第三章直流電動機的啟動、調(diào)速和制動課件

1、1第三章 直流電動機的啟動、調(diào)速和制動直流電動機的啟動直流電動機的調(diào)速直流電動機的制動2直流電動機的啟動直流電動機的啟動對直流電動機啟動性能的基本要求必須產(chǎn)生足夠大的啟動轉(zhuǎn)矩 （ ,電動機方能迅速啟動 )啟動電流 不能太大；啟動時間 要短（實際啟動時間只有幾秒至幾十秒）；啟動設備要簡單、可靠，便于操作。 啟動瞬間， ， ，此時流過電動機中的電流稱為啟動電流 ，對應的電磁轉(zhuǎn)矩稱為啟動轉(zhuǎn)矩 。為使電動機的啟動性能達到最佳狀態(tài)，要求：0n 0aE sIsTsTsLTTsIst3啟動方法 全壓啟動全壓啟動就是直流電動機的電樞直接加以額定電壓（ ）的啟動方式。NUU并勵電動機全壓啟動啟動時合上 ,即首先

2、接通 ，將 調(diào)至零，使 等于最大，然后再將 閉合，此時瞬間，由于機械慣性的原因，電動機轉(zhuǎn)速 , ，這時流過電樞的啟動電流 ，即為堵轉(zhuǎn)電流 。 1QSfIpfR2QS0n 0aE sIKIasKaaUEUIIRR由于電樞電阻 很小， 的數(shù)值可達(1050) 。 aRsINI4全壓啟動過大的啟動電流將造成：電網(wǎng)波動過大，影響接在同一電網(wǎng)的其他用電設備正常 工作。使電動機換向惡化，在換向器與電刷之間產(chǎn)生強烈的火花或環(huán)火，同時電流過大還造成電樞繞組易燒毀。啟動轉(zhuǎn)矩 （ ）過大，使生產(chǎn)機械和傳動機構(gòu)受到強烈的沖擊而損壞。sTsTsTCI結(jié)論：除了極小容量的直流電機（如家用電器，采用某些直流電機）外，不允

3、許全壓啟動。一般規(guī)定啟動電流 不得超過額定電流 的1.52.5倍。 sINI5降壓啟動啟動瞬時，將加在電動機電樞兩端的電壓降低，以限制啟動電流 ,從而獲得足夠大的啟動轉(zhuǎn)矩（ ）。原理：隨著 的升高，電動勢 逐漸增大， 下降， 下降，為保證 足夠大，啟動過程中，電壓必須隨 的上升而逐漸增大，直到 ，電動機進入穩(wěn)定運行狀態(tài)，啟動結(jié)束。 目前多采用晶閘管整流裝置自動實現(xiàn)電壓的控制。如何控制電壓 ？1.5 2.5sNIIa(U R )sLTTnaEsIsTsTnNUUU6電樞回路串電阻啟動原理：當勵磁電流 常數(shù)時，外加電壓 （恒定），在電樞回路中串入一適當電阻 以限制啟動電流，使得ff NIINUUs

4、R1.5 2.5sNII啟動過程中，由 產(chǎn)生 ， ，從而 ，電機加速作用逐漸減慢，延長了啟動時間。為了使啟動時保持恒加速，這就要求在啟動過程中，啟動電流 和啟動轉(zhuǎn)矩 保持不變，為此，隨著 ，啟動電阻 應均勻減少。但在實際中，難以實現(xiàn)啟動電阻 均勻減少，常將啟動電阻 分成24段逐漸切除。sIsTsLTTnaEsIsTsIsTnsRsRsR啟動機械特性7電樞回路串電阻啟動aAcegbdfhOLT1sT2sTTn0n分級啟動機械特性轉(zhuǎn)速 從a b c d e f g h，既保證了電機有較大的啟動轉(zhuǎn)矩，又限制了啟動電流，從而保證了良好的啟動性能。n8直流電動機的調(diào)速直流電動機的調(diào)速機械特性方程機械特性

5、方程2eeTURnTCC C 電動機調(diào)速，是指在負載轉(zhuǎn)矩 不變的情況下，根據(jù)機械特性方程，人為地改變 ， 中任意一參數(shù)值，從而改變電動機的轉(zhuǎn)速。RU調(diào)速指標調(diào)速指標調(diào)速范圍D：當 時， 。若要增大調(diào)速范圍，只有設法提高 或減小 。調(diào)速的相對穩(wěn)定性（靜差率 ）：指電動機在某一機械特性上運行時，從理想空載 增至額定負載 所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速降 與理想空載轉(zhuǎn)速 之比，即：LNTTmaxminDnnmaxnminn%0LT LNTTn0n000%100%100%Nnnnnn平滑系數(shù) ： 。在調(diào)速范圍內(nèi)，調(diào)速的級越多級差就越小， 就越接近1，平滑性就越好，就是無極調(diào)速1iin n調(diào)速的經(jīng)濟性：是指經(jīng)濟效果的綜合

