他励直流电动机的启动
他励直流电动机启动电阻计算
他励直流电动机启动电阻计算直流电动机启动电阻计算是指在直流电动机启动过程中，所需要的电阻值的计算。
启动电阻主要是为了控制电动机的起动过电流，防止电动机受到过大的电流冲击而损坏。
下面将从电动机启动原理、启动电流计算和电阻选择等方面详细介绍直流电动机启动电阻的计算。
一、直流电动机启动原理直流电动机启动过程中，由于电动机定子绕组的电阻性质，电动机的起动过电流会比额定电流大很多。
这是因为电动机在起动时，由于转子没有运动而感应电动机的电势是零，此时电动机的主磁场只是由励磁线圈提供，磁场较弱，电磁转矩也较小。
而电动机的旋转惯量需要通过电动机转子的惯性来克服，当电动机转子开始运动之后，才能发展出一定的电磁转矩。
因此，在电动机启动的瞬间，电机所需电磁转矩远大于额定转矩，此时的启动电流是很大的。
二、直流电动机启动电流计算直流电动机起动时的电流可以通过以下公式计算：I=(E-U0)/R其中，I为电动机启动电流，E为电动机绕组的电枢电压，U0为电动机绕组冷态的电枢电压，R为电动机绕组的起动电阻。
三、电启动电阻的选择直流电动机启动电阻的选择是需要根据电动机的启动特性和负载特性来综合考虑的。
一般来说，启动电阻的阻值可以根据电动机的起动电流来计算，然后选择与启动电流相匹配的电阻阻值。
而启动电阻的功率则需要根据实际需要来确定，一般来说，功率越大，启动时间越短，电阻的大小也需要相应地调整。
在选择启动电阻时，还需要考虑电阻的稳定性和耐压性等方面的要求。
电动机启动电阻需要经常工作在高电流下，因此电阻需要具备良好的散热性能，以防止电阻因过热而损坏。
此外，还需要选择能够承受电动机起动时的峰值电压的耐压电阻。
在实际应用中，为了提高电动机的性能和节约能源，也可以采用其他启动方式，如星三角启动、自耦启动等方法，此时的电启动电阻计算方法会有所不同。
对于大型的直流电动机，还可以采用电动机软起动器等设备来实现启动电流的控制，以达到更高的效率和性能。
他励直流电动机的启动方法
他励直流电动机的启动方法
嘿，朋友们！今天咱就来好好聊聊他励直流电动机的启动方法。
你看啊，就像我们人跑步前要先热热身一样，他励直流电动机启动也得有合适的法子。
直接全功率启动？那可不行哦，就好比让一个还没准备好的人突然冲刺，肯定得出问题呀！
先来瞧瞧电枢回路串电阻启动吧。
这就像给电动机加上了一个缓冲带，让它慢慢加速，不至于一下子受不了。
你想想，要是你猛地让一辆车从静止飙到高速，车能吃得消吗？肯定不行嘛！比如说一个工厂里的大型设备，用这种方法启动，就能平稳地进入工作状态啦，多棒呀！
还有降低电源电压启动呢。
这就好像轻轻推着电动机往前走，让它循序渐进地动起来。
举个例子，要是你去推一个很重的东西，你肯定也是慢慢地加大力气，而不是一下子使猛劲吧。
这种启动方法对电动机的冲击小了很多，能更好地保护它呢。
哎呀，咱说了这么多，总结一下就是，选用合适的启动方法对他励直流电动机来说太重要啦！就像给它找了一条最合适的路，让它能顺顺利利地跑起来呀。
可别小瞧这些方法，用对了，那电动机就能长久稳定地工作，要是
用错了呀，说不定啥时候就出毛病啦。
所以呀，大家一定要好好记住这些启动方法，让我们的他励直流电动机发挥出最大的作用！。
他励直流电动机起动方法(一)
他励直流电动机起动方法(一)他励直流电动机起动1. 简介•了解他励直流电动机起动的基本原理•探讨为什么需要使用他励直流电动机2. 常见起动方法钥匙启动•使用钥匙来启动他励直流电动机•需要先将钥匙插入启动开关，然后拧动键位来启动电动机按钮启动•使用按钮来启动电动机•按下按钮后，电动机会被启动，可以通过调节按钮的位置来调整启动电流和加速度脚踏启动•使用脚踏来启动电动机•脚踏启动器通常连接到电动机控制台的底部，通过踩踏脚踏来启动电动机3. 特殊起动方法遥控启动•使用遥控器来启动电动机•遥控启动器通常是通过无线方式与电动机控制台连接，通过按下遥控器上的按钮来启动电动机变频起动•使用变频器来启动电动机•变频器可以调节电动机的转速和起动过程中的电流变化，提供更精确的控制感PLC控制启动•使用PLC（可编程逻辑控制器）来启动电动机•通过编写PLC程序，控制电动机的启动过程，可以根据实际需求进行灵活调整和自动化控制4. 结论•了解不同的他励直流电动机起动方法•根据实际需求选择合适的起动方式•在电动机起动过程中，注意安全和效率的平衡以上是针对”他励直流电动机起动”的相关内容介绍，希望可以对您有所帮助。
