压调速(见直流电动机调压调速)和直流电动机电枢串电阻调速两种。
直流电动机的电磁转矩公式为T=CTΦIa,式中转矩常数Cr=0.95Ce, Ce为电动势常数。在调电枢电压调速及电枢串电阻调速中,Φ(磁通)为常值(通常为额定磁通ΦN),Ia (电枢电流)受电机发热的限制,其长期工作电流的最大值为额定电流IN,也为常值。因此,直流电动机调电枢电压调速和电枢串电阻调速时,电动机的最大允许电磁转矩T=CTΦNIN为常值。电动机的电磁转矩比输出转矩多个电动机的空载转矩,一般电动机的空载转矩很小,当电磁转矩为恒值时,输出转矩也近似为恒值,所以,调电枢电压调速和电枢串电阻调速均属恒转矩调速。人们通常所称的直流恒转矩调速常常是指被广泛应用的直流电动机调电枢电压调速。恒转矩调速是用来表征电动机采用这种调速时的负载能力,并不是指电动机的实际负载。
电动机采用恒转矩调速时,如果拖动恒转矩负载运行,并使电动机的额定转矩等于负载转矩,则不论运行在什么转速上,电枢电流Ia=IN都不变,电动机被合理利用,负载的恒转矩要求也得到满足。这种恒转矩调速与恒转矩负载的配合关系称为匹配。如果恒转矩调速的电动机拖动恒功率负载,不能做到匹配。因为这时只能按低速运行转速选配合适的电动机,这时的负载转矩等于电动机最大允许输出转矩或最大允许电磁转矩,Ia=IN,电动机得到合理利用。但当运行在高速时,由于负载是恒功率性质,高速时转矩小,低于最大允许输出转矩,而恒转矩调速时磁通Φ(通常为额定磁通ΦN)不变,由T=CTΦIa可知,T减小,Ia也必然减小,即Ia<IN,电动机不能得到合理利用。
对于风机、泵类负载,既非恒转矩类型,也非恒功率类型,因此,无论采用恒转矩调速还是恒功率调速(见直流电动机恒功率调速),都不能做到匹配。