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东北农业大学 Company name 直流电动机的起动 目录 直流电机启动原理 1 直流电机启动的要求 2 直流电机启动仿真 3 直流电机仿真结果 4 5 1.直流电机启动的要求 起动过程 直流电动机接上电源以后，转速从零达到稳态转速的过程称为起动过程。 起动基本要求 起动转矩要大 起动电流要小 起动设备要简单、经济、可靠 直流电动机是人类最早发明和应用的一种电机。直流电机可作为电动机用，也可作为发电机用。直流电动机是将直流电转换成机械能的而带动生产机械运转的电器设备。与交流电动机相比，直流机因结构复杂、维护困难、价格较贵等缺点制约了它的发展，但是它具有良好的起动、调速和制动性能，因此在速度调节要求较要、正反转和起动频繁或多个单元同步协调运转的生产机械上，仍广泛采用直流电动机拖动。在工业领域直流电动机仍占有一席之地。因此有必要了解直流电动的运行特性。在四种直流电动机中，他励电动机应用最为广泛。 2.直流电机启动原理 注意：换向片和电源固定联接，线圈无论怎样转动总是上半边的电流向里，下半边的电流向外。电刷压在换向片上 由左手定则，通电线圈在磁场的作用下，使线圈逆时针旋转。 F F U + – N S 电刷 换向片 I I 由右手定则，线圈在磁场中旋转，将在线圈中产生感应 电动势，感应电动势的方向与电流的方向相反。 用右手定则判 感应电动势Ea的方向 U + – N S E E Ia 电枢绕组 电阻Ra 感应电动势 输出电压 3.电机拖动系统仿真 以直流电动机为动力的电力拖动系统称为直流电力拖动系统。生产机械运行时，对拖动电动机的启动、制动和调速有着不同的规律和要求。通过应用计算机拖动系统教学的仿真技术构造直流拖动仿真系统，模拟拖动系统的工作过程，展现拖动系统的基本运动规律，是研究的重要手段，也是电力电子与电机系统分析和控制设计的重要基础。 目的 3.1电机拖动系统仿真的主要内容 直接启动是将额定电压直接加载到电机电枢两端的电动机启动方式，具有启动设备简单，启动转矩大、速度快，启动电流大的的动态过程，通过可视化的仿真，掌握启动过程的变化规律。 由于直接启动电流过大，为了限制启动电流，串电阻分级启动是常用方法之一。在电源和电动机之间加上启动变阻箱，通过电阻的变化限制电流达到保证启动转矩的目的。由于传统分级启动参数计算较为复杂，较难理解掌握，对启动过程进行仿真建模和过程分析，可以简化分析过程，并得到动态的分级启动过程曲线。 DC电机直接启动: DC电机限流启动: 3.1电机拖动系统仿真的主要内容 拖动负载运行的直流电动机，由于系统运行的速度往往需要根据生产机械工艺要求调节，主要通过改变电动机的机械特性而达到调速的目的。以直流拖动系统中广泛采用的变压系统运动的规律 生产机械工作完毕都要停车，为加快停车过程，会采用电气制动方法。以能耗制动这种电气制动方法为基础，建立仿真模型，模拟制动过程的制动瞬间和制动运行变化特点。 DC电机调速: DC电机制动过程： 直流电机限流启动 直流电机调速 直流电机制动过程 直流电机直接启动 直流电机降压启动 3.2 仿真原理 一、起动过程 以三级电阻起动时电动机为例 2.3.1 4.直流电机仿真结果 他励 求出各级启动电阻 启动电流:I1=(1.5～2.0)IaN 切换电流:I2=(1.1～1.2)IaN 4.1仿真波形 4.1仿真波形 电机启动过程中电机转速曲线 4.1仿真波形 电机启动过程中电流变化曲线 当转速升高至，电流降至（图中b点）时，接触器KM1触头闭合，将电阻短接，由于机械惯性转速不能突变，电动机将瞬间过渡到特性曲线2上的c点（c点的位置可由所串电阻的大小控制），电动机又沿曲线2的箭头继续加速。当转速升高至电流又降至（图中d点）时，接触器KM2触头闭合，将电阻短接，由于机械惯性转速不能突变，电动机将瞬间过渡到特性曲线3上的e点，电动机又沿曲线3的箭头继续加速。当转速升高至电流又降至（图中f点）时，接触器KM3触头闭合，将电阻短接，由于机械惯性转速不能突变，电动机将瞬间过渡到固有特性曲线4上的g点，电动机又沿曲线4的箭头继续加速，最后稳定运行在固有特性曲线上的h点，起动过程结束。 4.1仿真波形 电机启动过程中负载转矩变化曲线 电流与电磁转矩成正比 5.总结 本设