5. 选用适当的起动方法在选择适当的起动方法之前，需要考虑以下几个因素：动力需求•评估所需的起动电流和加速度•不同起动方法对电动机的动力需求有所不同，根据实际情况选择合适的方法控制要求•考虑是否需要对起动过程进行精确的控制•如果需要精确控制电动机起动过程中的转速和电流变化，可以选择使用变频器或PLC控制启动方便性和安全性•考虑操作的方便性和安全性•钥匙启动和按钮启动较为常见，操作简单方便，但可能缺乏精确控制•脚踏启动需要特定的脚踏装置，操作相对不太方便•遥控启动可以远程操作，但需要有相应的遥控器和接收器自动化需求•考虑是否需要自动化控制电动机的起动过程•如果需要自动化控制，可选择使用PLC控制启动，并根据实际需求编写相应的PLC程序综合考虑这些因素，选择适合自己需求的起动方法是关键。
4 他励直流电动机的运行
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1.电枢串电阻调速
电枢回路串接电阻调速方法的特点： 优点：设备简单，调节方便； 缺点：调速范围小，电枢回路串入电阻后 电 动机的机械特性变“软”，使负载变动时 电动机产生较大的转速变化，即转速稳定性差， 而且调速效率较低。
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恒功率调速 调速中，保持Ia=IN，若Ф↓→n↑，
P =常数。
在保持电枢电流接近或等于额定值条件
下，调速过程中电动机允许输出功率不变的
调速方法称为恒功率调速。如 改变电动机主
磁通Ф 的调速方法就属于恒功率调速方法。
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调速方式与负载类型配合问题
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4.2 他励直流电动机的调速
注意：调速与转速自然变化的区别。
“转速的自然变化”是指生产机械的负载转 矩发生变化时，电动机的电磁转矩T要相应发生 变化，电动机的转速也将随着发生变化。调速 是通过人为手段改变电机参数而实现的转速变 化。
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电气调速方法
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静差率比较
同样硬度 的特性，转速 越低，静差率 越大，越难满 足生产机械对 静差率的要求。
不同机械特性对应的静差率
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2.调速范围D
定义：
nmax D nmin
指额定负载时，电力拖动系统可能运行的 最高转nmax与最低转速nmin之比。其中nmax受直 流电动机转动部分机械强度与换向条件的限制， nmin受低转速时相对稳定性的限制。
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。
第四章 他励直流电动机的运行
•
流启动电流 启动转矩 TS
IS
UN Ra
KeN IS
IN 。 TN 必须限制起动电流 。
• 将使电机绕组、电刷和换向器烧坏。
• 切记：工业直流电动机不能加全电压直接起动。
• 通常限制启动电流的启动方法有：降压起动和 电枢回路串电阻起动。
4.1.1 电枢回路串电阻启动
• 电枢回路串入电阻，启动电流为
不限流时
Is
Ia
220 1.3
170A
>>
IN
电机带额定负载，要求将起动电流限制在2倍额定电流范围 内
• 若采用电阻限流，求应串接的附加电阻； • 若此电阻起动完成后不切除，求稳定后的转速。 • 若采用降压限流，求起动时的电枢电压； • 若此起动电压保持不变，求稳定后的转速
解：
Rc
U IS
Ra＝
0.90 0.133
4.1 他励直流电动机的启动
➢ 他励直流电动机的起动方法
