23直流电动机幻灯片.pptVIP

第二节 直流电动机的起动 电动机接到规定电源后，转速从零上升到稳态转速的过程称为起动过程。这里分析稳态起动，即 n=0，Ea=0 的瞬间，起动电流将很大。 起动问题是评价电动机性能的重要方面之一，这是一个动态过程。 但这里只介绍稳态情况，即在电动机接入电源瞬间，转子待转而未转动这一瞬间的状态。 系统要求起动电流要小，起动转矩要大的原因是要保证电源供电质量和起动时间要短。 直流电动机起动的基本要求是：（1）起动转矩要大；（2）起动电流要小，限制在安全范围之内；（3）起动设备简单、经济、可靠。 直流电机在起动时， Ia可突增至额定电流的十多倍，故此必须加以限制， 在保证产生足够的起动转矩下: 尽量减小起动电流，一般直流电动机瞬时过载电流不得超过（1.5~2）IN 。 直流电动机的起动方法有： 直接起动; 电枢回路串电阻起动和降压起动; 下面以并励直流电动机为例分别说明。 一.直接起动（即全压起动） 这种起动方法操作方法简便，不需任何起动设备，只需两个开关（励磁开关Q1和电枢开关Q2）如图23-9。 图23-9 直接起动接线图 ?起动时，先合上Q1 ，给电机加励磁并调励磁电阻Rpf，使If 最大，确定磁场已建立后，合上Q2 ，在电枢绕组上直接加额定电压。 起动时冲击电流很大，可达（10?20）IN，从而冲击电源电压，影响同一电源的其他设备正常运行。还对电机本身造成换向困难引起较大火花。 故全压起动仅用于微小型电动机的起动。 二.电枢回路串变阻器起动 图23-10 电枢回路串电阻起动 为限制起动电流，在起动时将起动电阻串入电枢回路，待转速上升后，再逐级将起动电阻切除，如图23-10 。 电枢回路串电阻起动的工作原理是： 对应于起动电流Is1的起动转矩为Ts1，因Ts1＞TL，电动机开始起动。起动过程的机械特性如图23-10（b）所示，工作点由起动点Q沿电枢总电阻为Rs1的人为特性上升，电枢电动势随之增大，电枢电流和电磁转矩则随之减小。 当转速升至n1时，起动电流和起动转矩下降至Is2和Ts2 (图23-10（b）中A点)，为了保持起动过程中电流和转矩有较大的值，以加速起动过程。此时闭合KM1，切除r1。此时的电流Is2称为切换电流。当r1被断掉后，电枢回路总电阻变为Rs2=Ra+r2+r3。 由于机械惯性，转速和电枢电动势不能突变，电枢电阻减小将使电枢电流和电磁转矩增大，电动机的机械特性由图23-10（b）中曲线1上的A点平移到曲线2上的B点。再依此切除起动电阻r2、r3，电动机的工作点就从B点到D点，最后稳定运行在自然机械特性的G点，电动机的起动过程结束。 只要RSt选择适当，能将起动电流限制在允许范围内，随n的上升可切除一段电阻。采用分段切除电阻，可使电机在起动过程中获较大加速，且加速均匀，缓和有害冲击。 电枢回路串变阻器起动优点：起动设备简单，操作方便。缺点：电能损耗大，设备笨重。 串入变阻器时的起动电流为 三.降压起动 当他励直流电动机的电枢回路由专用的可调压直流电源供电时，可以采用降压起动的方法。 起动电流将随电枢电压降低的程度成正比地减小。起动前先调好励磁，然后把电源电压由低向高调节，最低电压所对应的人为特性上的起动转矩Ts1TL时，电动机就开始起动。 起动后，随着转速上升，可相应提高电压，以获得需要的加速转矩，起动过程的机械特性如图23-11所示。 图23-11 降压起动过程的机械特性 开始起动时将低电压，则 并使Ia限制在一定范围内。 采用降压起动时，需专用调压电源，直流发电机，或可控硅整流电源。用发电机，调节励磁达到调压；用可控硅整流电源，用触发号控制输出电压。 优点：没有起动电阻，起动过程平滑，起动过程中能量损耗少。 缺点：专用降压设备，成本较高。值得注意的是，并励（或他励）电动机起动时，为了限制起动电流，电枢回路的外串电阻Rst 应置于最大阻值位置；为了增大起动转矩，励磁回路的外串电阻Rf 应置于最小阻值位置。 对串励直流电动机，不允许空载（或轻载）起动，否则起动后将造成飞车事故。 第三节 直流电动机的调速 许多生产机械需要调节转速，直流电动机具有在宽广的范围内平滑而经济的调速的性能。因此在调速要求较高的生产机械上得到广泛应用。调速及其指标: 调速范围（D） 是指电动机拖动额定负载时，所能达到的最大转速与最小转速之比。 静差率（又称相对稳定性）（δ） 是指负载转矩变化时，电动机的转速随之变化的程度。 调速的平滑性 在一定的调速范围内，调速的级数越多越平滑，相邻两级转速之比称为平滑系数（?）。?值越接近1则平滑性越好。 调速的经济性 是指调速所需设备投资和调速过程中的能量损耗。 调速时电动机的容许输出 是指在