直流电动机启动及调速

改变直流电动机转向需要改变电磁转矩的方向即可
根据：
T CtI a
改变

方向
或改变
Ia
方向
不能同时改变
和I a 的方向
串励直流电动机
+
U
如果单纯改变电枢电流
Ia
U
-
+
Ia
1 2
M

1 2
M
If
1 2
1 2
If
改变电枢电流后磁通也随之改变

如果不改变电枢电流
+ Ia
U
-
If
1
2
M

1 2
用接触器的触点把励磁绕组
n f (U a )
① 调节电枢电压 U，机械特性具有不同的理想空载转
速 n0 ，但斜率 相同。
（2）改变励磁电流调速
Ra U n T 2 Ce CeCt
n n0 T
T2 常数
n
保持： U U N
R1 0
2
测取： n f ( I f )
1
N
0
T2
T
课
1、一台并励直流电动机发现电枢电流过大，
励磁回路无故障，电枢电压正常，为减小电枢
电流应该：
A、在电枢电路中加入限流电阻 B、减小负载 C、减小电枢电压
T T2
T CtI a
2、一台并励直流电动机发现电枢电流过大，
电枢电压偏低，负载不变，为减小电枢电流应
该：
A、在电枢电路中加入限流电阻 B、减小负载 C、提高电枢电压
1 2
If
的 1，2 端接点对调一下

只改变磁通方向
并励直流电动机
Ia
+
U
-
把励磁绕组的 1，2 端接点对调一下即可单纯
M
1 2
改变磁通方向。
复励直流电动机
Ia
+
U
-
把励磁绕组 1，2 端接点对调
1 2
M
3
同时把励磁绕组 3，4 端接点也对调
4
简单地说：
改变电动机电磁转矩方向就可以改变电动
机的转动方向。
T CtI a
为了限制启动电流，提高启动转矩 电枢回路加大电阻， 励磁回路减小电阻
电枢回路加大电阻
U Ea Ia Ra U Ia Ra RS U Ra
RS 1
RS 2
RS 3
M
励磁回路减小电阻
C1
C2
C3
R f I f T
9-5 直流电动机的调速
转速特性：
Ra U n Ia Ce Ce
n
n0
△n n= f(Ia)
0
Ra U n T 2 Ce CeCt
Ia
2、调速特性
(1) 改变电枢电压调速
n
n0 n01 n02
0
UN U2 U1
U T n Ce Ce Ct 2
T2
T
n n0 T
T2 常数
保持： I f I fN 常数
0
UN U2 U1
T2 n
T
2
调磁通
1
N
在饱和点以下调节，削磁调速
0
T2
T
电枢回路加入电阻
n
n0
0
T2
T
缺点是：电阻箱笨重，长时间运行损耗大
实验三
直流并励电动机
1、工作特性和机械特性 保持 U U N 和
I f I fN不变，测取 n 和 T2
n f (I a )
n f (T2 )
230 UN n0 2146 r / min Ce 0.10715
Ea U N I a Ra 230 15 .7 1 0.10715 Ce 2000 nN nN
n n0 nN 2146 2000 146 r / min
n 146 0.068 n0 2146
Ra U n T 2 Ce CeCt
n
n0
n
n
T T2 CtI a 4I a 4 40 160 A Ia U Ea I a Ra
0
T2
T
4T2
U I a Ra Ce n
Ea n
U Cen I a Ra
110 40 0.1 Ce 0.106 1000
T T0
只需要很小的 电枢电流即可
13、并励直流直流电动机 U N 230 V
I aN 15.7 A Ra 1
nN 2000r / min
（包括电刷的接触电阻）
R f 610
求：空载时的转速为多少？并分析该机械特性是硬 特性还是软特性
UN n0 Ce
Ea U N I a Ra Ce nN nN
9-4 直流电动机的启动
启动要求：
启动转矩大，启动快
启动时的电流冲击不要太大 启动设备简单，便于控制
U Ea I a Ra
I Ia E
-
If
Rf
Rs
U Ea I a Ra
U Ea U Ce n Ia Ra Ra
U 刚启动时： n 0 I a Ia Ra
I a
所以，在直流电动机负载不变时，电 枢电流忽然不明原因地提高，可能发生了
飞车现象
此时，故障出现在励磁回路，而不是 电枢回路。
10、 直流电动机起动电流由 A、 负载大小决定
T T2
T2 T T T2 n
B、 励磁电流决定 C、 电枢电阻决定 D、 由以上共同因素决定
n
n0
△n
U Ea I a Ra
0
Ia
CenN U I a Ra
I a Ra U n Ce Ce
n0
理想空载转速
n 转速降落
n n0
直流电动机固有机械特性特性
n f (T )
n
n0
△n
I a Ra U 转速特性： n Ce Ce
B、 不变
C、 增大
Ia
与
T2 或 相关
18、直流电动机调电枢电压调速采用他励直流
电动机还是并励直流电动机？
并励直流电动机在调电枢电压调速时会 牵涉到磁通的变化，会导致电枢电流的变化，
甚至会烧坏电机。
选择他励直流电动机更好。
19、并励直流直流电动机 U N 230 V
I aN 15A
U Ea U Ia n 0 Ia Ra Ra
T CtI a
17、一台直流电动机，其外加电源电压和励磁
回路电阻均保持不变，加恒转矩的负载后，发
现电枢电流超过额定值，此时若增大电枢回路
中的外串电阻，则电动机的电枢电流
A、 减小
T CtI a
T T2
3：直流电动机带恒转矩负载运行，如果增加它的
励磁电流， T
Ea
Ia
n
怎样变化？
T T2
电磁转矩不变
T CtI a
I f I a
n?
n
Ra U n T 2 Ce CeCt
N
Ea ?
U Ea I a Ra
0
T2
T
Ea U I a Ra
轻载
n
230 UN n0 2146 r / min Ce 0.10715
Ea U N I a Ra 230 15 .7 1 0.10715 Ce 2000 nN nN UN Ra n T 2 Ce CeCt UN Ra n Ia Ce Ce
5、并励电动机重载运行，如果励磁回路突然断
开，说明
n Ia
各量将如何变化？