• 他励直流电动机起动时，必须保证先有磁场（即 先通励磁电流），而后加电枢电压。
• 不考虑电枢电感对电枢电流的影响，电枢电流Ia
为
U＝Ea RaIa＝Ke n RaIa
Ia
U Ea Ra
• 起动时n＝0， Ea 0 如直接加额定电压起动，电
– 主要分析：他励直流电动机拖动一恒定负载时，且 不考虑电枢反应，当电枢电压发生变化时，工作点 得变化如下图所示。
U
R
n Ce CeCT 2 T
n 1
2 A
+n -n
0
T
• 不稳定运行系统分析
– 主要分析：他励直流电动机拖动一恒定负载时，
考虑电枢反应，且负载转矩特性与电动机机械
他励直流电机的启动原理与运行
他励直流电机的运行直流电动机的起动电动机接到规定电源后，转速从0上升到稳态转速的过程称为起动过程。
他励直流电动机起动时，必须先保证有磁场（即先通励磁电流），而后加电枢电压。
合闸瞬间的起动电流很大应尽可能的缩短启动时间，减少能量损耗以及减少生产中的损耗起动电流大的原因：１、起动开始时：n=0,Ea=CeΦn=0,２、电枢电流：Ia=(U-Ea)/Ra=U/Ra Ra一般很小这样大的起动电流会引起后果：１、电机换向困难，产生严重的火花２、过大转矩将损坏拖动系统的传动机构和电机电枢３、供电线路产生很大的压降。
变频器整流回路的启动电阻结论：因此必须采取适当的措施限制起动电流，除容量极小的电机外，绝不允许直接起动起动方法：电枢串电阻启动——起动过程中有能量损耗，现在很少用，在实验室中用降压启动——适用于电动机的直流电源是可调的，投资较大，但启动过程中没有能量损耗。
直流启动器电枢串电阻起动：最初起动电流：Ist=U/(Ra+Rst) 最初起动转矩：Tst=ＫＴΦIst启动电阻：Rst＝（UN／λi IN）－Ra为了在限定的电流Ist下获得较大的起动转矩Tst,应该使磁通Φ尽可能大些，因此起动时串联在励磁回路的电阻应全部切除。
有了一定的转速n后，电势Ea不再为0，电流Ist会逐步减小，转矩Tst 也会逐步减小。
为了在起动过程中始终保持足够大的起动转矩，一般将起动器设计为多级，随着转速n的增大，串在电枢回路的起动电阻Rst逐级切除，进入稳态后全部切除。
起动电阻Rst一般设计为短时运行方式，不容许长时间通过较大的电流。
降压起动：对于他励直流电动机，可以采用专门设备降低电枢回路的电压以减小起动电流。
起动时电压Umin,起动电流Ist：Ist= Umin/Ra< λiIN启动过程中U随Ea上升逐渐上升，直到U=UN串励电动机绝对不允许空载起动。
串电阻起动设备简单，投资小，但起动电阻上要消耗能量；电枢降压起动设备投资较大，但起动过程节能。
他励直流电动机起动方法
他励直流电动机起动方法他励直流电动机是一种无刷直流电机,因其具有较高的效率和可靠性而广泛应用于各种工业和商业应用中。
要使他励直流电动机正常工作,需要确保其电源正确、稳定,同时需要正确起动它。
下面是他励直流电动机起动方法的正文:1. 确定电动机的功率和负载在起动他励直流电动机之前,需要确定电动机的功率和负载。
如果电动机的功率小于负载,则需要增加电源电压以使其能够承载负载。
如果电动机的功率大于负载,则可以使用较小的电源电压来起动电动机。
2. 缓慢增加电源电压当确定了电动机的功率和负载后,可以缓慢增加电源电压以使他励直流电动机开始运转。
在增加电源电压的过程中,需要确保电动机的负载不会过度增加,以免对电动机和电源造成过度压力。
3. 调整电动机的调速方式在他开始运转后,可以通过调整电动机的调速方式来使其运转更加平稳。
可以通过改变电动机的转速控制器的参数来实现不同的调速方式,例如线性调速、PWM调速等。
4. 检查电动机的健康状况在电动机开始运转后,需要定期检查电动机的健康状况。
如果发现电动机出现了异常噪音、发热、振动等问题,需要立即停机进行检查,并采取相应的措施进行维护。
5. 维护和保养他励直流电动机的维护和保养非常重要。
在电动机的日常使用中,需要注意避免过度负载、过电压、过电流等情况,以免对电动机造成损害。
在电动机停车后,需要及时进行维护和保养,包括清洁电动机外壳、更换机油等。
他励直流电动机起动方法需要根据电动机的功率和负载、缓慢增加电源电压、调整电动机的调速方式、检查电动机的健康状况以及维护和保养等多个方面进行综合考虑,以确保电动机能够正常工作并延长使用寿命。
