直流电动机的起动、调速和制动

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1、直流电动机的起动、调速和制动3.1直流电动机的起动3.4直流电动机的各种运行状态3.5电力拖动系统的过渡过程3.2直流电动机的调速主要内容共5节第三章直流电动机的起动、调速和制动3.3直流电动机的制动3.1直流电动机的起动3.1直流电动机的起动起动：指电动机从静止状态转动起来。起动过程：电动机从静止运转到某一稳态转速的过程叫起动过程。系统对起动的要求(1)起动转矩Tst足够大，Tst>（1.1～1.2)TL(2)Ist不能太大，一般为（1.5～2)IN(3)起动设备要简单、可靠、经济3.1直流电动机的起动3.1.1直接起动电动机的起动是指电动机接通电源后，由静止状态加速到

2、稳定运行状态的过程。起动瞬间，起动转矩和起动电流分别为为了限制起动电流，他励直流电动机通常采用电枢回路串电阻或降低电枢电压起动。起动时由于转速，电枢电动势，而且电枢电阻很小，所以起动电流将达很大值。过大的起动电流将引起电网电压下降、影响电网上其它用户的正常用电、使电动机的换向恶化；同时过大的冲击转矩会损坏电枢绕组和传动机构。一般直流电动机不允许直接起动。小型电机电压低、电阻大，可以直接起动。3.1直流电动机的起动3.1.2电枢回路串电阻起动一、起动过程三级电阻起动时电动机的电路原理图和机械特性为3.1直流电动机的起动二、分组起动电阻的计算设对应转速n1、n2、n3时电势分

3、别为Ea1、Ea2、Ea3，则有：b点c点d点e点f点g点比较以上各式得：在已知起动电流比β和电枢电阻Ra前提下，经推导可得各级串联电阻为:3.1.2电枢回路串电阻起动3.1直流电动机的起动二、分组起动电阻的计算（6）计算各级起动电阻。（1）估算或查出电枢电阻；（2）根据过载倍数选取最大转矩对应的最大电流；（3）选取起动级数；（4）计算起动电流比：取整数（5）计算转矩:，校验：如果不满足，应另选或值并重新计算，直到满足该条件为止。计算各级起动电阻的步骤：3.1.2电枢回路串电阻起动3.1直流电动机的起动3.3.3降压起动当直流电源电压可调时，可采用降压方法起动。起动时，以

4、较低的电源电压起动电动机，起动电流随电源电压的降低而正比减小。随着电动机转速的上升，反电动势逐渐增大，再逐渐提高电源电压，使起动电流和起动转矩保持在一定的数值上，保证按需要的加速度升速。降压起动需专用电源，设备投资较大，但它起动平稳，起动过程能量损耗小，因此得到广泛应用。3.2直流电动机的调速3.2直流电动机的调速电力拖动系统的调速可以采用机械调、电气调速或二者配合调速。通过改变传动机构速比进行调速的方法称为机械调速；通过改变电动机参数进行调速的方法称为电气调速。他励直流电动机的转速为电气调速方法：1.调压调速；2.电枢串电阻调速；3.调磁调速。改变电动机的参数就是人为地

5、改变电动机的机械特性，使工作点发生变化，转速发生变化。调速前后，电动机工作在不同的机械特性上，如果机械特性不变，因负载变化而引起转速的变化，则不能称为调速。3.2直流电动机的调速3.2直流电动机的调速1.机械调速：指通过改变变速机构传动比以改变转速的方法，特点是：调速时必须停，多为有级调速，同生活中如变速自行车原理基本相似。调速方法2.电气调速：指通过改变电动机有关电气参数电动机转速的方法，特点是简化机械传动与变速机构，调速时不需停车，在运行中便可以调速，可实现无级调速，必要时还可采用各种反馈环节提高机械特性硬度，以便提高拖动系统静态与动态运行指标，易于实现电气控制自动化

6、。3.电气——机械调速：指上述两种方法都采用的混合调速法。（主要介绍电气调速）3.2直流电动机的调速3.2直流电动机的调速电气调速1.降压调速：降低电枢外加电压的数值，使理想空载转速n0下降，导致转速下降。2.电枢回路串电阻调速电枢回路串入不同数值的附加电阻，使机械特性斜率β变大，负载转速降变大，导致转速下降。3.弱磁调速减少他励直流电动机的励磁电流If，使每极磁通减少(Φ<ΦN),导致理想空载转速n0与特性斜率β均增加。在一定负载条件下，转速将增大。3.2直流电动机的调速调速：是通过人为手段改变电机参数而实现的转速变化。调速与转速自然变化的区别“转速的自然变化”是指生产

7、机械的负载转矩发生变化时，电动机的电磁转矩T要相应发生变化，电动机的转速也将随着发生变化。3.2直流电动机的调速3.2.1电枢串电阻调速nTemTLRan0nNA0A’Bn1Ra+Rs1未串电阻时的工作点串电阻Rs1后,工作点由A→A’→B3.2直流电动机的调速3.2.1电枢串电阻调速调速过程电流变化曲线调速前、后电流不变调速过程转速变化曲线tt=0n1nNIaNianian结论：带恒转矩负载时,串电阻越大,转速越低。3.2直流电动机的调速3.2.1电枢串电阻调速优点：电枢串电阻调速设备简单，操作方便。2）低速时特性曲线斜率大