他励直流电动机串电阻起动

1、他励直流电动机串电阻起动1 增加电枢电阻起动在实际中，如果能够做到适当选用各级起动电阻，那么串电阻起动由于其起动设备简单、经济和可靠，同时可以做到平滑快速起动，因而得到广泛应用。但对于不同类型和规格的直流电动机，对起动电阻的级数要求也不尽相同。下面仅以直流他励电动机电枢回路串电阻起动为例说明起动过程。 (1) 启动过程分析如图4(a)所示，当电动机已有磁场时，给电枢电路加电源电压U。触点KM1、KM2均断开,电枢串入了全部附加电阻RK1+RK2 ,电枢回路总电阻为Ral=ra+RK1 +RK2。这是启动电流为 =与起动电流所对应的起动转矩为T1。对应于由电阻所确定的人为机械特性如图4(b)中的

2、曲线1所示。 (a) 电路图 (b) 特性图 图4 直流他励电动机分二级起动的电路和特性根据电力拖动系统的基本运动方程式 T-TL=J 式中 T电动机的电磁转矩； TL由负载作用所产生的阻转矩； J电动机的转动惯量； 由于起动转矩T1大于负载转矩TL，电动机受到加速转矩的作用，转速由零逐渐上升，电动机开始起动。在图4(b)上，由a点沿曲线1上升，反电动势亦随之上升，电枢电流下降，电动机的转矩亦随之下降，加速转矩减小。上升到b点时，为保证一定的加速转矩，控制触点KM1闭合，切除一段起动电阻RK1。b点所对应的电枢电流I2称为切换电流，其对应的电动机的转矩T2称为切换转矩。切除后，电枢回路总电阻为

3、Ra2=ra+。这时电动机对应于由电阻Ra2所确定的人为机械特性，见图4(b)中曲线2。在切除起动电阻RK1的瞬间，由于惯性电动机的转速不变，仍为nb，其反电动势亦不变。因此，电枢电流突增，其相应的电动机转矩也突增。适当地选择所切除的电阻值，使切除后的电枢电流刚好等于，所对应的转矩为T2，即在曲线2上的c点。又有T1T2，电动机在加速转矩作用下，由c点沿曲线2上升到d点。控制点KM2闭合，又切除一切起动电阻。同理，由d点过度到e点，而且e点正好在固有机械特性上。电枢电流又由I2突增到，相应的电动机转矩由T2突增到T1。T1 TL，沿固有特性加速到g点T=TL，n=ng电动机稳定运行，起动过程结

4、束。在分级起动过程中，各级的最大电流I1(或相应的最大转矩T2)及切换电流 (或与之相应的切换转矩T2)都是不变的，这样，使得起动过程有较均匀的加速。要满足以上电枢回路串接电阻分级起动的要求，前提是选择合适的各级起动电阻。下面讨论应该如何计算起动电阻。 (2) 起动电阻的计算 在图4(b)中，对a点，有=即 Ra1=当从曲线1(对应于电枢电路总电阻 Ra1=ra+)转换得到曲线2(对应于总电阻Ra2=ra+)时，亦即从点转换到点时，由于切除电阻RK1进行很快，如忽略电感的影响，可假定nb=nc，即电动势Eb=Ec，这样在点有=在c点 =两式相除，考虑到Eb=Ec，得 同样，当从d点转换到e点时

5、，得 = 这样，如图4所示的二级起动时，得 =推广到m级起动的一般情况，得=式中为最大起动电流与切换电流之比，称为起动电流比(或起动转矩比)，它等于相邻两级电枢回路总电阻之比。由此可以推出 =式中m为起动级数。由上式得 =如给定 ,求m,可将式=取对数得 m=由式=可得每级电枢回路总电阻进而求出各级启动电阻为： =Ra1-Ra2 =Ra2-Ra3 =Ra3-Ra4 R(m-1)=R a(m-1)-Ram Rm=Ram-ra起动最大电流及切换电流I2按生产机械的工艺要求确定，一般 =(1.52.0) =(1.11.2) 以及电动机相应的转矩 T1=(1.52.0) T2=(1.11.2) 直流电