他励直流电动机的启动
实验报告实验名称他励直流电动机的启动指导教师实验类型验证实验学时 2 实验时间2015年10月29日一、实验目的1、学习电机实验的基本要求与安全操作注意事项。
2、认识在直流电机实验中所用的电机、仪表、变阻器等组件及使用方法。
3、熟悉他励电动机(即并励电动机按他励方式)的接线、启动、改变电机转向的方法。
二、预习要点1、如何正确选择使用仪器仪表。
特别是电压表电流表的量程。
2、直流电动机启动时，为什么在电枢回路中需要串接启动变阻器? 不串接会产生什么严重后果?3、直流电动机启动时，励磁回路串接的磁场变阻器应调至什么位置? 为什么? 若励磁回路断开造成失磁时,会产生什么严重后果?三、实验项目1、了解电源控制屏中的电枢电源、励磁电源、校正过的直流电机、变阻器、多量程直流电压表、电流表及直流电动机的使用方法。
2、直流他励电动机的启动、调速及改变转向的方法。
四、实验步骤1、由实验指导老师介绍电机及电气技术实验装置各面板布置及使用方法，讲解电机实验的基本要求，安全操作和注意事项。
2、直流仪表、转速表和变阻器的选择直流仪表、转速表量程是根据电机的额定值和实验中可能达到的最大值来选择，变阻器根据实验要求来选用，并按电流的大小选择串联、并联或串并联的接法。
（1）电压量程的选择如测量电动机两端为220V的直流电压，选用直流电压表为500V或1000V 量程档。
（2）电流量程的选择选用安培表测量电枢电流，选用毫安表测量励磁电流。
（3）电机额定转速为1500r/min，转速表选用激光转速测量表。
（4）变阻器的选择测量各个变阻器的最大值，选择合适的变阻器作为发电机负载电阻与励磁电阻、电动机启动电阻与励磁电阻。
3、他励直流电动机启动步骤（1）按图1.1接线，检查电表的极性（+，-）是否正确，量程是否正确，电动机励磁回路接线是否按牢靠。
然后，将电动机电枢所串联的起动电阻1R ，断开开关S ，并断开电枢电源开关，做好起动准备。
（2）当电动机M 启动后，观察转电动机的偏转方向，逐渐减小电动机起动电阻1R 值，即起动时电阻1R 放在最大位置，启动完毕后将1R 短接。
他励直流电动机的启动
➢ 启动过程分析：
启动瞬间，电机因机械惯性，转子保持静止 n 0 电枢电势Ea 0 ，
由电枢电势方程式U Ea IaRa 可知，
启动电流
I st
பைடு நூலகம்
UN Ra
启动转矩Tst CT Ist
当Tst大于拖动系统的总阻力转矩时，电动机开始转动并加速。随着转速 升高，电枢电势增大，使电枢电流下降，相应的电磁转矩也减小，但只
第二章 直流电动机的电力拖动
第四节 他励直流电动机的启动与反转
1
第四节 他励直流电动机的启动和反转
启动的定义 电动机从接入电网开始转动，到达稳定运行的全部过程称为启动过程或 启动。
直流电动机的启动性能指标： 1. 启动转矩Tst足够大（ Tst TL）； 2. 启动电流Ist不可太大，一般限制在一定的允许范围之内，一般为 （1.5—2）IN； 3. 启动时间短，符合生产机械的要求； 4. 启动设备简单、经济、可靠、操作简便。
一、 他励直流电动机的启动
直流电动机常用的启动方法有三种。 1. 直接启动 ➢ 定义：直接启动就是将电动机直接投入到额定电压的电网上启动。 ➢ 接线图：
启动时，必须先保证有磁场（先闭合励磁回路）， 而后加电枢电压（再闭合电枢回路）。
停机时，必须先断开电枢回路， 再断开励磁回路
一、 他励直流电动机的启动
3. 降压启动
➢ 定义：启动前将施加在电动机电枢两端的电源电压降低，以限制启动电流Ist
启动电压应为：
Ust Ist Ra (1.5 ~ 2)IN Ra
例2-4 接上例题。如果采用降压启动使启动电流为1.5IN时，电源电压应为多少？ 解：求电源电压为： ➢ 启动过程分析： Ust Ist Ra 1.5IN Ra 1.5 207.5 0.067 20.85
他励直流电动机的起动和反转
1 他励直流电动机的起动和反转一．他励直流电动机的起动据直流电动机的电压方程：U ＝E a ＋I a R a ， a a a U E I R -＝。
