关于直流电机的调速问题

Question

带有励磁绕组的直流电机，为什么当励磁绕组的电流大时，转速变慢，励磁绕组电流小时，转速变快，励磁绕组断掉，会高速失控旋转？原理是什么？怎么理解？

Answer 1

直流电动机的转速公式为：n=(U-IRa)/Ceφ=(U-IRa)/Ceφ
其中：n---电机的转速
U---电源电压
I---电枢电流
Ra---电枢回路电阻
Ce---电机的电势常数
φ---电机的磁通
从公式可以看出：当励磁电流增大---磁通φ增大---转速就会上升；
当励磁电流减小---磁通φ减小---转速就会下降；
这是因为当励磁电流增大时---使磁通增大---电动机电枢回路的反电势增大（U=Ea+IRa=Ceφn+IRa)
---电枢电流就下降---电动机转矩下降---电机速度下降---反电势下降达到新的平衡。
同样；当励磁电流减小时，过程差不多。
假如励磁绕组断掉，励磁电流等于零，磁通很小（接近0，只有剩磁），从公式可以看出，转速将会达到很大的数值（产生所谓的飞车现象），电机也会产生啸叫声，实际上电枢电流很大，保护装置马上动作，断开电源。

Answer 2

n=(u-i*r)/k，n为转速，k为常数。
1.
直流电机调速可以有三种方法：1是改变电机两端的电压，2是改变磁通量，3是串调节电阻。
2.
改变电压调速是常用办法，使用脉冲控制pwm方法，输入变化的不同占空量的方波，改变输入直流电机电枢两端的电压，改变直流电机转速，实现调速功能，可以实现无级调速，属于恒转矩调速。这种调速的问题在于一般只能在额定转速以下调节；改变磁通量，通过弱磁进行调速，可实现无级调速，缺点是只能实现在额定转速以上调节，调速时u、i不变，属于恒功率调速；串调节电阻是在电枢电路之外串联一个可调电阻r0，通过r0增大/减小的改变电阻r+r0来实现调速功能，缺点是只能实现分级调速，且串联电阻电消耗多，现在不怎么常用了。
3.
选择脉冲控制元件pwm，目前很多单片机都有这个模块，可以试试。
如果觉得上述回答可以的话，分就给我吧，哈哈~~