電機(jī)及電力拖動（第5版）課件：他勵直流電動機(jī)的啟動

1

直流電動機(jī)的電力拖動

他勵直流電動機(jī)的啟動與反轉(zhuǎn)

他勵直流電動機(jī)的啟動和反轉(zhuǎn)

啟動的定義

電動機(jī)從接入電網(wǎng)開始轉(zhuǎn)動，到達(dá)穩(wěn)定運(yùn)行的全部過程稱為啟動過程或

啟動。

直流電動機(jī)的啟動性能指標(biāo)：1.啟動轉(zhuǎn)矩Tst足夠大（

）；2.啟動電流Ist不可太大，一般限制在一定的允許范圍之內(nèi)，一般為

（1.5—2）IN；3.啟動時(shí)間短，符合生產(chǎn)機(jī)械的要求；4.啟動設(shè)備簡單、經(jīng)濟(jì)、可靠、操作簡便。一、他勵直流電動機(jī)的啟動

直流電動機(jī)常用的啟動方法有三種。1.直接啟動定義：直接啟動就是將電動機(jī)直接投入到額定電壓的電網(wǎng)上啟動。接線圖：

啟動時(shí)，閉合Q1

、

Q2

的順序，為什么？

停機(jī)時(shí)，斷開Q1

、

Q2

的順序，為什么？一、他勵直流電動機(jī)的啟動啟動過程分析：啟動瞬間，電機(jī)因機(jī)械慣性，轉(zhuǎn)子保持靜止

電樞電勢

，

由電樞電勢方程式

可知，啟動電流

啟動轉(zhuǎn)矩

當(dāng)Tst大于拖動系統(tǒng)的總阻力轉(zhuǎn)矩時(shí)，電動機(jī)開始轉(zhuǎn)動并加速。隨著轉(zhuǎn)速升高，電樞電勢增大，使電樞電流下降，相應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩也減小，但只要電磁轉(zhuǎn)矩大于總阻力轉(zhuǎn)矩，n仍舊增加，直到電磁轉(zhuǎn)矩降到與總阻力轉(zhuǎn)矩相等時(shí)，轉(zhuǎn)速不變，電機(jī)達(dá)到穩(wěn)定恒速運(yùn)行，啟動過程結(jié)束。直接啟動的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：啟動轉(zhuǎn)矩大，啟動過程短，不需要啟動設(shè)備，操作簡單。

缺點(diǎn)：啟動電流大。所以一般不允許采用問題：一般直流電動機(jī)不允許采用直接啟動，為什么？一、他勵直流電動機(jī)的啟動例2-2一臺他勵直流電動機(jī)，PN=40kW，UN=220V，nN=1500r/min，IN=207.5A，Ra=O.O67Ω。計(jì)算：（1）直接啟動時(shí)的啟動電流為額定電流的幾倍？（2）在額定磁通下啟動的啟動轉(zhuǎn)矩？解：（1）求啟動電流倍數(shù)

（2）求啟動轉(zhuǎn)矩

一、他勵直流電動機(jī)的啟動為了限制啟動電流，可采用降低電源電壓和電樞回路串聯(lián)電阻的啟動方法。2.電樞回路串電阻啟動定義：電源電壓為額定值且恒定不變，在電樞回路中串一啟動電阻Rst，

達(dá)到限制啟動電流的目的。接線圖、機(jī)械特性：

啟動時(shí)采用電樞串電阻分級啟動的方式啟動過程分析：一、他勵直流電動機(jī)的啟動電樞回路串電阻啟動的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：有效的限制了啟動電流，啟動設(shè)備及操作簡便，廣泛應(yīng)用于各種中小型直流電動機(jī)。

缺點(diǎn)：但在啟動過程中能量消耗大，不適用于經(jīng)常啟動的大中型直流電動機(jī)。啟動過程的平穩(wěn)性差

例2-3接上例題。如果采用電樞回路串電阻啟動使起動電流為1.5IN時(shí)，則啟

動開始時(shí)應(yīng)串入多大電阻？

解：一、他勵直流電動機(jī)的啟動3.降壓啟動定義：啟動前將施加在電動機(jī)電樞兩端的電源電壓降低，以限制啟動電流Ist啟動電壓應(yīng)為：例2-4接上例題。如果采用降壓啟動使啟動電流為1.5IN時(shí)，電源電壓應(yīng)為多少？解：求電源電壓為：啟動過程分析：

在降壓啟動的瞬間，由于電源電壓較低，啟動電流Ist不大，且隨著轉(zhuǎn)速n的上升，電勢增大，使啟動電流下降，相應(yīng)的啟動轉(zhuǎn)矩也減小。因此在啟動過程中，為保證有足夠大的啟動轉(zhuǎn)矩，需使Ist保持在（1.5~2）IN范圍內(nèi)，電源電壓U必須不斷升高，直到電壓升至額定電壓，電動機(jī)進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，啟動過程結(jié)束。降壓啟動的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：有效的限制了啟動電流，能量損耗小，啟動平穩(wěn)。缺點(diǎn)：需要專用電源，增加了初投資。

二、他勵直流電動機(jī)的反轉(zhuǎn)直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)向決定于電磁轉(zhuǎn)矩的方向，要使他勵直流電動機(jī)反轉(zhuǎn)，必須改變電磁轉(zhuǎn)矩的方向。

通常采用的方法有兩種：1．改變主磁通Φ的方向

保持電樞兩端電壓極性不變，將勵磁繞組反接，使勵磁電流反向，主磁通Φ即改變方向。2.改變電樞電流I