寬調(diào)速特點

(1)轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)小。調(diào)速系統(tǒng)低速運行時，電動機的電磁轉(zhuǎn)矩波動影響穩(wěn)速精度。產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩波動的原因有兩個：一是電動機齒槽引起的氣隙磁導隨轉(zhuǎn)子位置不同而發(fā)生變化，從而使電動機轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)不為恒值，導致輸出轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動發(fā)生周期性波動；二是在換向?qū)挾葍?nèi)換向繞組中電流與氣隙磁場作用產(chǎn)生附加轉(zhuǎn)矩。普通直流電動機轉(zhuǎn)矩波動值與額定轉(zhuǎn)矩的比值為。.2~。.3，而寬調(diào)速直流伺服電動機的電樞槽數(shù)和換向片數(shù)都多，上述比值小于0.03，有利于低速運行平穩(wěn)。

(2)低速時可輸出大轉(zhuǎn)矩。對機床進給系統(tǒng)來說，低速工作需承擔切削時的負載轉(zhuǎn)矩大;而高速工作為空程運行，負載轉(zhuǎn)矩小。為減小電動機額定功率，在低速時使電動機過載運行，滿足短時重切削的要求，其峰值轉(zhuǎn)矩可為額定轉(zhuǎn)矩6~10倍，具有較大的過載能力。寬調(diào)速直流伺服電動機選用矯頑力高、磁性能穩(wěn)定的鐵氧體，鋁鎳鉆等永磁材料作磁極，并進行適當?shù)拇怕吩O計，使得在出現(xiàn)峰值電流時，不易去磁，且電樞的直徑大、電樞轉(zhuǎn)動慣t大、熱容t大；選用耐高溫的絕緣材料，電熱時間常數(shù)大，而具有較大的過載能力。因此，該電動機低速時能翰出大轉(zhuǎn)動，又有足夠的轉(zhuǎn)動慣量比，不會損失最大理論加速度值，保證了系統(tǒng)的快速響應能力。該電動機由于低速時翰出轉(zhuǎn)矩大，可以直接驅(qū)動負載軸，省去了齒輪傳動機構，使機械結構簡單可靠;消除了齒輪噪聲和振動，提高了傳動效率，降低了成本，消除了齒晾誤差，避免了齒隙振蕩，提高了系統(tǒng)放大倍數(shù);由于沒有齒輪軸彈性變形的影響，提高了輛合剛度，使系統(tǒng)的毯速精度得到提高;電動機的電樞直徑大，電樞轉(zhuǎn)動慣t大，可以與負載慣量較好地匹配，伺服系統(tǒng)容易調(diào)整，運行德定。

(3)電氣時間常數(shù)小。電氣時間常數(shù)T.~L./R.。式中R.為電樞電阻；L.為電樞電感。由于L，與極對數(shù)的平方成反比，電氣時間常數(shù)T.也與極對數(shù)的平方成反比。小功率寬調(diào)速電機通常設計為6極或8極，大功率寬調(diào)速電機可設計為10~14極，因而電氣時間常數(shù)很小，有利于系統(tǒng)快速響應。技術措施為適應寬調(diào)速的要求，寬調(diào)速控制系統(tǒng)采取的措施主要有速度自適應調(diào)節(jié)器，采用電流限流型速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，動力潤滑，增加位里外環(huán)。

(4)速度自適應調(diào)節(jié)器.低速運行時，由于旋轉(zhuǎn)體質(zhì)t不均勻、機械振動、電機電磁轉(zhuǎn)矩波動等系統(tǒng)內(nèi)部擾動及負載擾動，會引起轉(zhuǎn)速降落，使在某一段時間內(nèi)轉(zhuǎn)速為零，產(chǎn)生姍動.對于具有電流環(huán)和速度環(huán)的三階系統(tǒng)，可采用速度自適應調(diào)節(jié)器，使速度調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)增大，積分時間減小，減小由上述擾動引起的轉(zhuǎn)速波動、動態(tài)速降以及出現(xiàn)停轉(zhuǎn)后的恢復時間。

(5)電流限流型速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。在系統(tǒng)的起動、制動期間內(nèi)電樞電流超過限流值，電流環(huán)起作用，相當于雙環(huán)系統(tǒng)；在穩(wěn)態(tài)運行時，電流在限流值之內(nèi)，電流環(huán)不起作用，為速度單環(huán)系統(tǒng)，其抗擾性能好、響應快，有利于寬調(diào)速控制。

