直流电机的串电阻启动过程设计说明
他励直流电动机串电阻启动的设计
他励直流电动机串电阻启动的设计直流电动机串联电阻启动是一种常见的启动方式，主要应用于较小功率的直流电动机，例如家用电器、小型机械设备等。
本文将从设计角度详细介绍串联电阻启动的原理、设计步骤和注意事项等内容。
一、串联电阻启动的原理串联电阻启动是通过在直流电动机的励磁回路中串联一定阻值的电阻，来降低电动机的电流起动冲击，从而实现平稳起动。
具体原理如下：1.启动过程中，电阻串联在励磁回路中，减小了直流励磁电流，降低了电枢绕组的电流冲击。
2.随着直流电动机转速的提高，励磁电流逐渐减小，当直流电动机达到运行速度时，电阻完全从回路中剔除。
二、串联电阻启动的设计步骤1.确定电机参数：包括额定电压、额定功率、额定转速、励磁电流等。
这些参数将决定所需的电阻大小。
2.计算起动时的励磁电流：通常起动时的励磁电流取额定电流的1.5倍至2倍之间。
3. 根据励磁电流和直流电动机的励磁回路电压计算所需串联电阻的阻值：串联电阻的阻值需满足电阻起动后，励磁电流达到起动时的设定值，可通过Ohm定律计算。
4.选择适当的电阻：根据计算所得的阻值，选择匹配的电阻进行串联。
三、串联电阻启动设计的注意事项1.电阻选择：根据计算得到的阻值，选择合适的电阻器进行串联。
电阻的耐压需要满足直流电机励磁回路的额定电压要求，并具备较好的散热性能。
2.电阻功率：电阻器需要具备足够的功率承载能力，以避免过载引起烧毁。
功率大小可根据电阻阻值和电阻串联前后电流计算得到。
3.励磁回路的稳定性：在设计中要确保电阻串联后励磁回路的稳定性，过大的串联电阻可能引起回路的不稳定，可能导致起动失败。
4.启动时间：串联电阻启动的时间一般较长，需要根据具体场合和电动机的特性来确定合适的启动时间。
四、串联电阻启动的优缺点优点：1.降低了直流电动机起动时的冲击电流，减少了电网压压降和设备的损坏。
2.启动过程简单，成本较低。
3.过载能力较强，承受短时过负荷。
缺点：1.启动时间长，启动效率低，启动过程中耗能较大。
直流电机串电阻起动
目录
第 1 章 ...........................................................................................1 1.1 直流电机的基本工作原理与结构...........................................1
n0 UN
n01 U1
n
n01
1
n0
N
Te O
U=0
O
Te
图6-4 改变磁通的人为机械特性
-n0
-UN
图6-3 改变电枢电压的人为的机械特性
当降低励磁电压或在励磁回路串接电阻 Rc ， 使励磁电流 I f 减小，由于
磁通与励磁电流在额定磁通以下时基本成正比，所以主极磁通减小了。根据机械
特性公式可知：
n
n0 A
nN
n
UN CeΦ
Ra CeCTΦN2
Te
（6-2）
O
TN
Tst
Te
图6-2 他励电动机固有机械特性
4
3.1.2 人为机械特性
由公式（6-1）可知，当改变电动机的参数电枢电压 Ua、励磁电流 I f 、电 枢外接电阻 R，可改变电动机的机械特性，这种人为改变参数引起的机械特性又 称人为机械特性。
n想空载转速 n0 升高，而斜率 增大， 使特性曲线倾斜 度增加，电动机的转速较原来有所提高，整个特性曲线均在固有机械特性之上， 如图 6-4 所示。
5
3、电枢回路串接电阻：
当保持电枢回路电压 Ua，励磁电流 If 不变，改变电枢回路的串接电阻 R， 电动机的理想空载转速 n0 不变，但机械特性的斜率 增大，特性曲线倾斜度 增加，且串入电阻越大，曲线越倾斜，其人为机械特性如下图所示。
直流电机串电阻启动
指导教师评定成绩：审定成绩：重庆邮电大学移通学院课程设计报告设计题目：直流电机的串电阻启动过程设计学校：学生姓名：专业：班级：学号：指导教师：设计时间：年月重庆邮电大学移通学院目录一、直流电动机的综述 (4)1.1直流电动机的基本工作原理 (4)1.2直流电动机的分类 (5)1.3直流电动机的特点 (5)二、他励直流电动机 (5)2.1他励直流电动机的机械特性 (5)2.2固有机械特性与人为机械特性 (6)三、他励直流电动机的起动 (7)3.1直流电动机的启动过程分析 (8)3.2他励直流电动机起动电阻的计算 (9)四、设计内容 (10)五、结论 (11)六、心得体会 (12)七、参考文献 (12)一、直流电动机的综述1.1直流电动机的基本工作原理图1 是一台最简单的直流电动机的模型，N和S是一对固定的磁极(一般是电磁铁，也可以是永久磁铁)。
磁极之间有一个可以转动的铁质圆柱体，称为电枢铁心。
铁心表面固定一个用绝缘导体构成的电枢线圈abcd，线圈的两端分别接到相互绝缘的两个弧形铜片上，弧形铜片称为换向片，它们的组合体称为换向器。
在换向器上放置固定不动而与换向片滑动接触的电刷A和B，线圈abcd通过换向器和电刷接通外电路。
电枢铁心、电枢线圈和换向器构成的整体称为电枢。
如果将电源正负极分别接电刷A和B,则线圈abcd中流过电流。
在导体ab中，电流由a 流向b，在导体cd中，电流由c流向d，如图（a）所示。
载流导体ab和cd均处于N和S 极之间的磁场当中，受到的电磁力的作用。
用左手定则可知，载流导体ab受到的电磁力F 的方向是向左的，力图使电枢逆时针方向运动，载流导体cd受到的电磁力F的方向是向右的, 也是力图使电枢逆时针方向运动，这一对电磁力形成一个转矩, 即电磁转矩T，其方向为逆时针方向，使整个电枢沿逆时针方向转动。
