第九章 第二节 他励直流电动机的起动
直流电动机控制电路
直流电动机控制电路一、直流电动机的启动1.并励直流电动机的启动并励直流电动机的启动控制电路如图1-15所示。
图中，KA1是过电流继电器，作直流电动机的短路和过载保护。
KA2欠电流继电器，作励磁绕组的失磁保护。
启动时先合上电源开关QS，励磁绕组获电励磁，欠电流继电器KA2线圈获电，KA2常开触点闭合，控制电路通电；此时时间继电器KT线圈获电，KT常闭触点瞬时断开。
然后按下启动按钮SB2，接触器KM1线圈获电，KM1主触点闭合，电动机串电阻器R启动；KM1的常闭触点断开，KT线圈断电，KT常闭触点延时闭合，接触器KM2线圈获电，KM2主触点闭合将电阻器R短接，电动机在全压下运行。
2. 他励直流电动机的启动（见图1-16）图1-15 并励直流电动机启动控制电路图1-16 他励直流电动机启动控制电路3. 串励直流电动机的启动（见图1-17）图1-17 串励直流电动机启动控制电路请注意，串励直流电动机不允许空载启动，否则，电动机的高速旋转，会使电枢受到极大的离心力作用而损坏，因此，串励直流电动机一般在带有20%~25%负载的情况下启动。
二、直流电动机的正、反转1.电枢反接法这种方法是改变电枢电流的方向，使电动机反转。
并励直流电动机的正、反转控制电路如图1-18所示。
启动时按下启动按钮SB2，接触器KM1线圈获电，KM1常开触点闭合，电动机正转。
若要反转，则需先按下SB1，使KM1断电，KM1连锁常闭触点闭合。
这时再按下反转按钮SB3，接触器KM2线圈获电，KM2常开触点闭合，使电枢电流反向，电动机反转。
2.磁场反接法这种方法是改变磁场方向（即励磁电流的方向）使电动机反转。
此法常用于串励电动机，因为串励电动机电枢绕组两端的电压很高，而励磁绕组两端的电压很低，反转较容易，其控制电路如图1-19所示。
其工作原理同上例相似，请自己分析。
图1-18并励直流电动机正,反转控制电路图1-19串励电动机正,反转控制电路三、直流电动机的制动在实际生产中有时要求机械能迅速停转，这就要求直流电动机可以制动。
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。
九年级(初三)物理直流电动机的基本控制线路
3.2.4 他励直流电动机的调速
1.电枢回路串电阻调速 2.改变励磁电流调速 3.改变电枢电压调速
3.2.2
他励直流电动机的正反转 控制线路
直流电动机制动
所谓制动，就是给电动机加上与原 来转向相反的转距，使电动机迅速停转 或限制电动机的转速。 直流电动机制动方法有机械制动和 电力制动两种。 电力制动常用的方法有能耗制动、反 接制动、回馈制动(又称再生制动)。
3.2.3
他励直流电动机的制动 控制线路
3.2.3 他励直流电动机的制动 控制线路
3.2.3 他励直流电动机的制动 控制线路
3.2.3 他励直ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电动机的制动 控制线路
电动机的调速
调节转速简称为调速，就是在一定的 负载下，根据生产工艺的要求，人为地、 有意地改变电动机的转速。 调速方法有: 1. 机械调速; 2.电气调速; 3. 机械电气相配合调速。
他励直流电动机的基本控制线路
3.2.1他励直流电动机的启动控制线路
直流电动机的正反转
改变电动机的旋转方向有两种方法:
1. 电枢反接法 这种方法是保持磁场方 向不变而改变电枢电流的方向，使电动 机反转。此法常用于并励直流电动机。 2. 磁场反接法 这种方法是保持电枢电 流方向不变而改变磁场方向（即励磁电 流的方向）使电动机反转。此法常用于 串励电动机，
3.3直流他励电动机的起动特性
