减弱磁通调速

因为磁通接近饱和，故可以弱磁，比较简单的方法是在励磁电路中串联调节电阻，改变励磁电流，使磁通改变。保持他励直流电动机电源电压为额定值，电枢回路不串电阻，改变电动机磁通时，其机械特性方程式为

减弱磁通Φ时，n0与Φ成反比地增加；Δn与Φ2成反比地增加。如果负载不是很大，则n0增加较多，Δn增加较少，减弱磁通后电动机的转速将升高。

例如，当电动机拖动恒转矩负载TL＝TN在固有特性上运行时，Δn＝0.05 n0，n＝0.95 n0。若将磁通Φ降至0.8ΦN，则理想空载转速为n0＝n0／0.8＝1.25 n0；转速降为Δn’＝ΔnN／0.82＝0.078 n0，电动机的转速为

高于在固有机械特性上运行的转速。

图4.3.4　弱磁调速

他励直流电动机拖动恒转矩负载弱磁升速的过程可用图4.3.4的机械特性来说明。设电动机拖动恒转矩负载原在固有机械特性上的A点运行，转速为nA。当磁通从ΦN降到Φ1时，瞬间转速nA不变，而电枢电动势Ea＝CeΦnA则因Φ下降而减小，电枢电流Ia＝（U－Ea）／Ra增大。由于Ra较小，Ea稍有变化就能使Ia增加很多。例如，某一电动机UN＝220V，Ea＝CeΦn＝200V，Ra＝0.5Ω，此时的电流为Ia＝（UN－CeΦn）／Ra＝（220－200）／0.5＝40A。若将磁通C还是降至0.8ΦN，磁通变化瞬间转速不变，这时的电流为Ia＝（UN－CeΦn）／Ra＝（220－0.8×200）／0.5＝120A。即电枢电流增加到原来的3倍。

此时虽然Φ减小了，但它减小的幅度小于Ia增加的幅度，所以电磁转矩T＝CTΦnA还是增大了。增大后的电磁转矩即为图4.3.5中的T′，于是T′－TL＞0，电动机开始升速。随着转速升高，Ea增大，Ia及T下降，直到B点，T＝TL，达到新的平衡，电动机在B点稳定运行。这里需要注意的是：虽然弱磁前后电磁转矩不变，但弱磁后在B点运行时，因磁通减小，电枢电流将与磁通成反比地增大。

弱磁调速方法具有以下特点。

（1）弱磁调速只能在基速以上的范围内调节转速，属于向上调速。

（2）在电流较小的励磁回路内进行调节，因此控制方便，功率损耗小。

（3）用于调节励磁电流的变阻器功率小，可以较平滑地调节转速。如果采用可以连续调节电压的直流电源控制励磁电压弱磁，则可实现无级调速。

（4）由于受电动机换向能力和机械强度的限制，弱磁调速时转速不能升得太高。一般只能升到1.2～1.5nN。特殊设计的弱磁调速电动机可升到3～4nN。调速范围不大，普通设计的电动机D＝1.2～2，特殊设计的电动机D＝3～4。

在实际生产中，通常把降压调速和弱磁调速配合起来使用，以实现双向调速，扩大转速的调节范围。