什么是直流电力拖动调速技术?

[拼音]：zhiliu dianli tuodong tiaosu jishu

[外文]：speed control technology of D.C.drive

通过改变电气参数，使直流电动机在不同转速下运行的技术。简称直流调速。

根据直流电动机的机械特性方程式

式中kE、kM、Rs、Rc、M、n、n0、Δn、U、φ之含义，见电动机机械特性。直流电动机有串电阻调速、调磁调速和调压调速3种。

改变电动机电枢电路外串电阻的调速方法。由直流电动机机械特性方程式可知，电动机的理想空载转速n0与外串电阻Rc无关，而其负载转速降Δn与Rc成正比变化。所以改变Rc可得到不同斜率的人为机械特性（图1）。

在一定的负载转矩ML)下，改变Rc可使电动机获得不同的运行速度n1、n2、n3……。这种调速方法在空载与轻载时调速范围不大，调速效果不显著。在低速时，由于电动机的人为机械特性很软，使拖动电动机运行转速不易稳定。此外，它还有调速不平滑和低速时能耗大的缺点。

改变电动机励磁电流的调速方法。调节电动机励磁电流，即可改变磁通φ。由于直流电动机的额定磁通是设计在接近磁化曲线的饱和段附近，所以只能从额定值向下减小磁通。磁通φ的减小，使直流电动机的理想空载转速n0上升，转速降Δn增大，其调速特性见图2。

这种调速方法只能在基速（额定转速）以上进行调节，故通常与其他调速方法配合使用，借以扩大电力拖动系统的调速范围。

改变电动机电枢电压的调速方法。由于电动机的理想空载转速n0与电枢电压U成正比，而电动机的转速降Δn与电枢电压无关，因此改变电枢电压时的调速特性曲线是互相平行的（图3），图中Ux是额定电压。

这种方法的调速范围比前述2种方法要大得多，调速的稳定性也相对较高，是目前直流调速的主要方式。

要进行直流电动机的调压调速，必须有可调节电压的直流电源。它可以是专门的直流发电机，也可以采用晶闸管整流装置，从而构成以下调速系统。

（1）直流发电机-电动机系统:直流电动机由直流发电机供电，直流发电机则由交流电动机恒速拖动运行。调节发电机励磁电路中的变阻器，可改变发电机输出电动势，从而使电动机转速改变。

这种系统有原动机、发电机和执行电动机的三重能量变换，因而效率低，设备容量大，占地面积大，并且噪声大，目前已逐渐被晶闸管-直流电动机系统所取代。

（2）晶闸管-直流电动机系统:以晶闸管元件组成的可控整流装置作为可调直流电源，供电给直流电动机。用于直流调速系统的晶闸管整流装置，主要有单相全控桥式整流装置、三相半波（又称三相零式）可控整流装置和三相全控桥式整流装置等。在小功率调速系统中，应用单相桥式可控整流装置；在中、大功率的调速系统中，应用三相或多相可控整流装置。

与直流发电机-电动机调速系统相比，晶闸管-直流电动机调速系统具有体积小、成本低、直流电源无旋转部分、控制功率小和工作可靠等优点，加上这种调速系统的调压电源是由电力电子器件所组成，放大倍数大，控制方便等，20世纪60年代以来广泛用于直流调速系统中。但这种系统存在功率因数较低，对交流电网有非正弦波的污染等问题。