(2) 当速度上升使工作点到达 时，KM1闭合，即切除电阻 3 ， 当速度上升使工作点到达2时 闭合， 闭合 即切除电阻R 此时电枢回路串外加电阻R 此时电枢回路串外加电阻 ad2=R1+R2，电动机的机械特性变为曲线 b。由于机械惯性的作用，电动机的转速不能突变，工作点由2切换 。由于机械惯性的作用，电动机的转速不能突变，工作点由 切换 继续上升； 到3，速度又沿着曲线 继续上升； ，速度又沿着曲线b继续上升
（2） 对机械系统的影响： ） 对机械系统的影响： 与启动电流成正比例的启动转矩使运动系统的动态转矩很大， 与启动电流成正比例的启动转矩使运动系统的动态转矩很大， 过大的动态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； 使机械传动部件损坏； （3）对供电电网的影响： ）对供电电网的影响： 过大的启动电流将使保护装置动作，切断电源造成事故， 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。 引起电网电压的下降，影响其他负载的正常运行。 因此，直流电动机是不允许直接启动的， 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，例如普通的Z2型直流电动机 型直流电动机， 限制电枢电流，例如普通的 型直流电动机，规定电枢的瞬时电流 不得大于额定电流的1.5～2倍。 不得大于额定电流的 ～ 倍
T2 = (1.1 ~ 1.2)TN
(3) 当速度上升使工作点到达 时，KM1、KM2同时闭合，即 当速度上升使工作点到达4时 同时闭合， 、 同时闭合 切除电阻 R2、R3， 此时电枢回路串外加电阻 Rad1=R1，电动机的机 械特性变为曲线c。由于机械惯性的作用，电动机的转速不能突变， 械特性变为曲线 。由于机械惯性的作用，电动机的转速不能突变， 工作点由4切换到 ，速度又沿着曲线c继续上升 继续上升； 工作点由 切换到5，速度又沿着曲线 继续上升； 切换到
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。
直流电动机启动方法和原理分析
直流电动机启动方法和原理分析摘要：本文对直流电动机的工作原理做了阐述，并对直流电动机的直接启动的缺点做了说明。
通过对他励直流电动机启动原理的详细分析，说明了几种启动方法的实用性和有效性。
关键词：直流电动机启动1引言直流电动机由于具有良好的启动和调速性能被广泛应用。
直流电动机的运行过程主要包括启动、稳定运行和制动三个阶段。
在启动过程中，直流电动机的电流值超过额定运行值的十几倍，如此大的电流将对电动机本身及直流供电系统造成很大的不良影响，严重时将导致安全生产事故甚至停产，所以控制直流电动机启动阶段的电流值对工矿企业的正常与安全生产具有重要意义。
为控制直流电动机启动阶段的电流值，技术人员采取了许多方法，这些方法都是以直流电动机的启动原理作为根据的，为满足现代企业对直流拖动设备的需求并发展更多、更先进的启动方法，对直流电动机的启动原理进行深入的分析显得尤为重要。
2直流电动机工作原理直流电动机工作原理的理论基础是安培定律：带电导体在磁场中必然会受到力的作用即电磁力作用。
判断所受电磁力方向用左手定则：磁力线穿过左手掌心，左手四指方向为带电导体电流方向，左手大拇指方向即为导体所受到的电磁力方向。
直流电动机的主磁极绕组通以直流电建立主磁场，转子绕组（也称为电枢绕组）通以交流电即为带电导体，转子绕组在磁场中受到电磁力作用并产生电磁转矩使转子旋转。
即将输入的电能转化为机械能输出。
3他励直流电动机直接启动特性3.1直接启动：即他励直流电动机电枢回路两端电压为额定值，电枢回路不串入附加电阻的启动方法。
3.2直接启动电流特点：（1）他励直流电动机电枢回路电压平衡方程为：U=Ea+IaRa=Cefn+IaRa （公式1）公式1中：U为他励直流电动机电枢回路两端电压；Ea为电动机转子绕组切割主磁场产生的反电动势；Ia为电枢回路总电流；Ra为电枢回路总电阻；Ce为感应电动势常数；f为每极磁通量；n为转子转速。
