直流他勵電動機(jī)的啟動特性

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,*,,3,．,3,直流他勵電動機(jī)的啟動特性,,一、啟動特性,電動機(jī)的啟動就是施電于電動機(jī)，使電動機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動起來，達(dá)到要求轉(zhuǎn)速的這一過程。,,對直流電動機(jī)而言，在未啟動之前,n,=0 ,,E,=0,,而,R,a,一般很小。當(dāng)將電動機(jī)直接接入電網(wǎng)并施加額定電壓時，啟動電流為：,這個電流很大，一般情況下能達(dá)到其額定電流的（,10,～,20,）倍。過大的啟動電流危害很大：,,（,1,） 對電動機(jī)本身的影響：,,,?,使電動機(jī)在換向過程中產(chǎn)生危險的火花，燒壞整流子；,,?,過大的電樞電流產(chǎn)生過大的電動應(yīng)力，

2、可能引起繞組的損壞；,,（,2,） 對機(jī)械系統(tǒng)的影響：,與啟動電流成正比例的啟動轉(zhuǎn)矩使運(yùn)動系統(tǒng)的動態(tài)轉(zhuǎn)矩很大，過大的動態(tài)轉(zhuǎn)矩會在機(jī)械系統(tǒng)和傳動機(jī)構(gòu)中產(chǎn)生過大的動態(tài)轉(zhuǎn)矩沖擊，使機(jī)械傳動部件損壞；,（,3,）對供電電網(wǎng)的影響：,,過大的啟動電流將使保護(hù)裝置動作，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。,因此，直流電動機(jī)是不允許直接啟動的，即在啟動時必須設(shè)法限制電樞電流，例如普通的,Z2,型直流電動機(jī)，規(guī)定電樞的瞬時電流不得大于額定電流的,1.5,～,2,倍。,,二、啟動方法,,限制直流電動機(jī)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。,,1.,降壓啟動：,所謂

3、降壓啟動即在啟動瞬間，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，電動機(jī)達(dá)到所要求的轉(zhuǎn)速。,,2.,電樞回路串電阻啟動,啟動時，電樞回路串接啟動電阻,R,st,,,此時啟動電流,I,st,=,U,N,/(,R,a,+,R,st,),將受外加啟動電阻的限制。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，電動機(jī)達(dá)到所要求的轉(zhuǎn)速。,,電樞回路串電阻啟動時電動機(jī)電樞電路和啟動特性如圖所示：,直線,1,為電動機(jī)電樞回路串接啟動電阻時的機(jī)械特性，直線,2,為電動機(jī)的固有機(jī)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。,,電樞回路接入電網(wǎng)時，,

4、KM,斷開，電動機(jī)工作在特性,1,上，在動態(tài)轉(zhuǎn)矩的作用下，電動機(jī)速度上升。當(dāng)速度上升到,a,點(diǎn)時，,KM,閉合，電動機(jī)的機(jī)械特性變?yōu)?2,。由于在切換電阻的瞬間，機(jī)械慣性的作用使電動機(jī)的轉(zhuǎn)速不能突變，在此瞬間速度維持不變，即電動機(jī)的工作點(diǎn)從,a,點(diǎn)切換到,b,點(diǎn)，在動態(tài)轉(zhuǎn)矩的作用下，電動機(jī)的速度繼續(xù)上升直到穩(wěn)定點(diǎn),c,。,c3-3.swf,,,從圖中不難看出：當(dāng)電動機(jī)的工作點(diǎn)從,a,點(diǎn)切換到,b,點(diǎn)時，沖擊電流仍很大，為了解決這種現(xiàn)象，通常采用逐級,切除啟動電阻,的方法來實(shí)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：,－尖峰（最大）轉(zhuǎn)矩；,－換接（最小）轉(zhuǎn)矩,,,(1),電樞接入

5、電網(wǎng)時，,KM1,、,KM2,和,KM3,均斷開，電樞回路串接外加電阻,R,ad3,=,R,1,+,R,2,+,R,3,，,此時，電動機(jī)工作在特性曲線,a,，,在轉(zhuǎn)矩,T,1,的作用下，轉(zhuǎn)速沿曲線,a,上升；,,,,(2),當(dāng)速度上升使工作點(diǎn)到達(dá),2,時，,KM1,閉合，即切除電阻,R,3,,，,此時電樞回路串外加電阻,R,ad2,=,R,1,+,R,2,，,電動機(jī)的機(jī)械特性變?yōu)榍€,b,。,由于機(jī)械慣性的作用，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速不能突變，工作點(diǎn)由,2,切換到,3,，速度又沿著曲線,b,繼續(xù)上升；,,,(3),當(dāng)速度上升使工作點(diǎn)到達(dá),4,時，,KM1,、,KM2,同時閉合，即切除電阻,R,2,、,R

6、,3,，,此時電樞回路串外加電阻,R,ad1,=,R,1,，,電動機(jī)的機(jī)械特性變?yōu)榍€,c,。,由于機(jī)械慣性的作用，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速不能突變，工作點(diǎn)由,4,切換到,5,，速度又沿著曲線,c,繼續(xù)上升；,,,,(4),當(dāng)速度上升使工作點(diǎn)到達(dá),6,時，,KM1,、,KM2,、,KM3,同時閉合，即切除電阻,R,1,、,,R,2,、,,R,3,，,此時電樞回路無外加電阻，電動機(jī)的機(jī)械特性變?yōu)楣逃刑匦郧€,d,，,由于機(jī)械慣性的作用，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速不能突變，工作點(diǎn)由,6,切換到,7,，速度又沿著曲線,d,繼續(xù)上升直到穩(wěn)定工作點(diǎn),8,。,c3-4.swf,,由上可見，啟動級數(shù)愈多，,T,1,、,T,2,愈與平均轉(zhuǎn)矩,接近，啟動過程快而平穩(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原則設(shè)計的，一般啟動電阻為（,3,～,4,）段。,,多級啟動時，,T,1,、,T,2,的數(shù)值需按照電動機(jī)的具體啟動條件決定，一般原則是保持每一級的最大轉(zhuǎn)矩,T,1,（,或最大電流,I,1,,）,不超過電動機(jī)的允許值，而每次切換電阻時的,T,2,（,或最小電流,I,2,,）,也基本相同，一般選擇：,,