当电枢转过180°, 导体cd转到N极下，ab转到S极上，如图（b）所示。
直流电动机起动实验
F 实验一直流电动机起动实验一、实验目的理解直流电机的工作原理，测试直流电动及直接起动的波形。
说明负载转矩、转速、电流、电磁转矩之间为何具有相应的对应关系。
二、实验的主要内容仿真一台直流并励电动机的起动过程。
电动机参数为: PN =17kW, UN=220V, n0= 3000r/min,电枢回路电阻Ra=0. 0870，电枢电感La =0. 0032H，励磁回路电阻R =181.50,电机转动惯量J=0.76 kg •m2。
三、实验的基本原理直流电动机刚与电源接通的瞬间，转子尚未转动起来时，他励和串励电动机的电枢电流以及并励和复励电动机的输入电流称为起动电流，这时的电磁转矩称为起动转矩。
一般情况下，在额定电压下直接起动时，起动电流可达电枢电流额定值的10~20倍，起动转矩也能达到额定转矩的10~20倍，这样的起动电流是换向所不允许的，而且过大的起动转矩会使电动机和它所拖动的生产机械遭受突然的巨大冲击，以致损坏传动机械和生产机械。
由此可见，除了额定功率在数百瓦以下的微型直流电动机，因电枢绕组导线细、枢电阻大以及转动惯量又比较小，可以直接起动以外，一般的直流电动机是不允许采用直接起动的。
四、实验步骤1)建立并激电动机的仿真模型:直流电动机DCmotor 的电枢和励磁并联后由直流电源DC 供电，用Step 模块给定电动机的负载转矩，在DCmotor 的m 端连接了Demux 模块,将m 端输出的4 个信号分为4 路，以便通过示波器Scope观察，m 端输出的转速单位为rad/s,这里使用了一个放大器(Gain), 将rad/s 转换为习惯的r/min,变换系数为:k=60/2π =9.55。
2)计算电动机参数:励磁电流励磁电感在恒定磁场控制时可取“0”电枢电阻电枢电感估算R a=0.08703)设置仿真参数:在Simulation 菜单栏下选择Simulation parameters, 设置仿真参数，仿真时间取ls,在0. 5s 时加额定负载,仿真算法取ode45,点击菜单栏中的“➢”按钮启动仿真。
直流电动机电枢串电阻启动完
课程设计名称：《电机与拖动》课程设计题目：直流电动机电枢串电阻起动设计指导教师：专业：班级：姓名：学号：辽宁工程技术大学课程设计成绩评定表课程设计任务书一、设计题目直流电动机电枢串电阻起动设计二、设计任务某厂一台Z4系列他励直流电动机，参数如下：PN=200KWUaN=440VIaN=497AnN=1500r/minRL=0.076Ω欲采用电枢串电阻启动，试设计其起动级数和各级起动电阻。
三、设计计划电机与拖动课程设计共计一周内完成。
第1~2天查资料，熟悉题目；第3~5天方案分析，具体按步骤进行设计及整理设计说明书；第6天准备答辩；第7天答辩。
四、设计要求1、设计工作量为按要求完成设计说明书一份；2、设计必须根据进度计划按期完成；3、设计说明书必须经指导教师审查签字方可答辩。
指导教师：仲伟堂王继强王巍教研室主任：仲伟堂时间：2008 年 6 月 27 日目录一、直流电动机的基本结构 (5)二、直流电机的工作原理 (6)三、直流电机的额定值及励磁方式 (6)四、直流电机的铭牌数据和主要系列 (8)五、他励直流电动机 (9)六、他励直流电动机的起动 (12)七、具体电机启动设计 (14)八、结论 (15)九、体会 (18)十、致谢 (19)十一、主要参考文献 (20)直流电动机电枢串电阻起动直流电动机是人类最早发明和应用的一种电机。
与交流电动机相比，直流电动机有着不可比拟的优越性，但同时因结构复杂、维护困难、价格较贵等缺点制约了它的发展，使其应用不如交流电机广泛。
但直流电动机具有优良的起动、调速和制动性能，并且其供电的质量高、可靠性强，因此在化学工业中的电镀、电解等设备，直流电焊机和某些大型同步电机的励磁电源都使用直流发电机作为供电电源。
因此，直流电机也是当今时代不可或缺的。
一、直流电机的基本结构直流电机的结构示意图如图3-6所示。
它由定子（静止的）和转子（旋转的）两个基本部分组成。
（一）定子定子主要由（1）主磁极；（2）换向磁极；（3）机座、端盖和电刷装置等组成。
他励直流电动机降压启动与串电阻启动分析与设计毕业论文
《电机与拖动》课程设计设计题目：他励直流电动机降压启动与串电阻启动分析与设计院（系、部）：专业班级：姓名：学号：指导教师：日期：摘要通过降低电枢电压或在电枢回路上串电阻，减小了直流电动机的启动电流与启动转矩，避免了电刷及换向器的烧毁与机械运动机构的损坏。
分析他励直流电动机降压启动的启动原理，以及多级电压的计算方法；设计一个降电压的多级启动系统。
分析他励直流电动机串多级电阻启动的启动原理，以及多级电阻的计算方法；求切除电阻时的瞬时转速和电动势；设计一个串电阻的分级启动系统。
做出了机械特性图，对启动特性进行了分析。
通过降低电枢电压或在电枢回路串电阻，减小了启动电流与启动转矩，达到了平稳启动的目的。
关键词：他励直流电动机降压启动串电阻启动机械特性目录1他励直流电动机的启动方法 (1)2他励电动机降压启动 (1)2.1降压启动的原理 (1)2.2各级启动的电压 (2)2.3降压启动实例与机械特性 (3)3 他励直流电动机串电阻启动 (5)3.1串电阻启动原理 (5)3.2各级电阻的计算 (6)3.3 串电阻启动实例与机械特性 (7)4结论 (10)参考文献 (11)1 他励直流电动机的启动方法直流电动机接入电源后，转速从零达到稳态转速的过程，称为启动过程。