（2）根据公式1可知：他励直流电动机启动瞬间转子转速 n为零，所以反电动势Ea为零；电枢回路两端电压U为额定值：电枢回路总电阻Ra为额定值，所以相当于电压直接加在了电枢回路电阻上。
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。
他励直流电动机常用的启动方法
他励直流电动机常用的启动方法
嘿，朋友们！今天咱来聊聊他励直流电动机常用的启动方法。
这可真是个有意思的事儿啊！
你想啊，这电动机就好比是一辆汽车，要想让它跑起来，那得有合适的启动方式呀！就像汽车点火一样，得恰到好处。
咱先说直接启动吧。
这就好像是运动员听到起跑枪声，“嗖”地一下就冲出去了。
简单直接，没啥弯弯绕绕的。
但这也得注意哦，电流可不能太大了，不然电动机可能就“累坏”啦！
还有电枢回路串电阻启动呢，这就像是给汽车挂挡一样。
通过串入不同的电阻，来控制电动机的速度和力量。
就好像开车时根据路况换挡，是不是很形象？这样能让电动机更平稳地启动，减少冲击。
降压启动也很重要呀！这就好比是让汽车慢慢地加速，而不是一下子猛踩油门。
通过降低电压，让电动机循序渐进地进入工作状态，更安全可靠呢。
那咱为啥要这么在意启动方法呢？这可不是闹着玩的呀！要是启动不好，电动机可能就闹脾气啦，一会儿不转了，一会儿又出故障了。
那咱的工作不就受影响了嘛！你说是不是这个理儿？
所以啊，选择合适的启动方法就像是给电动机找了一把合适的钥匙，能让它乖乖听话，好好工作。
咱可得认真对待，不能马虎呀！
你想想看，如果电动机启动不顺利，那得多耽误事儿啊！生产线上的东西都等着它来带动呢，它要是掉链子了，那损失可就大了去了。
总之，他励直流电动机的启动方法可是非常关键的。
咱得像爱护宝贝一样对待电动机，给它选对启动方法，让它发挥出最大的作用。
可别小瞧了这些方法哦，它们可是能让电动机变得更厉害的秘密武器呢！大家一定要记住啦！
原创不易，请尊重原创，谢谢!。
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
直流电机启动方法
直流电机启动方法直流电机是一种将直流电能转换成机械能的电机。
在正常启动直流电机之前，需要进行一系列的准备工作和控制操作，以确保电机正确运行并避免损坏。
下面将详细介绍直流电机的启动方法：1. 电源接线：首先，将直流电机的正负两极与电源的正负极相连接，确保接线牢固可靠。
可以采用铜排、绝缘导线等连接方式，同时要保证接线部分的绝缘性能良好。
2. 弱励磁启动：在启动直流电机时，可以采用弱励磁的方式减小启动时的电流冲击。
具体操作是，在电源接线好后，先通过继电器或控制开关将电机的励磁回路关闭，使电机处于无励磁状态。
然后，再将励磁回路接通，使电机开始有励磁。
此时，电机的励磁电流较小，可以缓解启动时的电流冲击。
3. 多段启动：对于大功率直流电机，为了降低启动时的电流冲击，可以采用多段启动的方式。
具体方法是，在电源接线好后，先使直流电机处于较低的电压和转速下运行，然后逐步增加电压和转速，直至达到额定值。
4. 周期倒置启动：周期倒置启动是为了避免启动时的转矩冲击而采取的一种方法。
具体步骤是，在电源接线好后，先使电机转动一定的角度，然后将电源的正负极互换，使电机反向运行一段时间。
然后再次将电源正负极互换，并使电机恢复正向运行，这样可以减小启动时的转矩冲击。
5. 电阻启动：在一些特殊情况下，可以采用电阻启动的方式来降低启动时的电流冲击。
具体方法是，通过控制器或开关等设备，将额外的电阻接入电机回路中，起到限制电流的作用。
当电机转速达到一定值时，再逐步减小电阻，直至完全去除。
总结起来，直流电机的启动方法包括弱励磁启动、多段启动、周期倒置启动和电阻启动等。
在具体应用中，可以根据实际情况选择恰当的启动方式。