起动时：n ＝0，E a ＝0，故：a aU I R ＝，R a 只是电枢绕组的电阻，是很小的，故若直流电动机直接加额定电压起动：N st a U I R ＝≈10～20I N 甚至更大，这么大的电流除了所产生的电磁力会损坏拖动系统的传动机构外，对直流电机还会使电刷与换向器间产生强烈的火花甚至环火。
因此除了有较大电枢电阻、转动惯量较小的微型直流电动机外，一般的直流电动机是绝不允许直接起动的。
一般直流电动机允许的最大电流为2I N ，由起动电流公式可知，直流电动机的起动方法有：（一）降压起动：由降压人为机械特性可见，开始时把电压降到令I st <2I N ，T st >T L ，电机开始起动，随着转速上升逐步升高电压，最后电压升到U N ，进入固有机械特性，起动完毕。
要注意避免升压过快产生过大的冲击电流，如图。
（二）电枢回路串电阻起动：由电枢回路串电阻的人为机械特性可见，开始时所串电阻令I st <2I N ，T st >T L ，电机开始起动，随着转速上升逐级撤除电阻，最后全部外串电阻撤除，进入固有机械特性，起动完毕。
要注意避免撤除电阻的瞬间产生过大的冲击电流，如图。
上述起动过程均可采用自动控制系统，则起动性能更好。
二．他励直流电动机的反转由转矩公式：T ＝T C a I φ可知，改变磁通Φ或电枢电流I a 的方向都可使T 反向，从而实现电动机的反转。
故他励直流电动机反转的方法有：1． 电枢反向：励磁接线不变2． 磁场反向：电枢接线不变。
2.4他励直流电动机的起动
特点：起动过程平滑，起动过程中能量损耗少。 难点：如何控制端电压的提高，保持以最大允 许转矩起动。
3
§2-4 他励直流电动机的起动
2、电枢回路串电阻起动
起动时，U=UN，电枢回路中串入电阻RΩ，起动电
流Ist降低。
+ UN
-
I1
Ra
UN R1 R2
R3
UN R3
n
Ia
Ra
RΩ3
nnn0hf
RΩ2Hale Waihona Puke ndRΩ1nb
h
f
d
g e
Ra
R1= RΩ1 + Ra
b
c
R2=RΩ2+ RΩ1 + Ra
If
aT
0
TZ T2
T1 R3=RΩ3+ RΩ2+ RΩ1 + Ra
在起动过程中外串电阻RΩ逐段切除。
4
思考与计算题：P73
5
其他电气设备的正常运行；
起动转矩也达到额定值的 10~20 倍，对传动机构
造成机械冲击。
故直接起动仅用于小容量电动机。
2
§2-4 他励直流电动机的起动
1、降压起动
起动时降低端电压U，起动电流Ist 减小。
一般要求 Ist=(1.5~2.0) IN，且 Tst= (1.5~2.0) TN，故 在不大的起动电流下使电动机顺利起动。
§2-4 他励直流电动机的起动
一、他励直流电动机的起动方法
电动机接通电源后，转速从零
上升到稳态转速的过程，称为起动
过程。
起动初瞬，n = 0，Ea= 0，故此
3.4直流他励电动机的启动特性&3.5直流他励电动机的调速特性
13
3.5.2 改变电动机电枢供电电压U
因此，直流电动机是不允许直接启动的，即在启 动时必须设法限制电枢电流。
2
限制直流电动机的启动电流的方法： 一是降压启动，即在启动瞬间，降低供电电源电压， 随着转速n的升高，反电势增大，再逐步提高供电电 压，最后达到额定电压UN时，电动机达到所要求的 转速。 二是在电枢回路内串接外加电阻启动，此时启动电 流Ist＝UN／(Ra+Rst)将受到外加启动电阻Rst的限制， 随着电动机转速n的升高，反电势E增大，再逐步切 除外加电阻一直到全部切除，电动机达到所要求的 转速。
9
金属切屑机床，根据工件尺寸、材料的性质、切屑用 量、刀具特性、加工精度等不同，需要选用不同的切削速 度，以保证产品质量和提高生产效率； 电梯类或其他要求稳速运行或准确停止的生产机械， 要求在启动和制动时速度要慢或停车前降低运转速度以实 现准确停止。 实现生产机械的调速可以采用机械的、液压的或电气 的方法。
19
过大的启动电流的危害：
1.过大的启动电流使电动机在换向过程中产生火 花，烧坏整流子； 2.过大的电枢电流产生过大的电动应力，可能引 起绕组的损坏，而且产生与启动电流成正比例的启动 转矩，会在机械系统和传动机构中产生过大的动态转 矩冲击，使机械传动部件损坏； 3.对供电电网来说，过大的启动电流将使保护装 置动作，切断电源造成事故，或者引起电网电压的下 降，影响其他负载的正常运行。