直流电动机启动时有两条要求：第一，应有足够大的启动转矩T st ，以缩短启动时间，提高生产效率；第二，启动电流不能过大，一般要小于二倍的额定电流。
第三，启动设备要简单、经济、可靠。
a a a U E I R =+⨯(1) 直接启动[1]时，他励直流电动机电枢加额定电压U aN ，电枢回路不串任何电阻，此时由于转速n =0，电动势E =0，根据式(1)得到式(2)。
a Nst aU I R =(2)显然直接启动时启动电流将达到很大的数值，将出现强烈的换向火花，造成换向困难，还可能引起过流保护装置的误动作或引起电网电压的下降，影响其他用户的正常用电；同时由(3)可知，启动转矩也很大，造成机械冲击，易使设备受损。
直流电机控制电路设计
直流电机控制电路设计1.电阻控制电路：电阻控制电路是最简单的直流电机控制电路。
通过在直流电机的电源电路中串接一个可调节的电阻，可以改变电机的供电电压，从而控制电机的转速。
这种方法简单易行，但效率低下，能耗较大。
2.利用PWM信号控制电机速度：PWM（脉宽调制）信号是一种控制电子设备的常用方法。
在直流电机控制中，可以通过改变PWM信号的脉宽来控制电机的转速。
脉宽越宽，电机供电时间越长，转速越快；脉宽越窄，电机供电时间越短，转速越慢。
通过控制PWM信号的频率，可以实现更精确的速度控制。
3.使用驱动器芯片控制电机：驱动器芯片是一种专门用于控制电机的集成电路。
它提供了多种控制电机速度和方向的功能。
通过输入控制信号，驱动器芯片可以精确地控制电机的转速和转向。
驱动器芯片通常由功率放大器、逻辑电路和电源电路组成。
4.使用微控制器控制电机：微控制器是一种具有处理能力的单片机，可以通过编程设置来控制电机的运动。
通过连接微控制器和电机驱动电路，可以实现对电机转速、方向等参数的精确控制。
微控制器不仅能实现速度控制，还可以实现与其他设备的通信和协调工作。
在直流电机控制电路设计中1.电机的功率需求和特性：根据电机的功率需求，选择适当的电源和电源电压。
同时，需要了解电机的特性，如额定电流、额定电压等参数。
2.控制方法选择：根据实际应用需求，选择合适的控制方法。
比如，需要精确的速度控制可以选择PWM控制；需要简单控制可以选择电阻控制。
3.控制电路的稳定性和可靠性：设计的电路应具有良好的稳定性和可靠性，避免由于电路设计不合理导致的电机运动异常或损坏。
4.电路的成本和尺寸：根据实际应用需求和预算，选择合适的电路设计方案。
有时需要考虑电路尺寸的限制，如嵌入式设备中需要小巧的电路。
总之，直流电机控制电路设计需要根据具体应用需求选择合适的控制方法，并考虑电机的功率需求、特性、稳定性、可靠性、成本和尺寸等因素。
通过合理的设计和调试，可以实现对直流电机运动的精确控制。
串电阻启动参数设置
串电阻启动参数设置在电气工程领域中，串电阻启动是一种常用的启动方式，特别适用于需要较大起动转矩的交流异步电动机。
在进行串电阻启动时，合理设置启动参数对于电机的性能和寿命具有重要影响。
下面将介绍一些关于串电阻启动参数设置的方法和注意事项。
对于串电阻启动，我们需要考虑的一个重要参数是串接在电机回路中的电阻值。
串电阻的作用是通过限制电流来减小电机的起动电流，从而保护电机和电网不受过大的冲击。
一般来说，串电阻的阻值应该根据电机的额定功率和起动转矩来确定，一般在启动过程中，串电阻的阻值应该逐步减小，直到完全接通。
串电阻的减小速度也是一个需要考虑的参数。
串电阻的减小速度过快会导致电机起动过程中电流变化过大，容易造成电机过载或损坏；而减小速度过慢则会延长电机的启动时间，影响电机的正常运行。
因此，在设置串电阻的减小速度时，需要根据具体情况进行合理调整，一般来说，串电阻的减小速度应该能够在保证电机正常启动的同时尽快接通全部串电阻。
串电阻启动参数设置还需要考虑电机的负载情况。
不同的负载情况下，电机的起动转矩和启动电流会有所不同，因此在设置串电阻启动参数时需要根据具体负载情况进行调整。
特别是在负载较大的情况下，需要合理设置串电阻的阻值和减小速度，以确保电机能够顺利启动并正常运行。
在进行串电阻启动参数设置时，还需要考虑电网的情况。
串电阻启动会对电网产生一定的冲击，因此在设置串电阻启动参数时需要考虑电网的容量和稳定性，避免对电网产生不利影响。
此外，还需要考虑电机的启动时间和启动次数，合理设置串电阻启动参数，可以有效延长电机的使用寿命，并提高电机的启动效率。
串电阻启动参数设置是一个复杂而重要的工作，需要综合考虑电机的额定功率、起动转矩、负载情况和电网容量等因素，合理设置串电阻的阻值和减小速度，才能确保电机顺利启动并正常运行。
只有在合理设置串电阻启动参数的基础上，电机才能发挥最佳性能，提高工作效率，延长使用寿命。
串电阻启动参数设置
串电阻启动参数设置引言：在工业生产和日常生活中，电机的启动过程是一个关键的环节。
而串电阻启动是一种常用的启动方式，通过改变电路的电阻来实现电机的平稳启动。
本文将探讨串电阻启动的参数设置，包括起始电阻值、降压时间和降压电流等方面，以帮助读者更好地了解和应用串电阻启动技术。
一、起始电阻值的选择起始电阻值是指电路中串联的电阻的阻值大小。
起始电阻值的选择需要考虑到电机的额定电流和启动电流。
起始电阻值过小，电机的启动电流会过大，可能会对电机和电源造成损坏；起始电阻值过大，电机的启动转矩会减小，导致启动困难。
因此，根据电机的额定电流和启动电流，选择适当的起始电阻值是非常重要的。
二、降压时间的控制降压时间是指电机从起动到正常运行所需的时间。
降压时间的控制需要考虑到电机的负载特性和启动要求。
一般来说，降压时间过短，电机的起动过程会急剧加速，可能会对电机和负载产生冲击；降压时间过长，会延长电机的启动时间，影响工作效率。
