電機(jī)原理及拖動(dòng)（第4版）課件：他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)及反轉(zhuǎn)

《電機(jī)原理及拖動(dòng)》

第4版2024/12/272

他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)及反轉(zhuǎn)

電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)是指電動(dòng)機(jī)接通電源后，由靜止?fàn)顟B(tài)加速到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的過(guò)程。他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的基本要求（1）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要大：保證起動(dòng)快速、可靠（2）起動(dòng)電流要?。悍乐箤?duì)電網(wǎng)的沖擊、保護(hù)電機(jī)本身（3）起動(dòng)設(shè)備要簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、可靠。方便操作2024/12/273直接起動(dòng)：將電樞繞組接到額定電源上，在起動(dòng)瞬間，電樞電勢(shì)為零，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和起動(dòng)電流分別為nT小容量微型直流電動(dòng)機(jī)由于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、轉(zhuǎn)速上升快、電樞電阻相對(duì)較大，因此允許直接起動(dòng)。一、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)2024/12/274優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，無(wú)需另加設(shè)備。缺點(diǎn)：一般直流電機(jī)起動(dòng)電流可達(dá)到額定電流值的10-20倍，直接起動(dòng)的巨大電流會(huì)使換向器產(chǎn)生強(qiáng)烈火花，以致燒毀。同時(shí)巨大轉(zhuǎn)矩達(dá)到?jīng)_擊也會(huì)造成拖動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的損壞。他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)2024/12/275

起動(dòng)時(shí)由于轉(zhuǎn)速，電樞電動(dòng)勢(shì)，而且電樞電阻很小，過(guò)大的起動(dòng)電流將引起電網(wǎng)電壓下降、影響電網(wǎng)上其它用戶的正常用電、使電動(dòng)機(jī)的換向惡化；同時(shí)過(guò)大的沖擊轉(zhuǎn)矩會(huì)損壞電樞繞組和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。一般直流電動(dòng)機(jī)不允許直接起動(dòng)。

為了限制起動(dòng)電流，他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)通常采用降低電樞電壓起動(dòng)或電樞回路串電阻。一般他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)2024/12/276（一）降低電源電壓起動(dòng)起動(dòng)開(kāi)始時(shí)降低端電壓使Ist＝(1.5～2.0)IN,Tst=(1.5～2.0）TN。

當(dāng)直流電源電壓可調(diào)時(shí)，可采用降壓方法起動(dòng)。起動(dòng)時(shí)以較低的電源電壓起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，起動(dòng)電流隨電源電壓的降低而正比減小。隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的上升，反電動(dòng)勢(shì)逐漸增大，再逐漸提高電源電壓，使起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩保持在一定的數(shù)值上，保證按需要的加速度升速。2024/12/277降低電源電壓起動(dòng)調(diào)壓電源電壓不宜升的過(guò)快2024/12/278優(yōu)點(diǎn)：起動(dòng)電流小，起動(dòng)過(guò)程平滑、能量損耗少。缺點(diǎn)：降壓起動(dòng)需需要一套專用的直流發(fā)電機(jī)或整流電源，設(shè)備投資較大。降低電源電壓起動(dòng)2024/12/279abcdefgw（二）電樞回路串電阻起動(dòng)2024/12/2710（三）、分組起動(dòng)電阻的計(jì)算

各級(jí)起動(dòng)電阻的計(jì)算，以起動(dòng)過(guò)程中最大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩T1和切換轉(zhuǎn)矩T2不變?yōu)樵瓌t：

在切換起動(dòng)電阻的瞬間，電機(jī)轉(zhuǎn)速不變！即切換瞬間的電樞電勢(shì)不變，切換兩點(diǎn)的電壓降相等。有：2024/12/2711

稱為起動(dòng)電流（轉(zhuǎn)矩）比起動(dòng)電阻的計(jì)算b點(diǎn)：c點(diǎn)：令：

同理：d點(diǎn)和e點(diǎn)、f點(diǎn)和g點(diǎn)的電壓降相同有：2024/12/2712推廣到m級(jí)，則：起動(dòng)電流比：起動(dòng)級(jí)數(shù)：2024/12/2713各級(jí)起動(dòng)電阻

在已知起動(dòng)電流比和電樞電阻Ra前提下，經(jīng)推導(dǎo)可得各級(jí)串聯(lián)電阻為:2024/12/2714（2）根據(jù)過(guò)載倍數(shù)選取最大轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的最大電流；（1）估算或查出電樞電阻；（4）估算起動(dòng)電流比；（I2=1.1-1.2IN）計(jì)算各級(jí)起動(dòng)電阻的步驟：如果起動(dòng)級(jí)數(shù)m未確定：（3）確定最小起動(dòng)電阻；2024/12/2715（8）計(jì)算各級(jí)起動(dòng)電阻：（5）選取起動(dòng)級(jí)數(shù)；（6）m取整數(shù)重新計(jì)算電流比計(jì)算各級(jí)起動(dòng)電阻的步驟：（7）驗(yàn)證：（如果級(jí)數(shù)m已知，可省略4.5步驟）2024/12/2716由電磁轉(zhuǎn)矩公式可知：可以通過(guò)改變磁場(chǎng)或電流方向改變電機(jī)轉(zhuǎn)向。磁場(chǎng)反向：由于勵(lì)磁繞組電感較大，建立反向磁場(chǎng)過(guò)程緩慢，所以不適合用于頻繁正、反轉(zhuǎn)的場(chǎng)合。電樞反向：（如