此外，还需要注意启动过程中的电流和温度变化，及时发现和解决问题，以确保直流电机正常运行。
直流电动机常见控制线路
按下启动按钮SB1，接触器KM1线圈通电吸合并自锁，电动机在串 入全部启动电阻情况下降压起动。同时，由于接触器KM1的常闭触点断 开，使时间继电器KT1和KT2线圈断电。经一段延时候，其中KT1的常 闭延时闭合触点首先闭合，接触器KM2线圈通电，其常开触点闭合，将 启动电阻R1短接，电动机继续加速。然后，KT2常闭延时闭合触点延时 闭合，接触器KM3通电吸合，将电阻R2短接，电动机启动完毕，投入正 常运行。
设备控制技术
直流电动机常见控制线路
直流电动机按励磁方式分为他励、并励、串励和复励四种。并励及 他励直流电动机的性能及控制线路相近，他们多用在机床等设备中。在 牵引设备中，则以串励支流电动机应用较多。
直流电动机的控制包括直流电动机的起动、正反转、调速及制动的 控制。
1-1直流电动机的起动控制线路
直流电动机在起动最初的一瞬间，因为电动机的转速等于零，则反 电动势为零，所以电源电压全部施加在电枢绕组的电阻及线路电阻上。 通常这些电阻都是极小的，所以这时流过电枢电流很大，启动电流可达 额定电流的10~20倍。这样大的起动电流将导致电动机转向器和电枢绕 组的损坏，同时大电流产生转矩和加速度对机械传动部件也将产生强烈 的冲击。因此，如外加的是恒定电压，则必须在电枢回路中篡改如附加 电阻来起动，以限制起动电流。
他励直流电动机的工作原理
他励直流电动机的工作原理好嘞，咱们今天就来聊聊他励直流电动机的工作原理。
想象一下，电动机就像一个勤劳的小蜜蜂，嗡嗡作响，不停地工作。
你知道吗，这种电动机在生活中可真是无处不在，像家里的电风扇、电动车，甚至洗衣机，都是它的“亲戚”。
我们来看看它背后的那些小秘密吧。
他励直流电动机其实有个特别的地方，它的工作原理真的是个有趣的故事。
电动机的心脏就是那个绕组，嘿，这可不是普通的绕组，它里边绕着电线，形成了电流流动的通道。
当电流通过的时候，它就像给电动机注入了生命的源泉。
这个电流在绕组里一跑，咱们的电动机就开始转动，简直是“动力无限”。
这种电动机用的电源是直流电，这个名字听上去有点高深，其实就是指电流朝一个方向流动。
简简单单，不用太复杂。
再说说他励的意思。
这个“他励”可有点意思，像是给电动机请了个“助教”。
在这里，励磁绕组是个关键角色，负责产生磁场。
电流流经励磁绕组，磁场就像一把无形的“锁”，把转子牢牢锁住。
转子一转，磁场就跟着转，形成一种奇妙的互动。
这个时候，你就会发现，电动机的转动简直是天衣无缝，配合得如同老夫老妻。
再往下讲，咱们得提一下电动机的转速。
电动机的转速可不是固定的，咱们可以根据负载的变化来调整。
想象一下，今天咱们要推着一车水果，动力肯定得足够大；但要是明天只是搬一箱牛奶，那自然就轻松多了。
这就是电动机的妙处，它能根据负载自动调节，真是“随叫随到”。
说到这里，咱们还得聊聊这小家伙的效率。
电动机的效率可真是个了不起的数字。
它把电能转化为机械能的能力可高达90%以上。
也就是说，几乎每一度电都能被它好好利用。
试想一下，要是家里的电器都能这么给力，电费账单得省多少呀！这就像是找到了人生的“省钱妙招”，让人心里那个美呀。
不过，任何事情都有两面性，他励直流电动机也不例外。
虽然它的效率高，但如果长时间工作或者负载过大，就容易发热，甚至出现一些小问题。
就像人一样，工作太累了，难免得休息一下。
因此，适时的维护和保养可不能少，给它一个良好的工作环境，才能让它发挥最佳状态。
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。
他励直流电机的启动原理与运行
他励直流电机的启动原理与运行直流电机是一种常见的电动机，它的启动原理和运行过程相对简单。
下面将详细介绍直流电机的启动原理和运行过程。
一、直流电机的启动原理直流电机的启动原理主要涉及到电动机绕组和电刷之间的相互作用。
