直流调速器分为有换向器和无换向器两大类
直流调速器维修系统最早采用恒定直流电压给直流电动机供电,通过改变电枢回路中的电阻来实现调速。这种方法简单易行、设备制造方便、价格低廉;但缺点是效率低、机械特性软,不能得到较宽和平滑的调速性能。该法只适用在一些小功率且调速范围要求不大的场合 当负载一定时,随着串入的外接电阻Rw的增大,电枢回路总电阻R=(Ra+Rw)增大,电动机转速就降低。Rw的改变可用接触器或主令开关切换来实现。这种调速方法为有级调速,调速比一般约为2:1左右,转速变化率大,轻载下很难得到低速,效率低,故现在已极少采用。
1.改变电枢电压调速
连续改变电枢供电电压,可以使直流电动机在很宽的范围内实现无级调速。如前所述,改变电枢供电电压的方法有两种,一种是采用发电机-电动机组供电的调速系统;另一种是采用晶闸管变流器供电的调速系统。下面分别介绍这两种调速系统。
2.采用发电机-电动机组调速方法
通过改变发电机励磁电流IF来改变发电机的输出电压Ua,从而改变电动机的转速n。在不同的电枢电压Ua时,其得到的机械特性便是一簇完全平行的直线,由于电动机既可以工作在电动机状态,又可以工作在发电机状态,所以改变发电机励磁电流的方向,切换接触器ZC和FC,就可以使系统很方便地工作在任意四个象限内。这种调速方法需要两台与调速电动机容量相当的旋转电机和另一台容量小一些的励磁发电机(LF),因而设备多、体积大、费用高、效率低、安装需打基础、运行噪声大、维护不方便。为克服这些缺点,50年代开始采用水银整流器(大容量)和闸流管这样的静止交流装置来代替上述的旋转变流机组。目前已被更经济、可靠的晶闸管变流装置所取代。
3.变电枢电压调速是直流调速器维修系统中应用最广的一种调速方法。在此方法中,由于电动机在任何转速下磁通都不变,只是改变电动机的供电电压,因而在额定电流下,如果不考虑低速下通风恶化的影响(也就是假定电动机是强迫通风或为封闭自冷式),则不论在高速还是低速下,电动机都能输出额定转矩,故称这种调速方法为恒转矩调速。这是它的一个极为重要的特点。如果采用反馈控制系统,调速范围可达50:1~150:1,甚至更大。
脉宽调速系统出现的历史久远,但因缺乏高速大功率开关器件而未能及时在生产实际中推广应用。今年来,由于大功率晶体管(GTR),特别是IGBT功率器件的制造工艺成熟、成本不断下降,大功率半导体器件实现的直流电动机脉宽调速系统才获得迅猛发展,目前其最大容量已超过几十兆瓦数量级。4. 改变励磁电流调速