他励直流电动机

1、2.4 他励直流电动机的启动他励直流电动机的启动 电动机转子从静止状态开始转动，转速逐渐上升，最后达到稳定运行状态的过程称为启动。电动机在启动过程中，电枢电流 、电磁转矩 、转速n都随时间变化，是一个过渡过程。开始启动的一瞬间，转速等于零，这时的电枢电流称为启动电流，用 表示，对应的电磁转矩称为启动转矩，用 表示。一般对直流电动机的启动有如下要求。 （1）启动转矩足够大（ 电动机才能顺利启动）。 （2）启动电流 要限制在一定的范围内。 （3）启动设备操作方便，启动时间短，运行可靠，成本低廉。 aIemTstIstTstTLTstI2.4.1 直接启动直接启动 直接启动就是在他励直流电动机的电枢

2、上直接加以额定电压的启动方式，如图2.17所示。启动时，先合Q1建立磁场，然后合Q2全压启动。 启动开始瞬间，由于机械惯性，电动机转速 ，电枢绕组感应电动势 ，由电动势平衡方程式 可知 启动电流 （2-12） 启动转矩 （2-13） 0n0CenEaaaaRIEU 图2.17 他励直流电动机 的全压启动aNstRUI ststITTC直接启动直接启动(续续1） 显然直接启动时启动电流将达到很大的数值，将出现强烈的换向火花，造成换向困难，还可能引起过流保护装置的误动作或引起电网电压的下降，影响其他用户的正常用电；启动转矩也很大，造成机械冲击，易使设备受损。因此，除个别容量很小的电动机外，一般直流

3、电动机是不容许直接启动的。 对于一般的他励直流电动机，为了限制启动电流，可以采用电枢回路串联电阻或降低电枢电压启动的启动方法。 2.4.2 电枢回路串电阻启动 电枢回路串电阻启动即启动时在电枢回路串入电阻，以减小启动电流 ,电动机启动后，再逐渐切除电阻，以保证足够的启动转矩。图2.18为三级电阻启动控制接线和启动工作特性示意图。电动机启动前，应使励磁回路附加电阻为零，以使磁通达到最大值，能产生较大的启动转矩。 stI图2.18 他励直流电动机串电阻启动的机械特性电枢回路串电阻启动（续1） 启动开始瞬间，电枢电路中接入全部启动电阻，启动电流 达到最大值，随着电动机转速的不断增加，电枢电流和电磁转

4、矩将逐渐减小，电动机沿着曲线1的箭头所指的方向变化。当转速升高至 ，电流降至 （图中b点）时，接触器 触头闭合，将电阻 短接，由于机械惯性转速不能突变，电动机将瞬间过渡到特性曲线2上的c点（c点的位置可由所串电阻的大小控制），电动机又沿曲线2的箭头继续加速。当转速升高至 电流又降至 （图中d点）时，接触器 触头闭合，将电阻 短接，由于机械惯性转速不能突变，电动机将瞬间过渡到特性曲线3上的e点，电动机又沿曲线3的箭头继续加速。 321RRRRUIaNst1n2stI1KM1R2n2stI2KM2R电枢回路串电阻启动（续2） 当转速升高至 电流又降至 （图中f点）时，接触器 触头闭合，将电阻 短接

5、，由于机械惯性转速不能突变，电动机将瞬间过渡到固有特性曲线4上的g点，电动机又沿曲线4的箭头继续加速，最后稳定运行在固有特性曲线上的h点，启动过程结束。电枢串电阻启动设备简单，操作方便，但能耗较大，它不宜用于频繁启动的大、中型电动机，可用于小型电动机的启动。 3n2stI3KM3R2.4.3 降低电枢电压启动 降低电枢电压启动，即启动前将施加在电动机电枢两端的电源电压降低，以减小启动电流 ，电动机启动后，再逐渐提高电源电压，使启动电磁转矩维持在一定数值，保证电动机按需要的加速度升速，其接线原理和启动工作特性如图2.19所示。较早采用发电机-电动机组实现电压调节，现已逐步被晶闸管可控整流电源所取

6、代。这种启动方法需要专用电源，投资较大，但启动电流小，启动转矩容易控制，启动平稳，启动能耗小，是一种较好的启动方法。 stI图2.19 他励直流电动机降压时的机械特性 2.4.4 他励直流电动机的反转 要使电动机反转，必须改变电磁转矩的方向，而电磁转矩的方向由磁通方向和电枢电流的方向决定。所以，只要将磁通 或任意一个参数改变方向，电磁转矩即可改变方向。在控制时，通常直流电动机的反转实现方法有两种：（1）改变励磁电流方向 保持电枢两端电压极性不变，将励磁绕组反接，使励磁电流反向，磁通即改变方向。（2）改变电枢电压极性 保持励磁绕组两端的电压极性不变，将电枢绕组反接，电枢电流即改变方向。 aI他励直流电动机的反转（续1） 由于他励直流电动机的励磁绕组匝数多，电感大，励磁电流从正向额定值变到反向额定值的时间长，反向过程缓慢，而且在励磁绕组反接断开瞬间，绕组中将产生很大的自感电动势，可能