直流电动机启动、调速控制线路

实验题目类型：设计型
《电机与拖动》实验报告实验题目名称：直流电动机启动、调速控制线路
实验室名称：电机及自动控制
实验组号：指导教师：
报告人：学号：
实验地点：实验时间：
指导教师评阅意见与成绩评定
一、实验目的
1、掌握并励直流电动机电枢电路串电阻起动的方法。

2、掌握并励直流电动机改变电枢电阻和改变励磁电流调速的方法。

3、掌握并励直流电动机的制动方法。

4、提交实验成果。

二、实验设备
三、实验技术路线
实验前预习要点：
1.直流电动机的起动
起动的方法
a)串电阻起动
串电阻起动就是在启动时将一组启动电阻R串入电枢回路，以限制启动电流，而当转数上升到额定转数后，再把启动变阻器从电枢回路中切除。

串电阻起动的优点是启动电流小；缺点是变阻器比较笨重，启动过程中要消耗很多的能量。

b)降电压起动
降电压起动就是在启动时通过暂时降低电动机供电电压的办法来限制启动电流，当然降压启动要有一套可变电压的直流电源，这种方法只适合于大功率直流电机。

2.直流电动机的调速
调速的种类与方法：
a)调节电枢供电电压
改变电枢电压主要是从额定电压往下降低电枢电压，从电动机额定转速向下变速，属恒转矩调速方法。

对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，这种方法最好。

变化遇到的时间常数较小，能快速响应，但是需要大容量可调直流电源。

b)改变电动机主磁通
改变磁通可以实现无级平滑调速，但只能减弱磁通进行调速（简称弱磁调速），从电机额定转速向上调速，属恒功率调速方法。

变化时间遇到的时间常数同变化遇到的相比要大得多，响应速度较慢，但所需电源容量小。

c)电枢回路串电阻调速
电动机电枢回路外串电阻进行调速的方法，设备简单，操作方便。

但是只能进行有级调速，调速平滑性差，机械特性较软；空载时几乎没什么调速作用；还会在调速电阻上消耗大量电能。

3.直流电动机的制动方
法
能耗制动
并励直流电动机在能耗制动时要保持励磁电流不变，在电枢两端从电源断开的同时，其立即接到一个制动电阻上。

这时电动机内主磁场保持不变，电枢因机械惯性继续旋转，电动机由电动机状态立即转至发电机状态，此时电枢电流反向。

从而产生的电磁转矩与原来反，称为制动转矩，故转速迅速下降，直到停转。

电动机机械系统所储存的动能，全都转为电能而消耗在制动电阻上，所以称能耗制动。

反接制动
这同异步电动机反接制动的道理一样，在制动时，强迫电动机朝相反的方向转动
而促电动机立即停转。

直流电动机反接制动时，在保持励磁电流条件（方向和值的大小）的情况下，利用倒向开关将电枢两端反接在电源上，此时电枢电流将变成负值，随之产生很大的制动性电磁转矩使电动机停转。

这里的是制动时为限制电流太大而串人电枢回路的电阻。

反接制动的优点是很快能使电动机迅速停转；缺点是电枢电流可能过大。

为此反接时须接人足够的电阻，将电枢电流限制在一定允许值范围内；此外，当转速下降时，必须及切断电源，否则电动机将反转。

四、实验内容
1. 直流电动机的起动实验步骤：
1) 取来本次试验所用器件挂置在实验工作台上。

2) 按照实验接线图接线，实验前所有开关都应处在断开位置。

3) 请老师查看接线，待老师检查所接线路无误、批准后执行以下操作。

4) 合上交流电源总开关，将电源控制屏的电压调制220V左右。

5) 按下“启动”按钮，接通直流电源。

实验原理图
2.并励直流电动机使用时的注意事项
1)当给并励直流电动机接通电源的瞬间，启动电流很大，这样大的启动电流将会烧坏换向
器，因此电枢电路中需串联一个可调启动电阻，启动时将电阻置于最大值，随着电动机转速的增加而逐渐减小电阻值，当电动机达到额定转速时，完全撤出启动电阻。

2)使用并励直流电动机时，切忌在电动机运转时断开励磁电路，以免造成励磁电流等于零，
而主磁极上仅有很少的剩磁，使反电动势小，这样电枢电流将会急剧增加，电动机转速也将急剧增加，将造成俗称的“飞车”，引起严重事故。

直流电动机的起动、调速、制动接线图
三相可调变阻器的检查：
将其与直流电源接通，串入直流电流表，并入直流电压表。

通过调节其阻值，记录并计算变阻器的好坏。

在本次试验中，实验室的并励电动机也可以充当他励使用，连接时只需将电机绕组与励磁输出电压相连。

他励电动机的起动与调速与并励电动机一样，但他励电动机在制动时则不同。

在停车时，先关闭电枢输出电压则电动机完成制动，若先关闭励磁输出电压则会出现飞车的现象。

五、实验结果陈述与总结
1.实验结论
在本次试验中，我们主要做了并励直流电动机电枢电路串电阻起动的方法、改变电枢电阻和改变励磁电流调速的方法和并励直流电动机的制动方法。

通过这次试验，我对并励直流电动机有了进一步的认识和理解，我们基本掌握了并励直流电动机的电枢电路串电阻起动的方法、改变电枢电阻和改变励磁电流调速的方法，对并励直流电动机有了更深的了解。

同时也掌握了并励直流电动机的制动方法。

2.收获与不足
在本次实验中，我们相继做了并励直流电动机电枢电路串电阻起动的方法、改变电枢电阻和改变励磁电流调速的方法和并励直流电动机的制动方法的实验。

通过这些实验使我们更好的了解并励直流电动机。

六、参考文献（资料）
1．唐介电机与拖动. 第三版. 高的教育出版社，2014年
2．电机教学实验台实验指导书. 杭州教仪设备有限公司，2011年。