直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性

1、33 直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性 一、啟動(dòng)特性一、啟動(dòng)特性 電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)就是施電于電動(dòng)機(jī)，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)起來，達(dá)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)就是施電于電動(dòng)機(jī)，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)起來，達(dá)到要求轉(zhuǎn)速的這一過程。到要求轉(zhuǎn)速的這一過程。 對直流電動(dòng)機(jī)而言，在未啟動(dòng)之前對直流電動(dòng)機(jī)而言，在未啟動(dòng)之前n=0 , E=0, 而而Ra一般很小。一般很小。當(dāng)將電動(dòng)機(jī)直接接入電網(wǎng)并施加額定電壓時(shí)，啟動(dòng)電流為：當(dāng)將電動(dòng)機(jī)直接接入電網(wǎng)并施加額定電壓時(shí)，啟動(dòng)電流為：aNst/ RUI 這個(gè)電流很大，一般情況下能達(dá)到其額定電流的（這個(gè)電流很大，一般情況下能達(dá)到其額定電流的（1020）倍。）倍。過大的啟動(dòng)電流危害很大

2、：過大的啟動(dòng)電流危害很大： （1） 對電動(dòng)機(jī)本身的影響：對電動(dòng)機(jī)本身的影響： 使電動(dòng)機(jī)在換向過程中產(chǎn)生危險(xiǎn)的火花，燒壞整流子；使電動(dòng)機(jī)在換向過程中產(chǎn)生危險(xiǎn)的火花，燒壞整流子； 過大的電樞電流產(chǎn)生過大的電動(dòng)應(yīng)力，可能引起繞組的損壞；過大的電樞電流產(chǎn)生過大的電動(dòng)應(yīng)力，可能引起繞組的損壞； （2） 對機(jī)械系統(tǒng)的影響：對機(jī)械系統(tǒng)的影響： 與啟動(dòng)電流成正比例的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩使運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩很大，與啟動(dòng)電流成正比例的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩使運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩很大，過大的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩會在機(jī)械系統(tǒng)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中產(chǎn)生過大的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩沖過大的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩會在機(jī)械系統(tǒng)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中產(chǎn)生過大的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩沖擊，使機(jī)械傳動(dòng)部件損壞；擊，使機(jī)械傳動(dòng)部件損

3、壞； （3）對供電電網(wǎng)的影響：）對供電電網(wǎng)的影響： 過大的啟動(dòng)電流將使保護(hù)裝置動(dòng)作，切斷電源造成事故，或者過大的啟動(dòng)電流將使保護(hù)裝置動(dòng)作，切斷電源造成事故，或者引起電網(wǎng)電壓的下降，影響其他負(fù)載的正常運(yùn)行。引起電網(wǎng)電壓的下降，影響其他負(fù)載的正常運(yùn)行。 因此，直流電動(dòng)機(jī)是不允許直接啟動(dòng)的，即在啟動(dòng)時(shí)必須設(shè)法因此，直流電動(dòng)機(jī)是不允許直接啟動(dòng)的，即在啟動(dòng)時(shí)必須設(shè)法限制電樞電流，例如普通的限制電樞電流，例如普通的Z2型直流電動(dòng)機(jī)，規(guī)定電樞的瞬時(shí)電流型直流電動(dòng)機(jī)，規(guī)定電樞的瞬時(shí)電流不得大于額定電流的不得大于額定電流的1.52倍。倍。二、啟動(dòng)方法二、啟動(dòng)方法 限制直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流，一般有降壓啟動(dòng)和電樞回