6
他励直流电动机的运行
他励直流电动机三种调速方法的性能比较
调速方法 调速方向
电枢串电阻 降电源电压
向下调
向下调
减弱磁通 向上调
δ≤50%时调速范围
一定调速范围内转速 的稳定性 负载能力 调速平滑性 设备初投资 电能损耗
~2
差 恒转矩 有级调速
少 多
10~12
好 恒转矩 无级调速
多 较少
1.2~2 3~4
与δ无关
较好
恒功率 无级调速
TL T C
保持励磁电流If的大小及方向不变， 将开关接至R， 电枢从电 网脱离经制动电阻R闭合。
参数特点：=N，U=0， 电枢回路总电阻R=Ra＋R
实际上是一台他励直流发电机。轴上的机械能转化成电能， 全 部消耗于电枢回路的电阻上， 所以称为能耗制动。
他励直流电动机能耗制动过程中的功率关系
输 入 电枢回路总 电磁功率
n0
n0
D nmax nmax
nmax
n
nmin
n0 nN
n0
1
nN n0
n0
nmax
nmax
n0
nN 1 nN 1
nN
nmax
D1
0
nN nmin
nN 1
1
nN 2 nN 3
3
2
TN
T
2.调速的平滑性 平滑系数：相邻两级转速或线速度之比。
ni
ni 1
3.调速的经济性 设备的初投资、调速时电能的损耗、运行时的维修费用等
电动机的电磁功率：
O TL
PM T
T
9.55Ce
N
I
a
2
60
UN
Ce
实验一他励直流电动机的起动与调速
- - -开放大学电气传动技术及应用实验一他励直流电动机的起动与调速实验报告分校：_____ _____班级：__________________学生：__________________学号：__________________实验成绩：__________________批阅教师：__________________实验日期年月日实验一他励直流电动机的起动与调速一、实验目的1、学习电机实验的基本要求与安全操作注意事项。
2、认识在直流电机实验中所用的电机、仪表、变阻器等组件及使用方法。
3、熟悉他励电动机(即并励电动机按他励方式)的接线、起动、改变电机转向与调速的方法。
二、实验项目1、了解DD01电源控制屏中的电枢电源、励磁电源、校正过的直流电机、变阻器、多量程直流电压表、电流表及直流电动机的使用方法。
2、用伏安法测直流电动机和直流发电机的电枢绕组的冷态电阻。
3、直流他励电动机的起动、调速及改变转向。
三、实验设备及控制屏上挂件排列顺序1、实验设备2、控制屏上挂件排列顺序D31、D42、D41、D51、D31、D44四、实验说明及操作步骤1、由实验指导人员介绍DDSZ-1型电机及电气技术实验装置各面板布置及使用方法，讲解电机实验的基本要求，安全操作和注意事项。
2、用伏安法测电枢的直流电阻图1-1 测电枢绕组直流电阻接线图（1）按图1-1接线，电阻R用D44上1800Ω和180Ω串联共1980Ω阻值并调至最大。
A表选用D31直流、毫安、安培表，量程选用5A档。
开关S选用D51挂箱。
（2）经检查无误后接通电枢电源，并调至220V。
调节R使电枢电流达到0.2A（如果电流太大，可能由于剩磁的作用使电机旋转，测量无法进行；如果此时电流太小，可能由于接触电阻产生较大的误差），迅速测取电机电枢两端电压U和电流I。
将电机分别旋转三分之一和三分之二周，同样测取U、I三组数据列于表1-1中。
（3）增大R使电流分别达到0.15A和0.1A，用同样方法测取六组数据列于表1-1中。
第4章 他励直流电动机的运行
• 他励直流电动机的启动 电枢回路串电阻启动，降低电源电压启动。
• 他励直流电动机的调速 电枢串电阻调速，降低电源电压调速，弱磁调速。
• 他励直流电动机的电动与制动 电动运行，能耗制动，反接制动，倒拉反转 运行，回馈制动运行。
• *他励直流电动机的过渡过程
4.1 他励直流电动机的启动
p0
回馈给电源。“过程”是指 没有稳定状态，是变速过程。
|P1|
|PM|
|P2|
1. 正向回馈制动运行
• 电车在下坡时，TL2<0，加 速，当n超过n0后，T<0，T 与n反向。最后稳定在B点运 行。
• T与n反向，且n>0，电动机 为正向反馈运行。功率关系 与正向反馈过程相同。
• 功率关系与发电机一致，由 称发电状态。
0
