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第四章直流电机的电力拖动
电机与拖动
第四章直流电机的电力拖动
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第四章直流电机的电力拖动
内容提要
他励直流电动机的起动、调速、制动及其机械过渡过程。
重点:
他励直流电动机起动、调速、制动的实现方法及其特性
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第四章直流电机的电力拖动
目录
他励直流电动机的起动
他励直流电动机的调速
他励直流电动机的四象限运行
电力拖动系统的过渡过程
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第四章直流电机的电力拖动
他励直流电动机的起动
他励直流电动机的起动方法
他励直流电动机起动电阻的计算
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第四章直流电机的电力拖动

电动机的起动是指电动机接通电源,从静止状态加速到
某一稳定转速的过程。
根据系统运动方程式可知,要使电动机起动,必须使起
动转矩 Tst>TL ,dn/dt>0
起动时,应先通励磁电流,而后加电枢电压,并且一般
不能加额定电压直接起动。
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第四章直流电机的电力拖动
如果起动时直接将额定电压加至电枢两端,称为直接起动,起动
初始时,n=0,Ea=0,起动电流
− EU aN U N
I st = =
Ra Ra
一般电动机电枢绕组电阻Ra很小,Tst可能达到额定电流的十多
倍,换向严重恶化,冲击转矩也易损坏传动机构。为此,起动时应设
~2倍。方法有两种:一是降压
起动,二是电枢回路中串电阻起动。
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1. 降压起动
降压起动时,降低电压,使
U
I st == )2~( I N
Ra
且Tst=CTΦNIst=(~2)TN>TL。
− EU a
随着n↑,= ea Φ↑,nCE I st = ↓,此
Ra
时升高U,直至U=UN,电动机稳定运行
图4-1 降压起动的机械特性
于A点。
注:(1)起动全过程,U与E差值使Ia不超过允许值。
(2)适用于直流电源可调的电动机,能量损耗小。
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2. 电枢回路串电阻起动
串电阻起动是在起动时电枢回路串入电阻以限制起动电流,起
动过程中将起动电阻逐步切除,下图为他励直流电动机串电阻三级
起动的电路图和机械特性。
图4-2 他励直流电动机串电阻三级起动的电路图和机械特性
图中,T1(I1)为起动过程中的最大转矩,T2(I2)是切换转
矩,TL是负载转矩,
R3=Ra+RΩ1+RΩ2+RΩ3, R2=Ra+RΩ1+RΩ2, R1=Ra+RΩ1。
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起动时,先加励磁电流使If=IfN,然后接入全部起动电阻,即KM1,
KM2, KM3全部断开,电枢回路总电阻为R3,并施加额定电压UN,起动电
流为
− EU aN U N
I st = =
Ra Ra
由图4-2可看出,由电流I1产生的转矩T1>TL,电动机沿R3对应的特
性曲线abn0加速起动。
随着I下降,T下降,加速度变小,为缩短起动时间,到b点KM3闭
合,切除RΩ3,电枢回路总电阻为R2,切除瞬间,n不能突变,工作点
由b过渡到c点,电动机又获得较大加速度,沿特性曲线cdn0继续加
速。
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同理,到d点,切除电阻RΩ2;到f点切除电阻RΩ1,电动机沿
固有特性ghn0升至h点而稳定运行,起动过程就此结束。
起动过程中,使每一级的T1(I1)与T2(I2)取得大小一
致,可使电机有较均匀加速度。
这种起动方法电流可以不超过限值,起动过程中起动转矩
大小、起动速度、起动平稳性决定于所选择的起动级数,级数
多,平稳性好,但设备复杂,初投资高。一般空载起动取m=
1~2,重载取m=3~4。
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