因此，在实际应用中，需要根据具体情况来确定合适的降压时间，以实现电机的平稳启动。
三、降压电流的控制降压电流是指电机启动过程中的电流大小。
降压电流的控制需要考虑到电机的额定电流和启动电流。
降压电流过大，可能会对电机和电源造成损害；降压电流过小，电机的启动转矩会减小，导致启动困难。
因此，在设置串电阻启动参数时，需要根据电机的额定电流和启动电流，选择合适的降压电流。
四、启动过程的监测和调整在实际应用中，为了确保电机的安全启动，可以通过监测电机的电流和转速来进行调整。
例如，可以通过安装电流表和转速表来实时监测电机的电流和转速，并根据实际情况进行参数调整。
此外，还可以通过改变串联电阻的阻值来调整电路的参数，以实现更好的启动效果。
结论：串电阻启动是一种常用的电机启动方式，通过改变电路的电阻来实现电机的平稳启动。
在设置串电阻启动参数时，需要考虑起始电阻值、降压时间和降压电流等方面。
适当选择起始电阻值、控制降压时间和降压电流，可以实现电机的安全、平稳启动，提高工作效率。
直流电动机的电枢回路串电阻调速特点的简要解析
直流电动机的电枢回路串电阻调速特点的简要解析序号一：引言直流电动机是一种常见的电动机，它以其调速性能优良而受到广泛应用。
其中，电枢回路串电阻调速是一种简单而有效的调速方法。
本文将对直流电动机的电枢回路串电阻调速特点进行简要解析，旨在帮助读者更好地理解这一调速方式的工作原理和应用场景。
序号二：电枢回路串电阻调速的基本原理电枢回路串电阻调速是通过改变直流电机电枢回路中串联的电阻来调整电枢电流和电机转速的一种方法。
当驱动电源的电压固定不变时，增加回路中的串联电阻会导致电机电流减小，进而降低电机转速。
相反，减小串联电阻会增加电机电流，使转速增加。
序号三：电枢回路串电阻调速的特点3.1 简单可靠电枢回路串电阻调速方法简单可靠，只需要在电枢回路中串联一个可变电阻即可实现调速。
相比其他复杂的调速方法，这种方式的设计和安装成本较低，且操作简便。
3.2 调试方便通过改变电枢回路中的串联电阻，可以灵活地调整电机的转速。
只需调节电阻大小，即可实现转速的微调。
这种调试过程相对容易，即使对于没有太多电机调试经验的操作员来说也较为友好。
3.3 调速范围有限电枢回路串电阻调速的一个显著特点是其调速范围有限。
由于电枢回路串电阻的变化范围较小，因此只能在某一范围内微调电机的转速。
对于那些需要大范围转速调节的应用场景来说，该调速方法可能无法满足要求。
序号四：电枢回路串电阻调速的应用场景4.1 低要求转速调节对于一些不需要频繁转速调节的应用场景，如一些带有固定负载的机械设备，电枢回路串电阻调速是一个理想的选择。
由于其简单可靠的特点，适用于需要稳定转速且转速调节幅度较小的应用场合。
4.2 初期运行调速在一些需要电机在启动初期进行调速的场景中，电枢回路串电阻调速同样具备一定的优势。
在电机刚启动时，由于转矩大、转速低，电枢回路串电阻调速可以帮助实现电机平稳启动，并将转速逐渐调整至设定值。
序号五：总结与回顾通过本文的简要解析，我们对直流电动机的电枢回路串电阻调速特点有了更深入的理解。
直流电机软启动说明书
目录首页公司简介 (1)目录 (2)第一章概述 (3)第二章代号及含义 (4)第三章产品用途及特点 (5)第四章性能及参数 (6)第五章使用条件 (6)第六章工作原理及应用 (7)第七章安全与EMC电磁兼容参数 (13)第八章外形及安装尺寸................................................ (15)第九章服务与维护 (17)第十章设计接线图 (20)本手册对直流电机软启动控制器的安装和操作做了详细的说明，在安装和操作电源之前，请仔细阅读本手册，并严格按照说明操作。
当用户在使用中发现疑难问题而本说明书无法提供解答时，请与本公司或经销商联系，我们将尽快给予答复。
一、概述在电力、化工、钢铁、铸造、特种材料加工、环保、通讯领域中，广泛使用的备用蓄电池组动力系统中，所配备的直流电动机，在断电情况下为维持水冷却、油润滑功能。
需要迅速投入备用电源。
但由于直流电动机直接启动时，所需电流是额定电流的6-8倍，对备用蓄电池组冲击较大。
极易造成电动机线圈烧埙、损坏充电器、电路由于电流过大导致断路，出现这些现象时无法使设备正常运行。
我公司生产的系列直流电机控制系统是根据电力生产现场实际需要，广泛征求了电厂、设计院等专家技术人员的意见，参考吸收了国内外大量的先进设计思想和最新技术，用最新型的16位微机控制技术和电力电子技术开发研制，实现了该产品的高度可靠化和智能化。
拥有此项控制技术的成套控制设备，解决了直流电动机启动运行时对蓄电池组电源的冲击问题，保证了设备长期安全有效运行。
产品优点直流电动机启动时最显著的特点就是：启动电流大，最大冲击电流可达到额定电流的15-20倍，将使直流系统受到较大的电流冲击，电动机受到机械冲击。
针对这个特点，目前火力发电厂中应用最广泛的启动方式是电枢回路串接电阻启动，该启动方式启动时在直流电动机电枢回路中串入启动电阻，以限制启动电流，启动电阻为一个三个电阻串接的可变电阻，在启动过程中，开始启动时，电枢回路接入电源，串入全部电阻，以尽量降低启动电流，随后以固定时间及时逐级短接三个电阻，直到电机正常启动。
直流电动机起动电阻的确定
直流电动机起动电阻的确定摘要：直流电机起动过程中既要有足够的转矩，又要保证起动时间短，并且起动电流在允许范围内。
本文根据直流电机起动过程中的起动方程式得到的转速特性曲线，运用特性曲线研究直流电动机在满足以上要求的情况下，计算限制电枢回路起动电流的串接电阻（起动电阻）的数值方法。