TL1 T
e -n0
B -UN，Ra
nC
C
4.3 他励直流电动机的电动与制动运行
• U连续变化时，转速也连续变化，无级调速。 比电枢串电阻调速要平滑的多，是直流电力拖 动系统广泛采用的调速方式。
3. 弱磁调速
n
UN
Ce
Ra
CeCt
2
T
n0
n
• 保持U和Ra ，减弱磁通Φ时，n0↑，Δn↑（斜率 变大），弱磁时转速升高。
n
UN
Ce
Ra
Ce
Ia
,
T CtIa 9.55 CeIa
PM=TΩ=UIa-Ia2Ra
如拖动恒功率负载： TLΩ=常数 PM = TΩ = TLΩ=常数 Ia=常数
n
Φ1<ΦN
n01 A1(n1)
n0
A(nN) Φ1
他励直流电动机的启动方法
他励直流电动机的启动方法
他励直流电动机的启动方法通常有以下几种：
1. 直接起动法：将励磁电流和电动机的旋转方向同时接通，使电动机快速起动。
2. 串励起动法：先将电动机的励磁回路接通，使励磁磁通产生；然后将电动机的旋转方向接通，使电动机起动。
3. 平行励起动法：与串励起动法类似，但在起动过程中，先将抵抗器与电动机的并联回路接通，阻断一部分励磁电流，待电动机起动后再将抵抗器断开，使励磁电流恢复正常。
4. 电压励起动法：通过调节励磁电流的电压，控制励磁磁通的大小，使电动机起动。
5. 自励起动法：通过电源和整流器等装置，将电动机的输出电压重新供给到励磁回路中，使电动机自行起动。
这种方法适用于一些小型直流电动机。
直流他励电动机的起动方法
直流他励电动机的起动方法一、直接起动1.1 直接起动的原理直流他励电动机直接起动呢，就是把电动机直接接到额定电压的电源上。
这就好比跑步比赛，裁判一声令下，选手就全力冲刺。
这种方法简单粗暴，电路里不需要额外加啥复杂的东西。
可是啊，这就带来个大问题，电动机刚起动的时候，转速为零，反电动势也为零。
这时候电枢电流就会特别大，大到啥程度呢？能达到额定电流的十几倍甚至几十倍呢，这就像洪水猛兽一样，会对电动机造成严重的冲击，很容易损坏电机。
就像一个人突然承受巨大的压力，身体肯定吃不消啊。
1.2 直接起动的应用场景这种直接起动的方法啊，一般很少用。
只有在小容量的直流他励电动机，并且对电动机的冲击影响不太在意的时候才会考虑。
比如说一些小型的电动玩具里的电动机，功率小，偶尔这么直接起动一下，还能凑合。
但在大多数工业生产中，那是绝对不敢这么干的，毕竟那些大型电动机可都是价值不菲的“宝贝”，要是因为直接起动弄坏了，那可就亏大了，真可谓是“因小失大”啊。
二、电枢回路串电阻起动2.1 串电阻起动的原理这电枢回路串电阻起动啊，就聪明多了。
在电动机的电枢回路里串上一个可变电阻。
刚起动的时候，电阻值调得比较大，这就像给电流的流动设置了一些“关卡”，限制了起动电流。
随着电动机转速的升高，反电动势逐渐增大，这时候再逐步减小串联电阻的值。
这就好比登山的时候，刚开始坡度太陡，我们就慢慢走，等适应了再加快速度。
这个过程是逐步进行的，就不会出现直接起动时电流过大的问题。
2.2 串电阻起动的操作要点在操作的时候啊，要根据电动机的特性和负载情况来合理选择串联电阻的大小和调节的速度。
如果电阻选得不合适，或者调节得太快或太慢，都会影响电动机的起动性能。
比如说电阻太大了，电动机可能就没劲儿，起动不起来，就像小马拉大车；电阻太小呢，又起不到限制电流的作用，就像掩耳盗铃一样，自欺欺人。
而且这个调节过程需要一定的经验和技巧，就像炒菜放盐一样，得恰到好处。
2.3 串电阻起动的优缺点这种起动方法的优点就是能够有效地限制起动电流，对电动机起到保护作用。
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（3）启动设备操作方便，启动时间短，运行可靠，成 本低廉。
2.4Байду номын сангаас1 直接启动
直接启动就是在他励直流电动机
的电枢上直接加以额定电压的启动
方式，如图2.17所示。启动时，先 合Q1建立磁场，然后合Q2全压启动。
2.4.2 电枢回路串电阻启动
电枢回路串电阻启动即启动时在电枢回路串 入电阻，以减小启动电流 Ist ,电动机启动后，再 逐渐切除电阻，以保证足够的启动转矩。图2.18 为三级电阻启动控制接线和启动工作特性示意图。 电动机启动前，应使励磁回路附加电阻为零，以 使磁通达到最大值，能产生较大的启动转矩。