(6)動力潤滑.低速運行時，負載軸的摩擦轉(zhuǎn)矩與電動機軸轉(zhuǎn)速為非線性函數(shù)關系，轉(zhuǎn)速為零時的靜摩擦轉(zhuǎn)矩大于轉(zhuǎn)動時的動康擦轉(zhuǎn)矩，由靜摩擦轉(zhuǎn)矩過渡到正常轉(zhuǎn)動時的動摩擦轉(zhuǎn)矩，正是低轉(zhuǎn)速區(qū)域所對應的奉攘轉(zhuǎn)矩非線性變化區(qū)域。當系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速輸人量低于某一較小值時，由于摩裸轉(zhuǎn)矩的變化，使系統(tǒng)運行不平穩(wěn)。動力潤滑是變靜摩擦為動摩擦，克服低速運行不平穩(wěn)的有效方法。如采用晶體管脈寬調(diào)制放大器對電動機供電，當電動機轉(zhuǎn)速低于某一較低轉(zhuǎn)速時，電樞電流為交變電流，電動機處于高頗徽振狀態(tài)，使負載軸總是處于動摩擦轉(zhuǎn)矩狀態(tài)下運行，改善了低速運行特性。

(7)位置外環(huán)。在速度環(huán)具有良好性能的基礎上，增加位!外環(huán)可進一步提高調(diào)速范圍。理論上最低轉(zhuǎn)速值可接近于零。位工外環(huán)有數(shù)字式及鑒相式兩種，指令脈沖的頻率決定于轉(zhuǎn)速值，而且脈沖當t越小，電動機運行越平穩(wěn)。

第二次世界大戰(zhàn)期間，機床的進給系統(tǒng)主要采用液壓伺服機構作為驅(qū)動元件組成液壓伺服系統(tǒng)。20世紀60年代初，日本安川公司制成了小慣量電機代替液壓伺服機構，發(fā)展為電伺服系統(tǒng)。從70年代初開始，英國、美國、日本、法國、聯(lián)邦德國等國家，都先后研制和生產(chǎn)了寬調(diào)速直流伺服電動機，并廣泛應用于機床。日本富士通公司于1973年引進了美國蓋梯斯公司專利，并發(fā)展了自己的寬調(diào)速電動機。

中國從1975年開始也研制成多種規(guī)格的寬調(diào)速電動機，并開發(fā)了新一代的寬調(diào)速直流伺服系統(tǒng)。寬調(diào)速直流伺服電動機寬調(diào)速系統(tǒng)的重要設備是電動機，應選用高性能寬調(diào)速直流伺服電動機。這類電動機具有下列特點:轉(zhuǎn)矩波動系數(shù)小，低速時可輸出大轉(zhuǎn)矩，電氣時間常數(shù)小。(見伺服電動機)

普通的調(diào)速系統(tǒng)在高速段工作時穩(wěn)速精度較高，低速運行時的穩(wěn)速精度指標嚴重惡化，而寬調(diào)速控制能使低速運行時的穩(wěn)速精度達到要求。寬調(diào)速控制主要應用于機床特別是數(shù)控機床進給系統(tǒng)，以及天線伺服系統(tǒng)、儀表隨動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)臺隨動系統(tǒng)等需要在寬轉(zhuǎn)速范圍下工作的控制系統(tǒng)中，如機床進給系統(tǒng)，其調(diào)速范圍為3000~30000。寬調(diào)速控制的實現(xiàn)主要是依靠適應寬調(diào)速運行要求的寬調(diào)速電動機及其相應的控制系統(tǒng)。

1998年，經(jīng)全國科學技術名詞審定委員會審定發(fā)布。

十幾年前，串級調(diào)速作為一種高效率的交流無級調(diào)速曾經(jīng)盛行一時，隨著近代變頻調(diào)速的興起，串級調(diào)速日漸蕭條，被認為是落后的調(diào)速技術.如何評價交流調(diào)速技術的優(yōu)劣，不同的需求有不同的標準。但普遍的共識是：⑴ 效率高；⑵ 調(diào)速平滑即無級調(diào)速；⑶ 調(diào)速范圍寬；⑷調(diào)速產(chǎn)生的負面影響（如諧波、功率因數(shù)等）小；⑸成本低廉。

既然串級調(diào)速和變頻調(diào)速有一致的調(diào)速特性。特點和性能：1）串級調(diào)速的控制設備焦復雜，成本較高，控制困難。因為轉(zhuǎn)子回路串入了一個頻率與轉(zhuǎn)子電壓頻率相同的外加電壓，且要隨頻率變化是相當困難的。因此，在實際應用中，通常是將轉(zhuǎn)子外加電壓用整流器整流成可控的直流電壓來代替交變電壓。2）串級調(diào)速的機械特性較硬，調(diào)速平滑性好，轉(zhuǎn)差功率損耗小，效率較高。3）低速時，轉(zhuǎn)差功率損耗較大，功率因素較低，過載能力較弱。4）串級調(diào)速范圍一般為（2~4）：1，適用用于大容量的通風機，提升機等泵類負載。5）串級調(diào)速電機要求是滑環(huán)電機，電機滑環(huán)碳刷需要經(jīng)常更換維護，相比異步電機維護費用增加。6）串級調(diào)速裝置，為了順利啟動，會配合轉(zhuǎn)子串電阻啟動方式，拉到需要轉(zhuǎn)速之后，逆變器配合觸發(fā)實現(xiàn)調(diào)速。

《電氣工程名詞》第一版。 2100433B