关键词：直流电机；起动电阻；计算1直流电机从投入电网开始，由静止达到稳定转速的过程称为起动过程从直流电动机的基本方程式U=Ea＋IaRa 看，起动瞬间，电机转速n=0 ，反电动势Ea=0 。
因此电枢电流 Ia=(U-Ea)/Ra=U/Ra ，由于 Ra 的数值一般很小，电枢电流将达到很大的数值，以致使电网电压下降，电机电枢绕组发热，并受到很大电磁力冲击。
因此要求起动时电流不超过允许范围。
但从电磁转矩TM=CMΦIa来看，则又要求起动电流大些，才能得到较大的起动转矩。
（其中CM为直流电机的转矩常数，Φ 为每极磁通）。
由此可见，以上两个方面是矛盾的，因此，对直流电机的起动过程中有如下要求：（1）起动电流限制在允许范围内。
（2）有足够的起动转矩。
（3）起动时间短，符合产品技术要求。
（4）起动设备简单，经济可靠。
直流电动机常用的起动方法有（1）全电压启动；（2）电枢电路串变阻器启动；（3）降压启动。
在工程中，用得最多的是电枢回路串变阻器启动，本文只讨论这种起动方法。
2串变阻器就是在起动过程中在电枢电路中串接可变电阻（称起动电阻）以限制起动电流。
如图一所示：图一R1、R2、R3、R4为串接电阻A 、B 、D 、 F 、H 、I 为接触器对于如图所示的并励电动机，起动电流 ISTmax 为IStmax=U/(Ra+ΣRs)+If=U/( Ra+ΣRs)+U/Rf其中Ra----电枢电阻 U----外加直流电压ΣRs----电枢回路串接电阻If----励磁电流 Rf----励磁回路电阻直流电机起动时，先合上接触器I，保证励磁电路先接通，然后合上接触器A，此时电机开始起动。
他励直流电动机电枢回路串电阻启动
串电阻启动的优缺点
优点 能够有效限制启动电流，减小对电源和电动机的冲击；
能够减小启动转矩，避免对传动系统造成过大的冲击；
串电阻启动的优缺点
• 能够实现平稳启动，提高电动机的寿命和稳定性。
串电阻启动的优缺点
01
缺点
02
需要额外配置电阻器，增加了设备成本和维 护成本；
03
在启动过程中需要消耗大量的能量，导致能 量利用率较低；
04
启动过程中需要手动调整电阻值，操作较为 繁琐。
02
他励直流电动机电枢回路 串电阻启动的电路与操作
启动电路的组成
启动是指电动机从静止状态开始转动 的过程，是电动机运行的一个重要环 节。启动过程对于电动机的寿命和稳 定性具有重要影响。
启动的重要性在于，如果启动不当， 可能会导致电动机的电流过大、转矩 过载、转速不稳定等问题，从而影响 电动机的性能和寿命。
串电阻启动的原理
他励直流电动机电枢回路串电阻启动的原理是通过在电枢回 路中串联电阻，限制启动电流，从而减小对电源和电动机的 冲击。
3
未来技术发展还将注重与其他技术的融合，如物 联网、云计算和大数据等，以实现更加智能化的 管理和控制。
技术发展展望
随着技术的不断进步和应用需求的增加，未来 他励直流电动机电枢回路串电阻启动技术将具 有更加广泛的应用前景。
在工业自动化、交通运输、能源和航空航天等 领域中，该技术将发挥更加重要的作用，提高 生产效率和能源利用效率。
未来技术发展还将注重可持续发展和环境保护， 以实现更加绿色、低碳和可持续的发展。
直流电机串电阻调速原理
直流电机串电阻调速原理以直流电机串电阻调速原理为标题，我们来探讨一下直流电机串电阻调速的工作原理和特点。
直流电机是广泛应用于工业和家庭中的一种电动机，其转速的调节对于电机的正常运行和工作效率至关重要。
直流电机的转速调节可以通过串联电阻实现，这种调速方式被称为串电阻调速。
下面我们将详细介绍串电阻调速的原理和工作过程。
串电阻调速的原理是通过改变电机的电动势来调节电机的转速。
在直流电机中，转速与电机的电动势成反比，即电动势越大，转速越低；电动势越小，转速越高。
因此，通过串联电阻来改变电机的电动势，就可以实现电机的转速调节。
具体来说，串电阻调速是通过在电机的电源电路中串联一定阻值的电阻来改变电机的电动势。
当电机工作时，电流经过串联电阻，电阻会消耗一部分电能，降低电机的电源电压，从而降低电机的电动势。
电动势降低后，电机的转速也会相应增加。
反之，如果减小串联电阻，电机的电源电压会增加，电机的电动势也会增加，从而降低电机的转速。
串电阻调速的特点是结构简单、调节范围广。
由于直流电机的转速与电动势成反比，因此通过串联电阻调节电动势，可以实现较大范围的转速调节。
同时，串电阻调速的结构简单，成本低廉，适用于一些对转速要求不是很高的场合。
然而，串电阻调速也存在一些问题。
首先，由于串联电阻会消耗一部分电能，因此会降低电机的效率，引起能源的浪费。
其次，串电阻调速只能实现电机转速的降低，无法实现转速的提高。
此外，在转速调节范围较大时，由于串联电阻的阻值变化较大，可能会导致电机的电流过大，增加了电机的损耗和发热，影响电机的寿命。
串电阻调速是一种简单、经济的直流电机调速方法，通过串联电阻来改变电机的电动势，从而实现转速的调节。
虽然存在一些问题，但在一些对转速要求不高的场合，串电阻调速仍然是一种有效的调速方式。
未来，随着科技的发展，调速技术将不断进步和创新，为电机的高效运行提供更多选择和可能性。
直流电动机串电阻启动的计算
计算法：
根据电动机最大容许启动电流或2I N 限制。
一般最大转矩T max 时的启动电流为 N I I )2~5.1(1=
最小转矩比负载转矩稍大就可以。
N I I )1.1(2≥
R 表示总电阻，则K 级启动电阻的各级总电阻为：
123123233..;..;