在直流电机中，电源（通常为直流电源）通过电刷与转子绕组中的线圈相连，通过转子绕组产生的磁场与永磁体的磁场相互作用，从而产生回转力矩，推动转子旋转。
具体来说，直流电机启动的基本原理可以归纳为以下几个步骤：1.电源通电：将直流电源与电机绕组相连，使得电源输出电流通过电刷进入转子绕组。
2.电流通过转子绕组：当电源通电后，电流会通过电刷进入转子绕组，并在线圈中形成磁场。
3.电刷与转子绕组之间的相互作用：这一步是直流电机启动的关键步骤。
通过电刷与转子绕组之间的接触和相互作用，使得电流通过转子绕组时产生的磁场和永磁体的磁场相互作用，从而发生力矩作用。
这个力矩使得转子开始旋转。
4.转子运动：一旦转子开始旋转，它会通过机械耦合将力矩传递给机械负载，从而实现所需的运动。
二、直流电机的运行过程直流电机的运行过程可以分为启动阶段和稳态运行阶段。
1.启动阶段：在启动阶段，当电源通电后，通过以上的原理，电机开始旋转。
在这个阶段，由于转子的惯性和机械特性，转速可能会逐渐增加直到达到稳定状态。
同时，电刷与电刷槽之间的接触会导致一些摩擦和火花，因此通常需要在这个阶段进行额外的控制来保证电刷和电刷槽之间的良好接触。
2.稳态运行阶段：一旦电机启动并进入稳态运行阶段，转子将以稳定的速度旋转。
在这个阶段，电机的性能和输出力矩取决于电机的设计和工作条件。
通常，可以通过控制电刷和电流的输入来调整电机的输出力矩和速度。
此外，需要注意的是，直流电机的运行过程也涉及到电机的磁场、电流和机械特性等因素的相互作用。
例如，电机的磁场由电流通过转子绕组时产生，转子的惯性和机械特性会影响电机的动态响应和稳态运行特性。
总结起来，直流电机的启动原理和运行过程包括电源通电、电流通过转子绕组、电刷与转子绕组之间的相互作用以及转子的旋转等步骤。
直流电动机的启动
直流电动机的启动
直流电动机的启动
直流电动机为什么要限制启动电流？应怎么限制电流？启动过程如何？
限制电流的原因：因为电枢电阻Ra很小，所以直接启动时启动电流很大，通常可达到额定电流的10~20倍。
过大的启动电流会使电网电压下降过多,影响本电网上其他用户的正常用电；使电动机的换向恶化，甚至烧坏电动机；同时过大的冲击转矩会损坏电枢绕组和传动机构。
因此，除容量很小的电动机以外，一般不允许直接启动。
限制启动电流方法：他励直流电动机通常采用电枢回路串入电阻启动或降低电枢电压的启动方式。
启动开始，接触器S闭合，S1，S2，S3断开，此时额定电压加在回路中总电阻为
Ra+Rst1+Rst2+Rst3,此时，启动电流I1和启动转矩T1均达到最大值，电动机开始旋转，转速沿曲线1特性从a点移动到b点，即转速升至n1，此时转矩降至T2，将S3闭合，即切除电阻Rst3，则工作点由b点跃变到c点，电动机在T1下加速，然后转速沿曲线2增加到n2，再闭合S2，则d点向e点平移，电动机又在T1下加速，e点沿曲线3移动到f 点，转速升至n3，此时闭合S1，电动机将过渡到固有特征曲线上，并加速到h点处于稳定运行，启动过程结束。
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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R1 R1 Ra 0.627 0.377 0.250
R2 R2 R1 1.043 0.627 0.416
R3 R3 R2 1.736 1.043 0.693
R4 R4 R3 2.889 1.736 1.153
第二节 他励直流电动机的起动
一、起动方式
1.直接起动 2.电阻分级起动
二、起动电阻的计算
1.图解法 2.计算法
三、起动的过渡过程
1.起动的机械过渡过程 2.电枢电感对起动过程的影响
一、起动方式
直流电动机接上电源后，转速从零达到稳 定转速的过程，称为起动过程。 对电动机起动的基本要求：