图2.18 他励直流电动机串电阻启动的机械特性
电枢回路串电阻启动（续1）
启动开始瞬间，电枢电路中接入全部启动电
阻 动，机启转动速电的流不断Ist 增Ra 加 R1U，NR2 电R3 枢达电到流最和大电值磁，转随矩着将电逐 渐减小，电动机沿着曲线1的箭头所指的方向变 化。当转速升高至 n1 ，电流降至 Ist（2 图中b点） 时，接触器KM1触头闭合，将电阻 R1 短接，由于
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；启动转矩也很大， 造成机械冲击，易使设备受损。因此，除个别容 量很小的电动机外，一般直流电动机是不容许直 接启动的。
对于一般的他励直流电动机，为了限制启动 电流，可以采用电枢回路串联电阻或降低电枢电 压启动的启动方法。
接，使励磁电流反向，磁通即改变方向。
（2）改变电枢电压极性 保持励磁绕组两端的电压极性不变，将电枢
绕组反接，电枢电流即改变方向。
他励直流电动机的反转（续1）
由于他励直流电动机的励磁绕组匝数多，电 感大，励磁电流从正向额定值变到反向额定值的 时间长，反向过程缓慢，而且在励磁绕组反接断 开瞬间，绕组中将产生很大的自感电动势，可能 造成绝缘击穿，所以实际应用中大多采用改变电 枢电压极性的方法来实现电动机的反转。但在电 动机容量很大，对反转速度变化要求不高的场合， 为了减小控制电器的容量，可采用改变励磁绕组 极性的方法实现电动机的反转。
2.4 他励直流电动机的启动
电动机转子从静止状态开始转动，转速逐渐上升， 最后达到稳定运行状态的过程称为启动。电动机在启动 过程中，电枢电流 I a 、电磁转矩Tem 、转速n都随时间变 化，是一个过渡过程。开始启动的一瞬间，转速等于零， 这转时矩的称电为枢启电动流转称矩为，启用动电表流T示st，。用一般对表直示I st 流，电对动应机的电的启磁 动有如下要求。
机械惯性转速不能突变，电动机将瞬间过渡到特 性曲线2上的c点（c点的位置可由所串电阻的大 小控制），电动机又沿曲线2的箭头继续加速。 当转速升高至 n2 电流又降至 Ist2（图中d点）时， 接触器 触KM头2 闭合，将电阻 短接R2 ，由于机械 惯性转速不能突变，电动机将瞬间过渡到特性曲 线3上的e点，电动机又沿曲线3的箭头继续加速。
图2.19 他励直流电动机 降压时的机械特性
2.4.4 他励直流电动机的反转
要使电动机反转，必须改变电磁转矩的方向， 而电磁转矩的方向由磁通方向和电枢电流的方向
决定。所以，只要将磁通 或任Ia 意一个参数改变
方向，电磁转矩即可改变方向。在控制时，通常 直流电动机的反转实现方法有两种：
（1）改变励磁电流方向 保持电枢两端电压极性不变，将励磁绕组反
2.4.3 降低电枢电压启动
降低电枢电压启动，即启动前将施加在电动机电枢 两端的电源电压降低，以减小启动电流 Ist ，电动机启动 后，再逐渐提高电源电压，使启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，其接线原理和 启动工作特性如图2.19所示。较早采用发电机-电动机组 实现电压调节，现已逐步被晶闸管可控整流电源所取代。 这种启动方法需要专用电源，投资较大，但启动电流小， 启动转矩容易控制，启动平稳，启动能耗小，是一种较 好的启动方法。
启动开始瞬间，由于机械惯性，
电动机转速
，电枢绕组感应
电动势 n 0 ，由电动势平衡
方程式 Ea Ce n 0
可知
U Ea Ia Ra
启动电流 启动转矩
I UN
st
R
a
Tst CT Ist
（2-12） （2-13）
图2.17 他励直流电动机 的全压启动
直接启动(续1）
电枢回路串电阻启动（续2）
当转速升高至 n3 电流又降至 Ist2（图中f点） 时，接触器 KM3 触头闭合，将电阻 R3 短接，由 于机械惯性转速不能突变，电动机将瞬间过渡到 固有特性曲线4上的g点，电动机又沿曲线4的箭 头继续加速，最后稳定运行在固有特性曲线上的 h点，启动过程结束。电枢串电阻启动设备简单， 操作方便，但能耗较大，它不宜用于频繁启动的 大、中型电动机，可用于小型电动机的启动。