電機原理及拖動（第4版）課件：他勵直流電動機的起動及反轉(zhuǎn)

《電機原理及拖動》

第4版2024/12/272

他勵直流電動機的起動及反轉(zhuǎn)

電動機的起動是指電動機接通電源后，由靜止?fàn)顟B(tài)加速到穩(wěn)定運行狀態(tài)的過程。他勵直流電動機的起動電動機起動的基本要求（1）起動轉(zhuǎn)矩要大：保證起動快速、可靠（2）起動電流要?。悍乐箤﹄娋W(wǎng)的沖擊、保護電機本身（3）起動設(shè)備要簡單、經(jīng)濟、可靠。方便操作2024/12/273直接起動：將電樞繞組接到額定電源上，在起動瞬間，電樞電勢為零，起動轉(zhuǎn)矩和起動電流分別為nT小容量微型直流電動機由于轉(zhuǎn)動慣量小、轉(zhuǎn)速上升快、電樞電阻相對較大，因此允許直接起動。一、他勵直流電動機的起動2024/12/274優(yōu)點：操作簡單，無需另加設(shè)備。缺點：一般直流電機起動電流可達(dá)到額定電流值的10-20倍，直接起動的巨大電流會使換向器產(chǎn)生強烈火花，以致燒毀。同時巨大轉(zhuǎn)矩達(dá)到?jīng)_擊也會造成拖動傳動機構(gòu)的損壞。他勵直流電動機的直接起動2024/12/275

起動時由于轉(zhuǎn)速，電樞電動勢，而且電樞電阻很小，過大的起動電流將引起電網(wǎng)電壓下降、影響電網(wǎng)上其它用戶的正常用電、使電動機的換向惡化；同時過大的沖擊轉(zhuǎn)矩會損壞電樞繞組和傳動機構(gòu)。一般直流電動機不允許直接起動。

為了限制起動電流，他勵直流電動機通常采用降低電樞電壓起動或電樞回路串電阻。一般他勵直流電動機的起動2024/12/276（一）降低電源電壓起動起動開始時降低端電壓使Ist＝(1.5～2.0)IN,Tst=(1.5～2.0）TN。

當(dāng)直流電源電壓可調(diào)時，可采用降壓方法起動。起動時以較低的電源電壓起動電動機，起動電流隨電源電壓的降低而正比減小。隨著電動機轉(zhuǎn)速的上升，反電動勢逐漸增大，再逐漸提高電源電壓，使起動電流和起動轉(zhuǎn)矩保持在一定的數(shù)值上，保證按需要的加速度升速。2024/12/277降低電源電壓起動調(diào)壓電源電壓不宜升的過快2024/12/278優(yōu)點：起動電流小，起動過程平滑、能量損耗少。缺點：降壓起動需需要一套專用的直流發(fā)電機或整流電源，設(shè)備投資較大。降低電源電壓起動2024/12/279abcdefgw（二）電樞回路串電阻起動2024/12/2710（三）、分組起動電阻的計算

各級起動電阻的計算，以起動過程中最大起動轉(zhuǎn)矩T1和切換轉(zhuǎn)矩T2不變?yōu)樵瓌t：

在切換起動電阻的瞬間，電機轉(zhuǎn)速不變！即切換瞬間的電樞電勢不變，切換兩點的電壓降相等。有：2024/12/2711

稱為起動電流（轉(zhuǎn)矩）比起動電阻的計算b點：c點：令：

同理：d點和e點、f點和g點的電壓降相同有：2024/12/2712推廣到m級，則：起動電流比：起動級數(shù)：2024/12/2713各級起動電阻

在已知起動電流比和電樞電阻Ra前提下，經(jīng)推導(dǎo)可得各級串聯(lián)電阻為:2024/12/2714（2）根據(jù)過載倍數(shù)選取最大轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的最大電流；（1）估算或查出電樞電阻；（4）估算起動電流比；（I2=1.1-1.2IN）計算各級起動電阻的步驟：如果起動級數(shù)m未確定：（3）確定最小起動電阻；2024/12/2715（8）計算各級起動電阻：（5）選取起動級數(shù)；（6）m取整數(shù)重新計算電流比計算各級起動電阻的步驟：（7）驗證：（如果級數(shù)m已知，可省略4.5步驟）2024/12/2716由電磁轉(zhuǎn)矩公式可知：可以通過改變磁場或電流方向改變電機轉(zhuǎn)向。磁場反向：由于勵磁繞組電感較大，建立反向磁場過程緩慢，所以不適合用于頻繁正、反轉(zhuǎn)的場合。電樞反向：（如