..;...:r r r r R R r r r R R r r R R r R R K k a k a k a k a K +++++=++++=+++=+=
相邻两级电阻切换时E 总是相等的。
有公比a k
R R R R R R I I q ===== (322121)
K 与q 的关系：
q R R K R R q a K a lg lg 11=⇒= K 是整数，而q 和R1都不确定。
有2种方法：
（1）先确定I1，即最大电流。
再确定11I U R N
=， 并给定I2，则21I I q =。
由此推算K 。
如果k 不是整数，可以用
稍大的整数代替。
再用k 值去计算q ，及各级电阻
（2）先确定I1，即最大电流。
再确定11I U R N
=，在给定K 的条件下，算出K a R R q 1=。
要校验I2是否大于负载转矩。
如果大于，就可以计算各级启动电阻。
他励直流电动机串电阻启动
课程设计名称：电机与拖动课程设计
题目：他励直流电动机串电阻启动
专业：自动化
班级：
姓名：
学号：
课程设计任务书
一、设计题目
他励直流电动机串电阻启动
二、设计任务
某工厂有一台他励直流电动机，已知参数如下：
Pn=200kw
Uan=440v
Ian=497A
nN=1500r/min
三、设计计划
第1天: 查找并收集相关资料
第2天: 总结并整理设计的内容
第3天: 系统的进行相关课题的设计
第4天: 总结并写论文
第5天: 准备答辩
四、设计要求
1、设计工作量为按要求完成设计说明书一份
2、设计必须根据进度计划按期完成
3、设计说明书必须经指导教师审查签字方可答辩
指导教师：王继强刘春喜李国华
教研室主任：汪玉凤
时间：2011年6月24日
摘要
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。
滞留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，但是它具有良好的启动、调速和制动性能，因此在速度调节要求较要、正反转和启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。
直流电动机电枢串电阻
引言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。
滞留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，但是它具有良好的启动、调速和制动性能，因此在速度调节要求较要、正反转和启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。
一、直流电动机的工作原理如图1—1所示，电枢绕组通过电刷接到直流电源上，绕组的转轴与机械负载相连，这是便有电流从电源正极流出，经电刷A流入电枢绕组，然后经过电刷B流回电源的负极。
在图（a）所示位置，在N级下面导线电流是由a到b，根据左手定则可知导线ab受力的方向向左，而cd的受力方向是向右的。
当两个电磁力对转轴所形成的电磁转矩大于阻转矩是，电动机逆时针旋转。
当线圈转过180度时，这是导线的电流方向变为由d到c和b到a，因此电磁转矩的方向仍然是逆时针的。
这样就使得电机一直旋转下去。
图1—1 直流电动机的工作原理图二、直流电动机的结构直流电机由定子、转子和机座等部分构成。
2.1、转子电枢铁心——电枢铁心既是主磁路的组成部分，又是电枢绕组支撑部分；电枢绕组就嵌放在电枢铁心的槽内。
电枢绕组——电枢绕组由一定数目的电枢线圈按一定的规律连接组成，他是直流电机的电路部分，也是感生电动势，产生电磁转矩进行机电能量转换的部分。
换向器—在直流发电机中，换向器起整流作用，在直流电动机中，换向器起逆变作用，因此换向器是直流电机的关键部件之一。
2.2、定子主磁极——主磁极的作用是建立主磁场。
绝大多数直流电机的主磁极不是用永久磁铁而是由励磁绕组通以直流电流来建立磁场。
主磁极由主磁极铁心和套装在铁心上的励磁绕组构成。
机座——机座有两个作用，一是作为主磁极的一部分，二是作为电机的结构框架。
他励直流电动机串电阻启动的设计
他励直流电动机串电阻启动的设计The final edition was revised on December 14th, 2020.题目他励直流电动机串电阻启动的设计专业：电气工程及其自动化班级：13电牵1班姓名：陈贤第学号：20课程设计任务书一、设计题目他励直流电动机串电阻启动的设计二、设计任务某工厂有一台他励直流电动机，已知参数如下Pan=200kw ； Uan=440v ； Ian=497A ； nN=1500r/min； Ra=f2：采用分级启动，启动电流最大不超过2Iax..求各段电阻值，并且求出切除电阻时的瞬时转速和电动势，并作出机械特性曲线，对启动特性进行分析。
二、设计计划第1天查阅资料，熟悉所选题目：第2天根据基本原理进行方案分析: 第3天整理思路，按步骤进行设ih 第4天整理设计说明书：第5天准备答辩：四、设计要求1、设计工作量为按要求完成设计说明书一份。
2、设计必须根据进度讣划按期完成。
3、设计说明书必须经指导教师审查签字方可答辩。
摘要他励直流电动机启动时山于电枢感应电动势Ea =Ce0ii = 0 ,最初启动电流IS=U/Ra,若直接启动，山于Ra很小,ISt会十儿倍甚至儿十倍于额定电流，无法换向，同时也会过热,因此不能直接启动。
要限制启动电流ISt的大小可以有两种方法:降低电枢电压和电枢回路吊接附加电阻。
本文仅以他励直流电动机的串电阻启动为主题进行详细的阐述。