4、路串電限制直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流，一般有降壓啟動(dòng)和電樞回路串電阻啟動(dòng)兩種方式。阻啟動(dòng)兩種方式。 1. 降壓啟動(dòng)：降壓啟動(dòng)： 所謂降壓啟動(dòng)即在啟動(dòng)瞬間，降低供電電源電壓，隨著轉(zhuǎn)速的所謂降壓啟動(dòng)即在啟動(dòng)瞬間，降低供電電源電壓，隨著轉(zhuǎn)速的升高，反電勢增大，再逐步提高供電電壓，最后達(dá)到額定電壓時(shí)，升高，反電勢增大，再逐步提高供電電壓，最后達(dá)到額定電壓時(shí)，電動(dòng)機(jī)達(dá)到所要求的轉(zhuǎn)速。電動(dòng)機(jī)達(dá)到所要求的轉(zhuǎn)速。 2. 電樞回路串電阻啟動(dòng)電樞回路串電阻啟動(dòng) 啟動(dòng)時(shí)，電樞回路串接啟動(dòng)電阻啟動(dòng)時(shí)，電樞回路串接啟動(dòng)電阻Rst,此時(shí)啟動(dòng)電流此時(shí)啟動(dòng)電流Ist=UN/(Ra+Rst)將受外加啟動(dòng)電阻的限制。隨著轉(zhuǎn)速的升高，反

5、電勢增大，再逐步將受外加啟動(dòng)電阻的限制。隨著轉(zhuǎn)速的升高，反電勢增大，再逐步切除外加電阻直到全部切除，電動(dòng)機(jī)達(dá)到所要求的轉(zhuǎn)速。切除外加電阻直到全部切除，電動(dòng)機(jī)達(dá)到所要求的轉(zhuǎn)速。 電樞回路串電阻啟動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)電樞電路和啟動(dòng)特性如圖所示：電樞回路串電阻啟動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)電樞電路和啟動(dòng)特性如圖所示： 直線直線1為電動(dòng)機(jī)電樞回路串接啟動(dòng)電阻時(shí)的機(jī)械特性，直線為電動(dòng)機(jī)電樞回路串接啟動(dòng)電阻時(shí)的機(jī)械特性，直線2為電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性。啟動(dòng)電阻的大小就是保證啟動(dòng)電流為為電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性。啟動(dòng)電阻的大小就是保證啟動(dòng)電流為額定值的兩倍。額定值的兩倍。 電樞回路接入電網(wǎng)時(shí)，電樞回路接入電網(wǎng)時(shí)，KM斷開，電動(dòng)機(jī)工作在特性斷

6、開，電動(dòng)機(jī)工作在特性1上，在動(dòng)上，在動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩的作用下，電動(dòng)機(jī)速度上升。當(dāng)速度上升到態(tài)轉(zhuǎn)矩的作用下，電動(dòng)機(jī)速度上升。當(dāng)速度上升到a點(diǎn)時(shí)，點(diǎn)時(shí)，KM閉合，閉合，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性變?yōu)殡妱?dòng)機(jī)的機(jī)械特性變?yōu)?。由于在切換電阻的瞬間，機(jī)械慣性的作。由于在切換電阻的瞬間，機(jī)械慣性的作用使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不能突變，在此瞬間速度維持不變，即電動(dòng)機(jī)的用使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不能突變，在此瞬間速度維持不變，即電動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)從工作點(diǎn)從a點(diǎn)切換到點(diǎn)切換到b點(diǎn)，在動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩的作用下，電動(dòng)機(jī)的速度繼續(xù)點(diǎn)，在動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩的作用下，電動(dòng)機(jī)的速度繼續(xù)上升直到穩(wěn)定點(diǎn)上升直到穩(wěn)定點(diǎn)c。 c3-3.swf 從圖中不難看出：當(dāng)電動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)從從圖中不難看

7、出：當(dāng)電動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)從a點(diǎn)切換到點(diǎn)切換到b點(diǎn)時(shí)，沖擊點(diǎn)時(shí)，沖擊電流仍很大，為了解決這種現(xiàn)象，通常采用逐級電流仍很大，為了解決這種現(xiàn)象，通常采用逐級切除啟動(dòng)電阻切除啟動(dòng)電阻的方的方法來實(shí)現(xiàn)。圖所示為具有三段啟動(dòng)電阻的原理電路和啟動(dòng)特性。法來實(shí)現(xiàn)。圖所示為具有三段啟動(dòng)電阻的原理電路和啟動(dòng)特性。 圖中：圖中： 1T尖峰（最大）轉(zhuǎn)矩；尖峰（最大）轉(zhuǎn)矩； 2T換接（最小）轉(zhuǎn)矩?fù)Q接（最?。┺D(zhuǎn)矩 (1) 電樞接入電網(wǎng)時(shí)，電樞接入電網(wǎng)時(shí)，KM1、KM2和和KM3均斷開，電樞回路均斷開，電樞回路串接外加電阻串接外加電阻Rad3=R1+R2+R3，此時(shí)，電動(dòng)機(jī)工作在特性曲線，此時(shí)，電動(dòng)機(jī)工作在特性曲線a，在，在轉(zhuǎn)

