直流他勵電動機的啟動特性

1、33 直流他勵電動機的啟動特性直流他勵電動機的啟動特性 一、啟動特性一、啟動特性 電動機的啟動就是施電于電動機，使電動機轉子轉動起來，達電動機的啟動就是施電于電動機，使電動機轉子轉動起來，達到要求轉速的這一過程。到要求轉速的這一過程。 對直流電動機而言，在未啟動之前對直流電動機而言，在未啟動之前n=0 , E=0, 而而Ra一般很小。一般很小。當將電動機直接接入電網并施加額定電壓時，啟動電流為：當將電動機直接接入電網并施加額定電壓時，啟動電流為：aNst/ RUI 這個電流很大，一般情況下能達到其額定電流的（這個電流很大，一般情況下能達到其額定電流的（1020）倍。）倍。過大的啟動電流危害很大

2、：過大的啟動電流危害很大： （1） 對電動機本身的影響：對電動機本身的影響： 使電動機在換向過程中產生危險的火花，燒壞整流子；使電動機在換向過程中產生危險的火花，燒壞整流子； 過大的電樞電流產生過大的電動應力，可能引起繞組的損壞；過大的電樞電流產生過大的電動應力，可能引起繞組的損壞； （2） 對機械系統(tǒng)的影響：對機械系統(tǒng)的影響： 與啟動電流成正比例的啟動轉矩使運動系統(tǒng)的動態(tài)轉矩很大，與啟動電流成正比例的啟動轉矩使運動系統(tǒng)的動態(tài)轉矩很大，過大的動態(tài)轉矩會在機械系統(tǒng)和傳動機構中產生過大的動態(tài)轉矩沖過大的動態(tài)轉矩會在機械系統(tǒng)和傳動機構中產生過大的動態(tài)轉矩沖擊，使機械傳動部件損壞；擊，使機械傳動部件損

3、壞； （3）對供電電網的影響：）對供電電網的影響： 過大的啟動電流將使保護裝置動作，切斷電源造成事故，或者過大的啟動電流將使保護裝置動作，切斷電源造成事故，或者引起電網電壓的下降，影響其他負載的正常運行。引起電網電壓的下降，影響其他負載的正常運行。 因此，直流電動機是不允許直接啟動的，即在啟動時必須設法因此，直流電動機是不允許直接啟動的，即在啟動時必須設法限制電樞電流，例如普通的限制電樞電流，例如普通的Z2型直流電動機，規(guī)定電樞的瞬時電流型直流電動機，規(guī)定電樞的瞬時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、啟動方法二、啟動方法 限制直流電動機的啟動電流，一般有降壓啟動和電樞回

4、路串電限制直流電動機的啟動電流，一般有降壓啟動和電樞回路串電阻啟動兩種方式。阻啟動兩種方式。 1. 降壓啟動：降壓啟動： 所謂降壓啟動即在啟動瞬間，降低供電電源電壓，隨著轉速的所謂降壓啟動即在啟動瞬間，降低供電電源電壓，隨著轉速的升高，反電勢增大，再逐步提高供電電壓，最后達到額定電壓時，升高，反電勢增大，再逐步提高供電電壓，最后達到額定電壓時，電動機達到所要求的轉速。電動機達到所要求的轉速。 2. 電樞回路串電阻啟動電樞回路串電阻啟動 啟動時，電樞回路串接啟動電阻啟動時，電樞回路串接啟動電阻Rst,此時啟動電流此時啟動電流Ist=UN/(Ra+Rst)將受外加啟動電阻的限制。隨著轉速的升高，反

5、電勢增大，再逐步將受外加啟動電阻的限制。隨著轉速的升高，反電勢增大，再逐步切除外加電阻直到全部切除，電動機達到所要求的轉速。切除外加電阻直到全部切除，電動機達到所要求的轉速。 電樞回路串電阻啟動時電動機電樞電路和啟動特性如圖所示：電樞回路串電阻啟動時電動機電樞電路和啟動特性如圖所示： 直線直線1為電動機電樞回路串接啟動電阻時的機械特性，直線為電動機電樞回路串接啟動電阻時的機械特性，直線2為電動機的固有機械特性。啟動電阻的大小就是保證啟動電流為為電動機的固有機械特性。啟動電阻的大小就是保證啟動電流為額定值的兩倍。額定值的兩倍。 電樞回路接入電網時，電樞回路接入電網時，KM斷開，電動機工作在特性斷