6、动机电枢串电阻起动设计方案P=75KW U=440V I=196A n=1200r/min欲用电枢串电阻起动，起动级数初步定为2级。1）选择启动电流I1和切换电流I2=(1.52.0)=(1.52.0)196=(294392)A=(1.11.2)=(1.11.2)196=(215.6235.2)选择=360，=230。2）求出起切电流比=1.563）求出启动时电枢电路的总电阻RamRam=1.22（4）求出启动级数mm=4.76取m=55）重新计算，校验=1.56=231在规定范围之内。6）求出各级总电阻=ra=1.4750.076=0.52=ra =1.4740.076=0.35=ra=1.

7、4730.076=0.24=ra=1.4720.076=0.16=ra=1.470.076=0.11=Ra=0.0767）求出各级启动电阻Rst1=-=(0.11-0.076)=0.034Rst2=-=(0.16-0.11)=0.05Rst3=-=(0.24-0.16)=0.08Rst4=-=(0.35-0.24)=0.11Rst5=-=(0.52-0.35)=0.27结论根据以上的设计实践，他励直流电动机串电阻启动计算方法可归结如下：选择启动电流和切换电流启动电流为；对应的启动转矩T1；切换电流为；对应的启动转矩T；求出起切电流（转矩）比；求出电动机的电枢电路电阻ra；求出启动时的电枢总电阻

8、Rm；求出启动级数m；重新计算，校验I2是否在规定范围内；若m是取相近整数，则需重新计算；= 再根据得出的重新求出，并校验是否在规定范围内。若不在规定范围内，需加大启动级数m重新计算和，直到符合要求为止。求出各级总电阻求出各级启动电阻这便是他励直流电动机电枢串电阻起动的大体思路与过程。心得与体会经过为期一周的研究与设计，本次电机与拖动课程设计直流电动机电枢回路串电阻起动较为顺利的完成。通过这次课程设计，使我更进一步了解了直流电动机的工作原理及其起动过程，对直流电机的电力拖动有了更加深入的理解与体会。1、增强了我的动手能力和独立操作能力在这次设计中，我翻阅了一些的资料文献，同时在网上收集了很多有

9、用的信息。之后自己进行归纳总结，得出设计方案。在整个过程中，我积累了一些设计方面的经验，为我们以后做毕业设计打下了坚实的基础。2、使我进一步了解了电机与拖动这门课程在设计过程中，完成设计要综合利用各方面的知识，无疑是对电机知识的一次新的、具体的、全面的理解与应用。从中学到了很多课堂上学不到的知识，使自己从理论到实践迈出了宝贵的一步.3、拉近了同学们之间的距离通过这次设计，增进了同学们之间的友谊，大家相互合作，交流思想，使我知道团队合作的重要性。通过这次课程设计我收获最大的是明白了做事要有认真严谨求实的精神。与此同时，同学间的团结协作，密切配合，各抒己见同样起到了至关重要的作用，这也是我明白了集体的重要性。另外，在设计过程中，也进一步砺练了自己，增强了独立发现问题、思考并解决问题的能力，相信这些能力对于将来走进就业岗位都会有极大地益处。总而言之，在这一周的实践中，我学到了许多有意的东西，这些东西都是很宝贵的财富。致谢在此特别感谢李彬彬老师，他们严谨细致，一丝不苟的作风深深的感染了我。他们在百忙之余抽出时间进行耐心细致的指导，再次由衷的向他们表示感谢。在设计过程中也同样得到了其他同学的热心帮助，在此向他们表示感谢。由于时间的仓促以及本人能力有限，因此在设计过程中难免会出现很多错误，对于这些不足与缺陷望院领导与老师给予包容与理解，并希望老师多加批评指正，在此一并表