任務(wù)33 直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速與制動(dòng)

1、任務(wù)任務(wù)3.3 直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速與制動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速與制動(dòng)一、直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)一、直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng) 為了滿足啟動(dòng)要求，可采取下列三種啟動(dòng)方法：直接啟動(dòng)、轉(zhuǎn)子回路串電阻啟動(dòng)和降壓?jiǎn)?dòng)。 1.直流電動(dòng)機(jī)的直接啟動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)的直接啟動(dòng) 直接啟動(dòng)就是在直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上直接加以額定電壓的啟動(dòng)方式，如圖3-28所示。 對(duì)于一般的他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，為了限制啟動(dòng)電流，可以采用轉(zhuǎn)子回路串聯(lián)電阻或降低轉(zhuǎn)子電壓?jiǎn)?dòng)的啟動(dòng)方法。 2.降低電源電壓?jiǎn)?dòng)降低電源電壓?jiǎn)?dòng) 降低轉(zhuǎn)子電壓?jiǎn)?dòng)，即啟動(dòng)前先調(diào)好勵(lì)磁，將施加在直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子兩端的電壓降低，最低電壓所對(duì)應(yīng)的人為特性上的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩T1T2時(shí)，直

2、流電動(dòng)機(jī)就開始啟動(dòng)。直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，再逐漸提高轉(zhuǎn)子電壓，使啟動(dòng)電磁轉(zhuǎn)矩維持在一定數(shù)值，保證直流電動(dòng)機(jī)按需要的加速度升速，其接線原理圖，如圖3-29(a)所示，啟動(dòng)工作特性，如圖3-29(b)所示。 3.電樞回路串電阻啟動(dòng)電樞回路串電阻啟動(dòng) 轉(zhuǎn)子回路串電阻啟動(dòng)，如圖3-30(a)所示。一般在轉(zhuǎn)速上升過程中逐級(jí)短接切除。 啟動(dòng)開始瞬間，串入全部啟動(dòng)電阻，使啟動(dòng)電流不超過允許值： 二、直流電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)二、直流電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn) 1.改變勵(lì)磁電流方向改變勵(lì)磁電流方向 保持電樞兩端電壓極性不變，把勵(lì)磁繞組反接，使勵(lì)磁電流方向改變，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。 2.改變電樞電流方向改變電樞電流方向保持勵(lì)磁繞組電流方向不變，將

3、電樞繞組反接，使電樞電流改變方向，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。 注意：注意：實(shí)際應(yīng)用中大多采用改變電樞電流的方向來實(shí)現(xiàn)直流電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)。但在直流電動(dòng)機(jī)容量很大，對(duì)反轉(zhuǎn)速度變化要求不高的場(chǎng)合，為了減小控制電器的容量，可采用改變勵(lì)磁繞組極性的方法實(shí)現(xiàn)直流電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)。 三、直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速三、直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 由直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法(1)降壓調(diào)速 電動(dòng)機(jī)的工作電壓不允許超過額定電壓，因此電樞電壓只能在額定電壓以下進(jìn)行調(diào)節(jié)。降壓調(diào)速過程如圖3-31所示。 (2)電樞回路串電阻調(diào)速 保持電源電壓及主磁極磁通為額定值不變，在轉(zhuǎn)子回路串入不同的電阻時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)將穩(wěn)定運(yùn)行

4、于較低的轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速變化過程可用圖3-32所示。 (3)減弱主磁通調(diào)速 保持他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電壓不變，轉(zhuǎn)子回路電阻不變，減少直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁磁通，可使直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高，這種方法稱為減弱主磁通調(diào)速。如圖3-33所示。 四、直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)四、直流電動(dòng)機(jī)的制動(dòng) 1.他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的能耗制動(dòng)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的能耗制動(dòng) (1)能耗制動(dòng)接線圖，如圖3-34(a)所示。能耗制動(dòng)的機(jī)械特性曲線如圖3-34(b)所示。 通常限制最大制動(dòng)電流不超過22.5倍的額定電流。選擇制動(dòng)電阻的原則是： 式中，Ea制動(dòng)瞬間(即制動(dòng)前電動(dòng)狀態(tài)時(shí))的電樞電動(dòng)勢(shì)。 2.他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng) 他勵(lì)電動(dòng)機(jī)

5、電源反接制動(dòng)的接線圖，如圖3-35(a)所示。其機(jī)械特性如圖3-35(b)所示。3.他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的回饋制動(dòng)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的回饋制動(dòng) 圖3-36(a)是電車下坡時(shí)正回饋制動(dòng)機(jī)械特性，這時(shí)nn0，是電動(dòng)狀態(tài)，其機(jī)械特性延伸到第二象限的直線。圖3-36(b)是帶位能負(fù)載下降時(shí)的回饋制動(dòng)機(jī)械特性，直流電動(dòng)機(jī)電動(dòng)運(yùn)行帶動(dòng)位能性負(fù)載下降，在電磁轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩的共同驅(qū)動(dòng)下，轉(zhuǎn)速沿特性曲線逐漸升高，進(jìn)入回饋制動(dòng)后將穩(wěn)定運(yùn)行在F點(diǎn)上。需要指出的是，此時(shí)轉(zhuǎn)子回路不允許串入電阻，否則將會(huì)穩(wěn)定運(yùn)行在很高轉(zhuǎn)速上。 【任務(wù)實(shí)施】【任務(wù)實(shí)施】1.任務(wù)實(shí)施的內(nèi)容任務(wù)實(shí)施的內(nèi)容 直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速與制動(dòng)試驗(yàn)。2.任