6、評價。9dc并（他）勵直流電動機電樞串電阻調(diào)速并（他）勵直流電動機電樞串電阻調(diào)速電樞串電阻調(diào)速接線圖nT0nOaR1atRR2atRR電樞回路串電阻調(diào)速電樞回路串電阻調(diào)速機械特性LT1123abbT結(jié)論：負載（ ）不變時，調(diào)速前后（穩(wěn)定時）電動機的電磁轉(zhuǎn)矩不變，電樞電流也保持不變。電樞串電阻調(diào)速，轉(zhuǎn)速只能從額定轉(zhuǎn)速往下調(diào)，所以 其調(diào)速范圍 ，一般 。LTmaxNnnminNDnn2D 10 設備簡單，操作方便； 串入電阻值越大，機械特性越軟，穩(wěn)定性越差； 空載或輕載時幾乎沒有什么調(diào)速作用； 低速時串入電阻 值越大，損耗越大，不經(jīng)濟； 串入電阻 中流過的電流 大，只能分段有級變化，調(diào)速平滑性差。

7、tRtRaI電樞回路串電阻調(diào)速的特點：nT0nOaR1atRR2atRR電樞回路串電阻調(diào)速電樞回路串電阻調(diào)速機械特性LT1123acdbbT11c（2）當電源電壓從 突然降至 ，特性曲線平行下移，因機械原因 瞬時保持不變， 不變，工作點從a過渡到b，此時（1）調(diào)速前 ， ， 。電動機工作于固有機械特性曲線1的a點， ，轉(zhuǎn)速 ，電機穩(wěn)定運行。他勵直流電動機降壓調(diào)速機械特性nT02nO01n03nNU2U3U23NUUULT123ab降低電源電壓調(diào)速降低電源電壓調(diào)速NaRRNUULTTannNU2UnaEaabLaUEITTTR 電動機轉(zhuǎn)速n aanEITcLTTT（3）隨著 ，直至 ，電動機以較

8、低轉(zhuǎn)速 穩(wěn)定運行于人為特性曲線2的c點。cnn說明：受到電動機絕緣限制，調(diào)壓只能從額定轉(zhuǎn)速向下調(diào)速，即12 平滑性好，可實現(xiàn)無極調(diào)速； 轉(zhuǎn)速降 不變， 變小，特性硬度大，穩(wěn)定性好； 改變電壓電壓調(diào)速屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速； 損耗小，經(jīng)濟性好； 需專用的可變電源，價格較貴，目前多采用輸出電壓連續(xù)可調(diào)的晶閘管整流電路。降壓調(diào)速的特點：c他勵直流電動機降壓調(diào)速機械特性nT02nO01n03nNU2U3U23NUUULT123abnn0n13改變磁通調(diào)速改變磁通調(diào)速并勵電動機不同磁通的人為機械特性nTO02n0nN1112abc 調(diào)速平滑，可實現(xiàn)無極調(diào)速； 弱磁調(diào)速是在勵磁回路中調(diào)節(jié)，功率損耗小，控制方便；

9、一般從額定轉(zhuǎn)速往上調(diào)速 ，而上限又受機械強度限制，因而調(diào)速范圍不大，一般 ；弱磁調(diào)速的特點：minNnn12D LT14直流并（他）勵電動機的制動直流并（他）勵電動機的制動電動狀態(tài)制動狀態(tài)能量轉(zhuǎn)換電能轉(zhuǎn)換成機械能動能轉(zhuǎn)換成電能電磁轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)速方向同與轉(zhuǎn)速反向相反T的作用拖動作用制動作用機械特性所在象限一、三象限二、四象限制動與電動的區(qū)別 在許多生產(chǎn)機械中，為提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，保證設備和人身安全，常需要電動機迅速準確地停轉(zhuǎn)或迅速反轉(zhuǎn)，或從高速降為低速。若斷開電源，電動機就會慢下來，最后停車，但停車時間較長。如電車的迅速剎車，起重機吊起重物的平穩(wěn)下放等，都需要電機能進入制動狀態(tài)才能完成。1

10、5O0nLT能耗制動能耗制動nTabc123能耗制動機械特性制動時，將拖動系統(tǒng)中貯存的動能轉(zhuǎn)換成電能，消耗在電樞回路的電阻上，直到電動機停轉(zhuǎn)為止，故稱做能耗制動。機械特性方程為：220azazeNeTNeTNRRRRnTTCC CC C 若拖動的是位能性負載，在O點雖T為零，但在負載轉(zhuǎn)矩 的作用下，電動機開始反轉(zhuǎn)并沿機械Oc加速至c點而進入穩(wěn)定能耗制動。16反接制動反接制動電源反接制動O0nLTnTab12電源反接制動機械特性e0n 保持 大小、方向不變，將電源電壓 反極性接到電樞兩端，同時電樞應串接于一制動電阻 上。當制動結(jié)束時，應立即切斷電源，否則電動機將反向啟動。NUzR17O0nLTnTa13倒拉反接制動機械特性edf倒拉反接制動 電動機拖動的必須是位能性負載，其接線與電動狀態(tài)相同，只是電樞回路串入一足夠大的電阻 。倒拉反接制動，電動機一方面從電網(wǎng)吸收電功率,另一方面它又同時吸收拖動系統(tǒng)的位能轉(zhuǎn)換成電能,全部消耗在電樞回路電阻 和 上,所以這種方法最不經(jīng)濟.zRzRa