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直流电动机的起动、调速和制动 一、直流电动机的起动 直流电动机起动要求 起动时的电磁转矩要求大 起动时要限制起动电流 矛 盾 研究起动的方法是尽量缓解上述矛盾 1、直接起动（只适合对小容量的电动机） 直接起动时，先合上 励磁绕组的开(Kf)，以确保在电动机起动时磁场已经建立。 起动电流： 起动转矩： 2、电枢回路串电阻起动 变阻器十分笨重，经常起 动时消耗很多电能。 3、降压起动 降压起动通过降低端电压来限制起动电流的一种起动方式，对抑制起动电流最有效，能量消耗也最小。现在通常用可控硅整流电源，已广泛运用于直流电动机和各类直流电力电子传动系统。 二、直流电动机的调速 1、电枢回路串电阻调速 2、改变励磁电流调速 3、改变端电压调速 1、电枢回路串电阻调速 串电阻调速前后由于负载转矩不变，电枢电流不变， 但串电阻后，输出功率减小，电动机的效率降低。 2、改变励磁电流调速 改变励磁电流调速时，减小励磁电流将使电机转速 升高，电机的输出功率增加；与此同时，电枢电流 增加，输入功率也增加，电动机的效率几乎不变。 3、改变端电压调速 电枢回路串电阻调速只能下调电动机转速； 改变励磁电流调速只能上调电动机转速。 改变电压调速是一种灵活的调速方式，转速既可以上升 也可以降低，配合励磁调节，调节范围可以更加广泛。 三、直流电动机的制动 电动机制动的物理本质是在电机转轴上施加一个与旋转 速度方向相反的转矩，这个转矩可以使机械的，也可以 是电磁的。在电机学中讲的主要是指电磁制动。 1）能耗制动 2）反接制动 3）回馈制动 1、能耗制动 能耗制动时，电动机作为他励发电机运行，由于发电机的电磁转矩与电枢旋转的方向是相反的，因而产生制动作用，使电机转速变慢，直至电枢旋转的动能全部变为电能，消耗在电阻上。 2、反接制动 产生很大的与旋转方向相反 的电磁转矩，使电机制动。 反接制动时，会产生很大的冲击电流，因此电枢回路中应串 入适当的电阻，限制电流；当电机转速降低到零时，应把电 源切除，否则电机将反转。 3、回馈制动（以串励电动机为例） 需要制动时，将励磁方式改变为他励或并励 ，当转速 升高到某一数值时，反电动势大于端电压，电流改变 方向，电机作为发电机运行，电磁转矩起制动作用， 能量回馈到电网。 例1：一台并励直流电动机，Pn=10kW,Un=220V,nN=1000r/min, η=83%,Ra=0.283Ω,2ΔUb=2V,Ifn=1.7A。设负载总转矩Tl恒定，在电枢回路串入一电阻使转速降低到500r/min，试求： 1）电枢电流 2）电枢回路串入调节电阻的大小 3）调速后电动机的效率 与上题电机参数相同，在电机满载运行时，突然在电枢回路 串入1.0Ω电阻，不计电枢回路电感和电枢反应影响，仍设负 载总转矩Tl恒定，计算串入电阻瞬间： 1）电枢电动势 2）电枢电流 3）电磁转矩 4）稳定运行转速 与上题电机参数相同，突然改变励磁电流使磁通减小20%，求： 1）改变瞬间的电枢电流 2）稳定运行时的电枢电流 3）稳定运行时的转速 例2：一台并励直流发电机，Pn=46kW,Un=230V,nN=1000r/min, 极对数P=2，Ra=0.03Ω,2ΔUb=2V,Rf=30Ω，把此发电机当作电动机运行，外加电压为220V，并保持电枢电流为发电机额定运行时的电枢电流。试求： 1）此时电动机的转速是多少（磁路不饱和） 2）发电机额定运行时的电磁转矩是多少 3）电动机运行时的电磁转矩是多少 直流电动机的起动、调速和制动