6、務(wù)實(shí)施的要求任務(wù)實(shí)施的要求 掌握直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、反轉(zhuǎn)方法、調(diào)速和制動(dòng)的方法。3.設(shè)備器材設(shè)備器材 導(dǎo)軌、測(cè)速發(fā)電機(jī)及轉(zhuǎn)速表，1套；校正直流測(cè)功機(jī)，1臺(tái)；他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，1臺(tái)；直流電壓表，2塊；直流電流表，3塊；可調(diào)電阻器，3只 。4.任務(wù)實(shí)施的步驟任務(wù)實(shí)施的步驟(1)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng) 按圖3-37接線。圖中他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)M用DJ15，其額定功率PN185W，額定電壓UN220V，額定電流IN1.2A，額定轉(zhuǎn)速nN1600r/min，額定勵(lì)磁電流IfN0.16A。校正直流測(cè)功機(jī)MG作為測(cè)功機(jī)使用，TG為測(cè)速發(fā)電機(jī)。直流電流表A1、A2選用200mA擋，A3 、A4選用5A擋。直流電壓表V1

7、、V2 選用1000V擋。 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁回路串接的電阻Rf11800。MG勵(lì)磁回路串接的電阻Rf21800。他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電阻R1180，MG的負(fù)載電阻R22250。接好線后，檢查M、MG及TG之間是否用聯(lián)軸器直接聯(lián)接好。 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)步驟： 檢查按圖3-37的接線是否正確，電表的極性、量程選擇是否正確，電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁回路接線是否牢靠。然后將電動(dòng)機(jī)電樞串聯(lián)啟動(dòng)電阻R1、測(cè)功機(jī)MG的負(fù)載電阻R2及MG的磁場(chǎng)回路電阻Rf2調(diào)到阻值最大位置，M的磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻Rf1調(diào)到最小位置，斷開開關(guān)S，并斷開控制屏下方右邊的勵(lì)磁電源開關(guān)、電樞電源開關(guān)，做好啟動(dòng)準(zhǔn)備。 開啟控制屏上的電源總開關(guān)，按下其

8、上方的“開”按鈕，接通其下方左邊的勵(lì)磁電源開關(guān)，觀察M及MG的勵(lì)磁電流值，調(diào)節(jié)Rf2使If2等于校正值(100mA)并保持不變，再接通控制屏右下方的電樞電源開關(guān)，使M啟動(dòng)。 M啟動(dòng)后觀察轉(zhuǎn)速表指針偏轉(zhuǎn)方向，應(yīng)為正向偏轉(zhuǎn) ，若不正確，可撥動(dòng)轉(zhuǎn)速表上正、反向開關(guān)來糾正。調(diào)節(jié)控制屏上電樞電源“電壓調(diào)節(jié)”旋鈕，使電動(dòng)機(jī)端電壓為220伏。減小啟動(dòng)電阻 R1阻值，直至短接。 合上校正直流測(cè)功機(jī)MG的負(fù)載開關(guān)S，調(diào)節(jié)R2阻值，使MG的負(fù)載電流IF改變，即直流電動(dòng)機(jī)M的輸出轉(zhuǎn)矩T2改變。 調(diào)節(jié)他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。分別改變串入電動(dòng)機(jī)M電樞回路的啟動(dòng)電阻R1和勵(lì)磁回路的調(diào)節(jié)電阻Rf1，觀察轉(zhuǎn)速變化情況。 (2)直流

9、電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn) 將電樞串聯(lián)啟動(dòng)變阻器R1的阻值調(diào)回到最大值，先切斷控制屏上的電樞電源開關(guān)，然后切斷控制屏上的勵(lì)磁電源開關(guān)，使他勵(lì)電動(dòng)機(jī)停機(jī)。在斷電情況下，將電樞的兩端接線對(duì)調(diào)后，再按他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)步驟啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，并觀察電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向及轉(zhuǎn)速表指針偏轉(zhuǎn)的方向。(3)調(diào)速特性 電樞回路串電阻(改變電樞電壓Ua)調(diào)速。保持UUN、IfIfN常數(shù)，TL常數(shù)，測(cè)取nf(Ua)。 按圖3-37接線。直流電動(dòng)機(jī)M運(yùn)行后，將電阻R1調(diào)至零，If2調(diào)至校正值，再調(diào)節(jié)負(fù)載電阻R2、電樞電壓及磁場(chǎng)電阻Rf1，使M的UUN，Ia0.5IN，IfIfN，記下此時(shí)MG的IF值。 保持此時(shí)的IF值(即T2值)和IfIfN不變，

10、逐次增加R1的阻值，降低電樞兩端的電壓Ua，使R1從零調(diào)至最大值，每次測(cè)取電動(dòng)機(jī)的端電壓Ua，轉(zhuǎn)速n和電樞電流Ia，記錄于表3.6中。 改變勵(lì)磁電流調(diào)速。保持UUN，TL常數(shù)，測(cè)取nf(If)。按圖3-37接線。直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行后，將M的電樞串聯(lián)電阻R1和磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻Rf1調(diào)至零，將MG的磁場(chǎng)調(diào)節(jié)電阻If2調(diào)至校正值，再調(diào)節(jié)M的電樞電源調(diào)壓旋鈕和MG的負(fù)載，使電動(dòng)機(jī)M的UUN，I0.5IN，記下此時(shí)的IF值。 保持此時(shí)MG的IF值(TL值)和M的UUN不變，逐次增加磁場(chǎng)電阻Rf1的阻值：直至n1.3nN，每次測(cè)取電動(dòng)機(jī)的n、If和Ia，記錄于表3.7中。 (4)觀察能耗制動(dòng)過程 按圖3-38接線。能耗制動(dòng)電阻Rbk選用2250。把M的Rf1調(diào)至零，使電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流最大。把M的電樞串聯(lián)