在实际中，如果能够做到适当选用各级启动电阻，那么串电阻启动山于其启动设备简单、经济和可黑，同时可以做到平滑启动，因而得到广泛应用。
但对于不同类型和规格的直流电动机，对启动电阻的级数要求也不尽相同。
关键i司：他励直流电动机；启动电流；串电阻启动；目录引言 ................................... 错误!未定义书签。
1直流电动机............................ 错误!未定义书签。
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指导教师评定成绩：审定成绩：重庆邮电大学移通学院课程设计报告设计题目：直流电机的串电阻启动过程设计学校：邮电大学移通学院学生姓名：专业：班级：学号：指导教师：设计时间： 2012 年 12月邮电大学移通学院目录一、直流电动机的综述 (1)二、他励直流电动机 (2)三、设计容 (6)四、结论 (10)五、心得体会 (12)六、参考文献 (12)一、直流电动机的综述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。
直流电动机的工作原理如图1-1，电枢绕组通过电刷接到直流电源上，绕组的转轴与机械负载相连，这是便有电流从电源正极流出，经电刷A流入电枢绕组，然后经过电刷B流回电源的负极。
在N级下面导线电流是由a到b，根据左手定则可知导线ab受力的方向向左，而cd的受力方向是向右的。
当两个电磁力对转轴所形成的电磁转矩大于阻转矩是，电动机逆时针旋转。
当线圈转过180度时，这是导线的电流方向变为由d到c 和b到a，因此电磁转矩的方向仍然是逆时针的 ,这样就使得电机一直旋转下去。
图1-1 直流电动机的工作原理图二、他励直流电动机1.他励直流电动机机械特性电动机的机械特性是指电动机的转速与转矩的关系。
机械特性是电动机机械性能的主要表现，它与负载的机械特性，运动方程式相联系，将决定拖动系统稳定运行及过渡过程的工作情况。
机械特性中的是电磁转矩，它与电动机轴上的输出转矩是不同的，其间差一空载转矩，即在一般情况下，因为空载转矩相比或很小，所以在一般的工程计算中可以略去，即在《电机学》中已知直流电动机的机械特性方程式为式中R为电枢回路总电阻，包括及电枢回路串联电阻，为理想空载转速记为，记为，为机械特性的斜率。
当，，电枢回路没有串电阻时的机械特性称为直流电动机的固有机械特性。
当改变U或或电枢回路串电阻时，其机械特性的或将相应变化，此时称为直流电动机的人为机械特性。
若不计电枢反应的影响，当电动机正向运行时，其机械特性是一条横跨I、II、IV象限的直线。
其中第I象限为电动机运行状态，其特点是电磁转矩的方向与旋转方向（转速的方向）相同，第II、IV 象限为制动运行状态。
电动机在制动状态运行，是产生一个与转向相反的阻力矩，以使电机拖动系统迅速停车或限制转速的升高。
制动状态转矩的方向与转速的方向相反，此时电动机从输出轴上吸收机械能并转化为电能反馈回电网或消耗在电阻中。
第III象限为反向电动运行。
制动运行的方式分为能耗制动、反接制动和回馈制动。
⒉他励直流电动机启动条件直流电动机拖动负载顺利起动的条件是：1) 起动电流限制在一定围，即I st ≤l I N ， l 为电机的过载倍数；2) 足够大的起动转矩，T st ≥（1.1～1.2）T N ； 3) 起动设备简单、可靠。
由I st =U N /R a 可知，限制起动电流的措施有两个：一是增加电枢回路电阻，二是降低电源电压，即直流电动机的起动方法有电枢串电阻和降压两种。
3.他励直流电动机的起动①直接起动直接起动是指接通励磁电源后，将电动机的电枢直接投入额定电压的电源上起动。
直接起动又称为全压起动。
由于起动瞬间，转速等于零，电枢绕组的感应电动势 0=Φ=n C E e a （4-1）则起动电流为a Na a N st R U R E U I =-=（4-2）由于电枢绕组的电阻Ra 很小，所以起动电流很大，可达到额定电流的十几倍。
该电流对电网的冲击很大。
因而，除了小容量电机可采用直接起动外，对大中、容量的电动机不能直接起动。
②降电压起动降低电枢电压起动，即起动前将施加在电动机电枢两端的电源电压降低，以减小起动电流，电动机起动后，再逐渐提高电源电压，使起动电磁转矩维持在一定数值，保证电动机按需要的加速度升速。
这种起动方法需要专用电源，投资较大，但起动电流小，起动转矩容易控制，起动平稳，起动能耗小，是一种较好的起动方法。
③电枢串电阻起动在实际中，如果能够做到适当选用各级起动电阻，那么串电阻起动由于其起动设备简单、经济和可靠，同时可以中道平滑快速情动，因而得到广泛应用。
但对于不同类型和规格的直流电动机，对起动电阻的级数要求也不尽相同。
下面所示直流他励电动机电枢电路串电阻二级起动为例说明起动过程。
起动过程分析：如图4-1（a）所示，当电动机已有磁场时，给电枢电路加电源电压U。
触点KM1、KM2均断开，电枢传入了全部附加电阻Rk1+Rk2电枢回路总电阻为Ral=ra+Rk1+Rk2。
这时起动电流为：（4-3）与起动电流所对应的起动转矩为T1。
对应于由电阻所确定的人为机械特性如图4-1（b）中的曲线1所示。
n 0hecITOT LI LI 2T 2g mfd32b1R alαr aR a2（b ）特性图（a ）电路图图4-1 直流他励电动机分二级起动的电路和特性根据电力拖动系统的基本运动方程：（4-4）式中： T ——电动机的电磁转矩； T L —— 由负载作用所产生的阻转矩；Jdw/dt --电动机转矩克服负载转矩后所产生的动态转矩。