n nz (nst nz )et / TtM
或
n nz (1 et / TtM ) nst et / TtM
nst ——过渡过程开始时转速的起始值
n z ——机械特性上负载转矩 Tz （或负载电流 I z ）对应的转速，
即过渡过程结束时电动机的稳定转速。
当起动转速为零时 n nz (1 et / TtM )
三、他励直流电动机起动的过渡过程
1.起动的机械过渡过程 2.电枢电感对起动过程的影响
三、他励直流电动机起动的过渡过程
在电力拖动系统中，一些电气参数（如电压、电阻等）与负载 转矩的突然变化，会引起过渡过程，但由于惯性，这些变化却不能 导致电动机的转速、电流、转矩及磁通等参量的突变，而必须是个 连续变化的过程 。
R2 Ra R1 R2
GD2 ( Ra RΩ1 RΩ 2 ) TtM 1 375CeCT 2
n nz1 (1 et / TtM 1 )
I a I z (1 et / TtM 1 ) I1et / TtM 1
机械特性曲线
转速变化曲线
电流变化曲线
（1）起动转矩要大 （2）起动电流有限制 （3）起动设备要经济可靠
他励直流电动机直接起动
将电动机的电枢投入额定电压的电源上起 动。 U Ea U n=0，Ea=0， I a
Ra Ra
优点：操作简单，无需外加设备 缺点：冲击电流大（Ia 可能突增到额定电流的十多 倍 ），换向时易产生火花
R1 Ra nec nhe
R2 Ra nca nhe
4．根据转速比计算出各级电阻
1 图解解析法
给同学们2分钟，尝试把特性图画出来。 （千万要动手哦，不要临摹哦：） 发现图解法的缺点是什么了吗？
如何解决遇到的问题呢？
解析法的计算方法就能很好的解决图解法 中，I1，I2难以准确确定的问题。 确定起动过程的人为特性曲线的本质就是 确定各级的电阻值，各级电阻值之间有何 关系呢？
适用于容量很小的电动机。
改良方式
为了改变直接起动时电流很大的缺点，采用将起 动电阻串入电枢回路，待转速上升后，逐步将起 动电阻切除的方式限制起动电流。 回想一下3张人为机械特性图
起动过程
起动动作过程： a点，K1,K2闭合 b点，打开K2，K1闭合 d点，打开K1
1 图解解析法
3．加快起动过程的途径
1）减小系统的飞轮惯量，以减小机电时间 常数，从而降低系统的惯性 2）在设计电力拖动系统时，尽可能设法改 善起动过程中电枢电流的波形 （二）电枢电路电感对起动过程的影响
理想的起动电 流变化规律
La Tta 式中，La 为电枢电路的总电感 Ra 当电动机带负载起动时，则过渡过程分两阶段：
1．绘制固有机械特性
2．选取起动过程中的最大电 流 I1与电阻切除时的切换电流 I2 （或T1 与T2）
3．画出分级起动特性图
R n n0 T 2 CeCT
R1 Ra RΩ1 nhc nhe nec R2 Ra nhe nhe
T Δn n0 n R 2 CeCT
4
R4 2.895 1.664 Ra 0.377
4
则各级起动总电阻如下：
R1 Ra 1.664 0.377 0.627
R2 R1 1.664 0.627 1.043
R3 R2 1.6641.043 1.736
R4 R3 1.6641.736 2.889
起动过程中电枢 电流的变化曲线
起动过程中转 速的上升曲线
求出过渡过程中某一段的时间
I st I z t x TtM ln Ix Iz
或
t x TtM ln
nst nz nx nz
或
t x TtM ln
Tst Tz Tx Tz
2．电枢串多级电阻起动的过渡过程 他励电动机二级起动的电路及特性 第一级起动时
R 1 R1 Ra ( 1) Ra
PN 29kW U N 440V
解 已知起动级数m=4
I N 76A
nN 1000 r/min
Ra 0.377 试用解析法计算四级起动时的起动电阻值。
选择
I1 2I N 2 76A 152A
U a 440 Rm R4 Ω 2.895Ω I1 152