6、開，電動機工作在特性1上，在動上，在動態(tài)轉矩的作用下，電動機速度上升。當速度上升到態(tài)轉矩的作用下，電動機速度上升。當速度上升到a點時，點時，KM閉合，閉合，電動機的機械特性變?yōu)殡妱訖C的機械特性變?yōu)?。由于在切換電阻的瞬間，機械慣性的作。由于在切換電阻的瞬間，機械慣性的作用使電動機的轉速不能突變，在此瞬間速度維持不變，即電動機的用使電動機的轉速不能突變，在此瞬間速度維持不變，即電動機的工作點從工作點從a點切換到點切換到b點，在動態(tài)轉矩的作用下，電動機的速度繼續(xù)點，在動態(tài)轉矩的作用下，電動機的速度繼續(xù)上升直到穩(wěn)定點上升直到穩(wěn)定點c。 c3-3.swf 從圖中不難看出：當電動機的工作點從從圖中不難看

7、出：當電動機的工作點從a點切換到點切換到b點時，沖擊點時，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電阻切除啟動電阻的方的方法來實現(xiàn)。圖所示為具有三段啟動電阻的原理電路和啟動特性。法來實現(xiàn)。圖所示為具有三段啟動電阻的原理電路和啟動特性。 圖中：圖中： 1T尖峰（最大）轉矩；尖峰（最大）轉矩； 2T換接（最?。┺D矩換接（最小）轉矩 (1) 電樞接入電網時，電樞接入電網時，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，電動機工作在特性曲線，此時，電動機工作在特性曲線a，在，在轉

8、矩轉矩 T1的作用下，轉速沿曲線的作用下，轉速沿曲線a上升；上升； (2) 當速度上升使工作點到達當速度上升使工作點到達2時，時，KM1閉合，即切除電阻閉合，即切除電阻R3 ，此時電樞回路串外加電阻此時電樞回路串外加電阻Rad2=R1+R2，電動機的機械特性變?yōu)榍€，電動機的機械特性變?yōu)榍€b。由于機械慣性的作用，電動機的轉速不能突變，工作點由。由于機械慣性的作用，電動機的轉速不能突變，工作點由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) 當速度上升使工作點到達當速度上升使工作點到達4時，時，KM1、KM2同時閉合，即同時閉合，即切除電阻切除電阻 R2、R3，

9、 此時電樞回路串外加電阻此時電樞回路串外加電阻 Rad1=R1，電動機的機，電動機的機械特性變?yōu)榍€械特性變?yōu)榍€c。由于機械慣性的作用，電動機的轉速不能突變，。由于機械慣性的作用，電動機的轉速不能突變，工作點由工作點由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) 當速度上升使工作點到達當速度上升使工作點到達6時，時，KM1、KM2、KM3同時閉同時閉合，即切除電阻合，即切除電阻R1、 R2 、 R3，此時電樞回路無外加電阻，電動機，此時電樞回路無外加電阻，電動機的機械特性變?yōu)楣逃刑匦郧€的機械特性變?yōu)楣逃刑匦郧€d，由于機械慣性的作用，電動機的，由于機械慣性

10、的作用，電動機的轉速不能突變，工作點由轉速不能突變，工作點由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)定工作點到穩(wěn)定工作點8。 c3-4.swf 由上可見，啟動級數(shù)愈多，由上可見，啟動級數(shù)愈多， T1、 T2愈與平均轉矩愈與平均轉矩 221avTTT 接近，啟動過程快而平穩(wěn)，但所需的控制設備也就愈多。我國生接近，啟動過程快而平穩(wěn)，但所需的控制設備也就愈多。我國生產的標準控制柜都是按快速啟動原則設計的，一般啟動電阻為產的標準控制柜都是按快速啟動原則設計的，一般啟動電阻為（34）段。）段。 多級啟動時，多級啟動時， T1、 T2的數(shù)值需按照電動機的具體啟動條件決的數(shù)值需按照電動機的具體啟動條件決定，一般