由于起动转矩T 1大于负载转矩T L ,电动机收到加速转矩的作用，转矩有零逐渐上升，电动机开始起动。
在图4-1（b ）中，由a 点沿着曲线1上升，反电动势亦随之上升，电枢电流下降，电动机的转矩亦随之下降，加速转矩减小。
上升到b 点时，为保证一定的加速转矩，控制触点K M1闭合，切除一段起动电阻R k1后，b 点所对应的电枢电流I 2成为切换电流，其对应的电动机的转矩T 2成为切换转矩。
切除R K1后 ,电枢回路总电阻为R a2=r a +R k2。
这时电动机对应于由电阻R a2确定的人为机械特性。
在切除起动电阻R K1的瞬间，由于惯性电动机的转速不变，仍为n b ，其反电动势亦不变。
因此，电枢电流突增，其相应的电动势转矩也突增。
适当的选择切除的电阻值R k1，使切除R k1后的电枢电流刚好等于I 1,所对应的转矩为T 2，即在曲线2上的c 点。
又有T1>T2,电动机在加速转矩作用下，由c点沿曲线2上升到d点。
控制点K M2闭合，又切除一切起动电阻R k2。
同理，由d点过度到e点，而且e点正好在固定的机械特性上。
电枢电流又由I2突增到I1相应的电动机转矩由T2突增到T1。
T1>T2，沿固有特性加速到g点T=T L，n=n g 电动机稳定运行，起动过程结束。
在分级起动过程中，各级的最大电流I1（或者相应的最大转矩T2）及切换电流I2（或者与之对应的切换转矩T2）都是不变的，这样，使得起动过程中有均匀的加速。
要满足以上电枢回路串接电阻分级起动的要求，前提是选择合适的各级起动电阻。
三、设计容由直流电动机铭牌知数据：P N =22KW , I N =116.3A ,U N =220V , n N =1500r/min1)选择启动电流和切换电流I 1=(2.0～2.5)I N =(2.0～2.5) ×116.3A=(232.6-290.7)A I 2=(1.1～1.2)I N =(1.1～1.2) ×116.3A=(127.9-139.5)A 取 I 1=2.2I N =2×116.3A=232.6A I 2 =1.2I N =1×116.3A=116.3A 2)求出起切电流比β=21I I =2 3)求出启动时电枢电路的总电阻R am R am =1I U N=0.95Ω 4)求出启动级数m 取m=35)重新计算，校验切换电流或校验切换转矩β=m a 1NR I U =1.93I 2=β1I =120.51AI 2在规定围之。
6)求出各级总电阻设对应转速n 1、n 2、n 3、时电势分别为E a1、E a2、E a3，则有： b 点 R 3I 2=U N -E a1 c 点 R 2I 1=U N -E a1 d 点 R 2I 2=U N -E a2 e 点 R 1I 1=U N -E a2 f 点 R 1I 2=U N -E a3 g 点 R a I 1=U N -E a3 求得R 3= R am =1I U N=0.9532Ω R 2=0.4717Ω R 1=0.2352ΩR a = 0.1173Ω比较以上各式得： =1.937)求出各级启动电阻输入功率 P 1= U N ×I N =220×116.3W=25586W 总损耗 ΔP=P 1-P N =25586-22000W=3586W电枢回路电阻R a = 231021NN N N I P I U ⨯-=0.1326Ω R st1=(β-1)R a =0.12332Ω R st2=(β-1) βR a =βR st1=0.23801Ω R st3=(β-1) β2R a =β2R st3=0.45935ΩβI I R R R R R R 21a 11223====8)设计控制直流电机串电阻启动的控制电路原理图四．结论⑴额定功率较小的电动机可采用在电枢电路串起动变阻器的方法起动。
起动前先把起动变阻器调到最大值，加上励磁电压U f，保持励磁电流为额定值不变。
在接通电枢电源，电动机开始起动。
随着转速的升高，逐渐减小起动变阻器的电阻，直到全部切除。
额定功率比较大的电动机一般采用分级方法以保证起动过程中既有比较大的起动转矩，又使起动电流不会超过允许值。
⑵他励直流电动机串电阻启动计算方法 ①选择启动电流和切换电流启动电流为I 1=(2.0～2.5)I N ，对应的启动转矩T 1=(1.5～2.0)I N 切换电流为I 2=(1.1～1.2)I N ，对应的启动转矩T 2=(1.1～1.2)I N②求出起切电流比β=β=21I I ③求出启动时电枢电路的总电阻R am R am =1I U N④求出启动级数m重新计算，校验切换电流或校验切换转矩β=ma 1NR I U ， I 2=β1I，跟据得出的β重新求出I 2，并校验I 2是否在规定围。
若不在规定围，需改变启动级数m 重新计算β和I 2，直到符合要求为止。
⑥求出各级总电阻设对应转速n 1、n 2、n 3、时电势分别为E a1、E a2、E a3，则有：b 点 R 3I 2=U N -E a1c 点 R 2I 1=U N -E a1d 点 R 2I 2=U N -E a2e 点 R 1I 1=U N -E a2f 点 R 1I 2=U N -E a3g 点 R a I 1=U N -E a3 比较以上各式得: ⑦求出各级启动电阻 R st1=(β-1)R a R st2=(β-1) βR a =βR st1 R st3=(β-1) β2R a =β2R st2 …R stm =(β-1) βm-1R a =βm-1R stm-1五．心得体会经过为期一周的研究与设计，本次电机与拖动课程设计———直流电机的串电阻启动过程设计较为顺利的完成。