T T2
T2
很重
T CtI a I a
n

重载 T T2
N
n
T
0
wenku.baidu.com空载 T T0
6、要改变下列直流电动机的转向时，应采取
什么措施？ 1、串励直流电动机 2、并励直流电动机 3、复励直流电动机
T CtI a I a U Ea I a Ra
U Ea Ia Ra
11、一台并励直流电动机空载转速
A、小于额定转速 B、大于额定转速 C、等于额定转速
n
n0 nN
0
T2
T
12、一台并励直流电动机空载电枢电流
A、小于额定电流 B、大于额定电流 C、等于额定电流
说明并励直流电动机机械特性是硬特性，转速降落不多。
14、并励直流直流电动机 U N 230 V
I aN 15.7 A Ra 1
nN 2000r / min
（包括电刷的接触电阻）
R f 610
求：两倍负载时的转速为多少？
UN n0 Ce
Ea U N I a Ra Ce nN nN
Ra 1
求：堵转电枢电流是额定电枢电流的多少倍？
230 U Ea U Ia 230 A 1 Ra Ra
n
230 230 15.33倍 15 I aN
0
堵转
Ia
T CtI a
T Ia Ct
0
T
Ra U n T 2 Ce CeCt
n n n0
根据公式：
Ra U n T 2 Ce CeCt
调速的方法有 3 种： 调电枢电压 U 调磁通 电枢回路加入电阻
n
调电枢电压 U 在额定电压以下调节
n0 n01 n02
T T2 T2 T T T2
T CtI a I a
电枢电流随负载增加自动提高 但是，在新平衡点时，转速却不能恢复原来的转速。
8、一台直流并励电动机当电枢电压忽然下降时，
负载保持不变 A、电枢总电流保持不变 B、电枢总电流随电枢电压下降而下降 C、电枢总电流随电枢电压下降而增大
一般来说 Ce 是不随负
n
n0
载而变化的，可通过额定
值间接求解出
n
n
Ea Ce nN
U N I a Ra nN
0
T2
T
4T2
0.106
Ra 110 4 40 0.1 U N Ia n 886 .8r / min Ce 0.106
Ea Cem n n E aN Cem nN nN Ea n nN U N 4 I a n N EaN U N Ia
T CtI a
只能改变与电磁转矩相关的一项电磁量，
或 I a 的方向
最好选择只改变磁通方向
V Ra 0.1 7、一台并励直流电动机， U N 110
在某负载下运行时 I a 40A n 1000 r / min 现在使负载转矩增加到其 4 倍，问电动机电 枢电流和转速各为多少？
I a Ea
4、并励电动机空载运行，如果励磁回路突然断
开，说明
n Ia
各量将如何变化？

T T0
根据：
电磁转矩平衡空载转矩
T CtI a I a
分析转速 n 变化最好利用机械特性 比较固有机械特性和变化后的机械特性与负载的交点
n

n
N
0
T
空载 T T0
U I f
Ia
+
U
-
T T2
M
T CM I a
If
Ia
8、一台直流并励电动机当电枢电压忽然下降时，
负载保持不变 A、电枢总电流保持不变 B、电枢总电流随电枢电压下降 C、电枢总电流随电枢电压下降而增大
9、当直流电动机发生飞车时
电枢电流
电流会突然变大
T T0 T CM I a
I a 2I aN 2 15.7
1 n 2146 2 15.7 1836 .6r / min 0.10715
15、需要软机械特性时选用
A、串励直流电动机 B、他励直流电动机 C、并励直流电动机
16、启动直流电动机时
励磁电阻 减小
增大
电枢电阻，
U Ea I a Ra