8、矩轉(zhuǎn)矩 T1的作用下，轉(zhuǎn)速沿曲線的作用下，轉(zhuǎn)速沿曲線a上升；上升； (2) 當(dāng)速度上升使工作點(diǎn)到達(dá)當(dāng)速度上升使工作點(diǎn)到達(dá)2時(shí)，時(shí)，KM1閉合，即切除電阻閉合，即切除電阻R3 ，此時(shí)電樞回路串外加電阻此時(shí)電樞回路串外加電阻Rad2=R1+R2，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性變?yōu)榍€，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性變?yōu)榍€b。由于機(jī)械慣性的作用，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不能突變，工作點(diǎn)由。由于機(jī)械慣性的作用，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不能突變，工作點(diǎn)由2切換切換到到3，速度又沿著曲線，速度又沿著曲線b繼續(xù)上升；繼續(xù)上升； (3) 當(dāng)速度上升使工作點(diǎn)到達(dá)當(dāng)速度上升使工作點(diǎn)到達(dá)4時(shí)，時(shí)，KM1、KM2同時(shí)閉合，即同時(shí)閉合，即切除電阻切除電阻 R2、R3，

9、 此時(shí)電樞回路串外加電阻此時(shí)電樞回路串外加電阻 Rad1=R1，電動(dòng)機(jī)的機(jī)，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性變?yōu)榍€械特性變?yōu)榍€c。由于機(jī)械慣性的作用，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不能突變，。由于機(jī)械慣性的作用，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不能突變，工作點(diǎn)由工作點(diǎn)由4切換到切換到5，速度又沿著曲線，速度又沿著曲線c繼續(xù)上升；繼續(xù)上升； (4) 當(dāng)速度上升使工作點(diǎn)到達(dá)當(dāng)速度上升使工作點(diǎn)到達(dá)6時(shí)，時(shí)，KM1、KM2、KM3同時(shí)閉同時(shí)閉合，即切除電阻合，即切除電阻R1、 R2 、 R3，此時(shí)電樞回路無外加電阻，電動(dòng)機(jī)，此時(shí)電樞回路無外加電阻，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性變?yōu)楣逃刑匦郧€的機(jī)械特性變?yōu)楣逃刑匦郧€d，由于機(jī)械慣性的作用，電動(dòng)機(jī)的，由于機(jī)械慣性

10、的作用，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不能突變，工作點(diǎn)由轉(zhuǎn)速不能突變，工作點(diǎn)由6切換到切換到7，速度又沿著曲線，速度又沿著曲線d繼續(xù)上升直繼續(xù)上升直到穩(wěn)定工作點(diǎn)到穩(wěn)定工作點(diǎn)8。 c3-4.swf 由上可見，啟動(dòng)級數(shù)愈多，由上可見，啟動(dòng)級數(shù)愈多， T1、 T2愈與平均轉(zhuǎn)矩愈與平均轉(zhuǎn)矩 221avTTT 接近，啟動(dòng)過程快而平穩(wěn)，但所需的控制設(shè)備也就愈多。我國生接近，啟動(dòng)過程快而平穩(wěn)，但所需的控制設(shè)備也就愈多。我國生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)控制柜都是按快速啟動(dòng)原則設(shè)計(jì)的，一般啟動(dòng)電阻為產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)控制柜都是按快速啟動(dòng)原則設(shè)計(jì)的，一般啟動(dòng)電阻為（34）段。）段。 多級啟動(dòng)時(shí)，多級啟動(dòng)時(shí)， T1、 T2的數(shù)值需按照電動(dòng)機(jī)的具體啟動(dòng)條件決的數(shù)值需按照電動(dòng)機(jī)的具體啟動(dòng)條件決定，一般