电磁时间常数为 第一阶段，电枢电流从零增加到Iz 之前，电动机转速为零。
dI a U I a Ra La dt
I a I sc (1 e
t / Tta
)
式中
I sc U / Ra
第二阶段，过了tz 后，电动机开始加速，机械惯性与电磁惯性同时 存在 dI
U I a Ra La
TtM 2
49.05(0.377 0.212 0.405 0.695 ) s 0.137 s 375 1.615
49.05(0.377 0.212 0.405 ) s 0.081s 375 1.615
TtM 3
49.05(0.377 0.212 ) TtM 4 s 0.048s 375 1.615 49.05 0.377 TtM s 0.031s 375 1.615
RΩ2 R2 R1 ( 2 ) Ra RΩ1 RΩm 1 Rm 1 Rm 2 RΩm 2 m 2 RΩ1 m 1 RΩm Rm Rm 1 RΩm 1 RΩ1 [例9-2] 一台他励直流电动机的铭牌数据为：型号Z-290
Rm Rm1 I1 R2 R1 I 2 Rm1 Rm2 R1 Ra
Rm Ra m lg lg
m
Rm Ra
2 解析法的计算方法
1. 根据电动机铭牌数据，估算电动机电枢 回路电阻 2. 选取最大电流I1，计算最大起动电阻； 3.决定起动电阻级数 4.计算起动电流比 5.计算分段电阻
理想的起动电 流变化规律
La Tta 式中，La 为电枢电路的总电感 Ra 当电动机带负载起动时，则过渡过程分两阶段：
电磁时间常数为 第一阶段，电枢电流从零增加到Iz 之前，电动机转速为零。
dI a U I a Ra La dt
I a I sc (1 e
t / Tta
)
式中
I sc U / Ra
或
a
dt
Ea
GD dn T Tz 375 dt
2
GD2 dn Ia I z 375CT dt
d 2 n 1 dn 1 1 n nz 2 dt Tta dt TtM Tta TtM Tta
该方程的解为
n c1e
1t
c2e
2t
nz
1 1 4Tta 式中 1 2T 2T 1 T tM ta ta
U N I N Ra 440 76 0.377 Ce 0.411 nN 1000
CT 9.55Ce 9.55 0.411 3.93
CeCT 2 0.411 3.93 1.615
49.05(0.377 0.212 0.405 0.695 1.158 ) TtM 1 s 0.231s 375 1.615
dI a I a Iz dt TtM TtM
其中 K I st I z
I a I z Ket / TtM 其解为
I st 为电流的起始值
t / TtM
I a I z ( I st I z )e
或
I a I z (1 e
t / TtM
) I st e
电力拖动系统中一般存在以下三种惯性： 1．机械惯性 ——反映在系统的飞轮惯量上，它使转速不能突变。 2．电磁惯性 ——反映在电枢回路电感及励磁回路电感上，它们分 别使电枢电流和励磁电流不能突变，从而使磁通不能突变。 3．热惯性 ——它使电动机的温度不能突变。
电力拖动的过渡过程一般分为两种： 1）机械过渡过程—— 它只考虑机械惯性，忽略影响较小的电磁惯 性。
2）电气一机械过渡过程 —— 它同时考虑机械与电磁两种惯性。
一、 起动时的机械过渡过程
1．电枢串固定电阻起动的过渡过程
U Ea I a R Cen I a R
GD2 dn T Tz CTI a 375 dt
他励直流电动机串 固定电阻全压起动
R Ra R
U Ia R n Ce
设 I st I1 2I N 2 76A 152A
I x I 2 1.2I N 1.2 76A 91.2A
I1 I z ln I I z 2 152 76 ln ln 5 1.61 91.2 76 I1 I z TtM 2 TtM 3 TtM 4 ) ln I I 2 z